人教版选择性必修2第2章第1节 共价键(第1课时 共价键)

第二章 分子结构与性质
第一节 共价键 第1课时 共价键
一、共价键
〔复习回顾〕用电子式表示下列分子的形成过程 ①H 2：H·+·H ------→H ··H ；
②Cl 2：··Cl ····· +·Cl ······-------→··Cl ······Cl ······
； ③HCl ：H·+·Cl ······-------→H ··Cl ··
····。

1．共价键的形成
（1）概念：原子间通过共用电子对所形成的相互作用，叫做共价键。

（2）共价键的表示方法：用一条短线表示一对共用电子所形成的共价键。

（3）本质：原子间通过原子轨道重叠产生的强烈作用。

按成键原子的原子轨道的重叠方式分类
σ键 π键 σ键 π键 σ键 π键 （1）乙烯和乙炔的化学性质为什么比乙烷活泼呢？
〔提示〕乙烯的碳碳双键和乙炔的碳碳三键中分别含有1个和2个π键，π键原子轨道重叠
程度小，不稳定，容易断裂。

而乙烷中没有π键，σ键稳定，不易断裂。

（2）解释乙烯分子中π键是如何形成的，预测乙炔分子中π键是如何形成的( 提示:两个碳
原子各自用2个p 轨道形成2个π键)。

（3）模仿图2-3所示，绘制乙烯和乙炔分子中的π键(σ键已画出)。

H H ＼／C—C ／
＼H H H—C—C—H
【思考与讨论】钠和氯通过得失电子同样是形成电子对，为什么这对电子不被钠原子和氯原子共用形成共价键而形成离子键呢?你能从原子的电负性差别来理解吗?讨论后请填写下表:
（1）饱和性：一个原子中的一个未成对电子与另一个原子中的一个未成对电子配对成键后，
一般来说就不能再与其他原子的未成对电子配对成键了，即每个原子所能形成共价键的总数或以共价键连接的原子数目是一定的，这称为共价键的饱和性。

显然，共价键的饱和性决定了各种原子形成分子时相互结合的数量关系。

（2）方向性：除s 轨道是球形对称外，其他原子轨道在空间都具有一定的分布特点。

在形
成共价键时，原子轨道重叠的越多，电子在核间出现的概率越大，所形成的共价键就越牢固，因此共价键将尽可能沿着电子出现概率最大的方向形成，所以共价键具有方向性。

〔理解应用〕如下图表示是 乙烷 分子的成键情况，请认真体会下饱和性和方向性两大特
征。

【归纳总结】 共价键的分类
⎩⎪⎪⎨⎪⎪⎧
共用电子对的数目⎩⎪⎨⎪
⎧
共价单键——σ键共价双键——1个σ键、1个π键
共价三键——1个σ键、2个π键
电子云重叠方式⎩⎪⎨⎪⎧
σ键――→特征电子云呈轴对称
π键――→特征电子云呈镜面对称
共用电子对是否偏移⎩⎪⎨
⎪⎧
极性键――→特征 共用电子对发生偏移非极性键――→特征 共用电子对不发生偏移
【预习检验】
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
（1
）π键是由两个p 轨道“头碰头”重叠形成的( × ) （2）σ键是轴对称而π键是镜面对称( √ )
（3）一般来说，σ键比π键强度大，更稳定(√)
（4）两个原子之间形成共价键时，至少有一个σ键(√)
（5）氢原子只能形成σ键，氧原子可以形成σ键和π键(√ )
（6）气体单质中一定存在σ键，可能存在π键(×)
（7）原子间形成分子时，决定各原子相互结合的数量关系的是共价键的方向性和饱和性(×)
（8）π键不能单独存在，一定要和σ键共存(√)
（9）s轨道不能参与形成π键(√)
（10）共价键的方向性是由成键原子轨道的方向性决定的(√)
（11）原子轨道在空间都具有方向性(×)
（12）形成共价键后体系的能量降低，趋于稳定(√)
2．下图表示氢原子的电子云重叠示意图。

以下各种说法中错误的是() A．图中电子云重叠意味着电子在核间出现的机会多
B．氢原子的核外的s轨道重叠形成共价键
C．氢原子的核外电子呈云雾状，在两核间分布得密一些，将两核吸引
D．氢原子之间形成σ键，s-s σ键没有方向性
【答案】C
3．下列说法正确的是( ）
A．σ键强度小，容易断裂，而π键强度较大，不易断裂.
B．共价键都具有方向性
C．π键是由两个原子的p轨道“头碰头”重叠形成的
D．两个原子之间形成共价键时，最多有一个σ键为使重叠程度最大化，要首先形成一个σ键，然后再形成π 键头碰头”重叠形成的是σ键
【答案】D
〔解析〕σ键比π键更稳定，A错误；s－s σ键无方向性，B错误；原子轨道以“头碰头”方式相互重叠形成的共价键为σ键，C错误；两个原子之间形成共价键时，单键为σ键，双键和三键中只有一个σ键，D正确。

4．下列分子既不存在s-p σ键,也不存在p-p π键的是()
A.HCl
B.HF
C.CO2
D.SCl2
【答案】D
〔解析〕共价键是两个原子轨道以“头碰头”或“肩并肩”重叠形成的,s和p轨道以“头碰头”重叠可形成s-p σ键,p轨道之间以“头碰头”重叠可形成p-p σ键,p轨道之间以“肩并肩”重叠可形成p-p π键。

HCl分子中存在s-p σ键,故A错误;HF分子中存在s-p σ键,故B错误;CO2分子中存在p-p σ键和p-p π键,故C错误;SCl2分子中只存在p-p σ键,故D正确。

5．共价键具有饱和性和方向性，下列关于共价键这两个特征的叙述中，不正确的是()
A.共价键的饱和性是由成键原子的未成对电子数决定的
B.共价键的方向性是由成键原子的轨道的方向性决定的
C.共价键的饱和性决定了分子内部的原子的数量关系
D.共价键的饱和性与原子轨道的重叠程度有关
【答案】D
〔解析〕原子的未成对电子配对成键后，一般就不再与其他原子的未成对电子配对成键了，故原子的未成对电子数决定了该原子形成的共价键具有饱和性，这一饱和性也就决定了该原子成键时最多连接的原子数，故A、C正确；形成共价键时，原子轨道重叠的程度越大越好，为了达到原子轨道的最大重叠程度，成键的方向与原子轨道的伸展方向就存在着必然的联系，故B正确。

6．有关CH2===CH—C≡N分子中所含化学键数目的说法正确的是()
A．3个σ键，3个π键B．4个σ键，3个π键
C．6个σ键，2个π键D．6个σ键，3个π键
【答案】D
〔解析〕共价单键为σ键，双键中含1个σ键和1个π键，三键中含1个σ键和2个π键，故CH2===CH—C≡N分子中含6个σ键和3个π键。

7．在N2F2分子中，所有原子均符合8电子稳定结构，则该分子中两个氮原子之间的键型构成是()
A.仅有一个σ键
B.仅有一个π键
C.一个σ键，一个π键
D.一个σ键，两个π键
【答案】C
〔解析〕由题给条件可知,N2F2的结构式为F—N=N—F,则两个氮原子之间为氮氮双键,其中有一个σ键,一个π键。

8．有以下物质：①HF ②Cl2 ③H2O ④N2 ⑤C2H4 ⑥C2H6 ⑦H2 ⑧H2O2 ⑨HCN ⑩HClO
（1）只有σ键的是________________(填序号，下同)；既有σ键又有π键的是________。

（2）含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的是___________。

（3）含有由一个原子的s轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是________。

（4）含有由一个原子的p轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是________。

【答案】(1)①②③⑥⑦⑧④⑤⑨⑩(2)⑦(3)①③⑤⑥⑧⑨⑩(4)②④⑤⑥⑧⑨⑩
〔解析〕
(1)单键只有σ键，双键或三键才含有π键，故只有σ键的是①②③⑥⑦⑧；既有σ键又有π
键的是④⑤⑨⑩。

(2)H原子只有s轨道，题给物质中含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的只有H2。

(3)含有由一个原子的s轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的有①③⑤⑥⑧⑨⑩。

(4)含有由一个原子的p轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键，说明构成这种σ键的原子中一定没有H原子，故正确答案为②④⑤⑥⑧⑨⑩。

9．（1）指出下图所表示的共价键类型的名称，并列举含有该共价键的一种物质，写出其分子式。

①键，；②键，；③键，；
④键，；⑤键，。

（2）某有机物分子的结构简式为CH2==CHCOOH，该分子中有个σ键，个π键，有种极性键，(填“有”或“没有”)非极性键。

【答案】(1)①s-s σH2②s-p σHCl③p-p σ Cl2④p z-p zπN2⑤p y-p yπN2(2)8 24有
10．已知碳的氧化物可以制备尿素、乙烯脲等。

（1）乙烯脲中含σ键与π键数目之比为________。

（2）尿素分子中σ键与π键的数目之比为________。

【答案】(1)12∶1(2)7∶1
〔解析〕单键为σ键，双键中含1个σ键、1个π键；1个乙烯脲分子中含12个σ键、1个π键，故σ键与π键数目之比为12∶1；1个尿素分子中含7个σ键、1个π键，故σ键与π键的数目之比为7∶1。