共价键学生满分版

共价键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)成键的粒子：一般为非金属原子(相同或不相同)或金属原子与非金属原子。

(3)本质：原子间通过共用电子对(即电子云重叠)产生的强烈作用。

(4)形成条件：非金属元素的原子之间形成共价键，大多数电负性之差小于1.7的金属与非金属原子之间形成共价键。

2.共价键的特征(1)饱和性①按照共价键的共用电子对理论，一个原子有几个未成对电子，便可和几个自旋状态相反的电子配对成键，这就是共价键的“饱和性”。

②用电子排布图表示HF分子中共用电子对的形成如下：③由以上分析可知，F原子与H原子间只能形成1个共价键，所形成的简单化合物为HF。

同理，O原子与2个H原子形成2个共用电子对，2个N原子间形成3个共用电子对。

(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，原子轨道重叠的愈多，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。

共价键的特征及应用(1)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)共价键的方向性决定了分子的立体构型，并不是所有共价键都具有方向性，如两个s电子形成共价键时就没有方向性。

例1下列不属于共价键成键因素的是()A.共用电子对在两原子核之间高概率出现B.共用的电子必须配对C.成键后体系能量降低，趋于稳定D.两原子体积大小要适中【考点】共价键的形成与特征【题点】共价键的形成与判断答案D解析两原子形成共价键时，电子云发生重叠，即电子在两核之间出现的概率更大；两原子电子云重叠越多，键越牢固，体系的能量也越低；原子的体积大小与能否形成共价键无必然联系。

例2下列说法正确的是()A.若把H2S分子写成H3S分子，违背了共价键的饱和性B.H3O＋的存在说明共价键不具有饱和性C.所有共价键都有方向性D.两个原子轨道发生重叠后，电子仅存在于两核之间【考点】共价键的形成与特征【题点】共价键的特征答案A解析S原子有两个未成对电子，根据共价键的饱和性，形成的氢化物为H2S，A项对；H2O 能结合1个H＋形成H3O＋，不能说明共价键不具有饱和性，B项错；H2分子中，H原子的s 轨道成键时，因为s轨道为球形，所以H2分子中的H—H键没有方向性，C项错；两个原子轨道发生重叠后，电子只是在两核之间出现的概率大，D项错。

1.σ键(1)概念：未成对电子的原子轨道采取“头碰头”的方式重叠形成的共价键叫σ键。

(2)类型：根据成键电子原子轨道的不同，σ键可分为s-s σ键、s-p σ键、p-p σ键。

①s-s σ键：两个成键原子均提供s轨道形成的共价键。

②s-p σ键：两个成键原子分别提供s轨道和p轨道形成的共价键。

③p-p σ键：两个成键原子均提供p轨道形成的共价键。

(3)特征①以形成化学键的两原子核的连线为轴作旋转操作，共价键电子云的图形不变，这种特征称为轴对称。

②形成σ键的原子轨道重叠程度较大，故σ键有较强的稳定性。

(4)σ键的存在：共价单键为σ键；共价双键和共价三键中存在一个σ键。

2.π键(1)概念：未成对电子的原子轨道采取“肩并肩”的方式重叠形成的共价键叫π键。

(2)特征①每个π键的电子云由两块组成，分别位于由两原子核构成平面的两侧，如果以它们之间包含原子核的平面为镜面，它们互为镜像，这种特征称为镜面对称。

②形成π键时原子轨道重叠程度比形成σ键时小，π键没有σ键牢固。

(3)π键的存在：π键通常存在于双键或三键中。

(1)共价键的分类键的类型σ键π键原子轨道重叠方式两个原子的成键轨道沿着键轴的方向以“头碰头”的方式重叠两个原子的成键轨道以“肩并肩”的方式重叠不活泼活泼例3s-p σ键与p-p σ键的区别在于()A.前者是电子云的重叠，后者没有电子云的重叠B.前者有K层电子云成键，后者肯定无K层电子云成键C.前者是电子云“头碰头”重叠，后者是电子云“肩并肩”重叠D.前者是电子云“肩并肩”重叠，后者是电子云“头碰头”重叠【考点】共价键的类型【题点】σ键与π键的比较答案B解析凡是σ键，都是电子云“头碰头”的重叠。

s-p σ键是由s能级的电子云(“球形”)与p能级的电子云(“哑铃形”)以“头碰头”重叠而成键的。

由于K层不存在p能级，故p-p σ键不可能有K层电子云成键。

例4下列有关化学键类型的判断不正确的是()A.s-s σ键与s-p σ键的对称性不同B.分子中含有共价键，则至少含有一个σ键C.已知乙炔的结构式为H—C≡C—H，则乙炔分子中存在2个σ键(C—H)和3个π键(C≡C)D.乙烷分子中只存在σ键，即6个C—H键和1个C—C键都为σ键，不存在π键【考点】共价键的类型【题点】共价键类型的综合答案C解析s-s σ键无方向性，s-p σ键轴对称，A项对；在含有共价键的分子中一定有σ键，可能有π键，如HCl、N2等，B项对；单键都为σ键，乙烷分子结构式为，其6个C—H键和1个C—C键都为σ键，D项正确；共价三键中有一个为σ键，另外两个为π键，故乙炔(H—C≡C—H)分子中有2个C—H σ键，C≡C键中有1个σ键、2个π键，C项错。

1.键能(1)概念：气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量。

键能的单位是kJ·mol－1。

如：形成1 mol H—H键释放的最低能量为436.0 kJ，即H—H键的键能为436.0 kJ·mol－1。

(2)应用：共价键H—F H—Cl H—Br H—I键能/kJ·mol－1568431.8366298.7①若使2 mol H—Cl键断裂为气态原子，则发生的能量变化是吸收863.6 kJ的能量。

②表中共价键最难断裂的是H—F，最易断裂的是H—I。

③由表中键能大小数据说明键能与分子稳定性的关系：HF、HCl、HBr、HI的键能依次减小，说明四种分子的稳定性依次减弱，即最稳定的是HF，最不稳定的是HI。

2.键长(1)概念：形成共价键的两个原子之间的核间距，因此原子半径决定化学键的键长，原子半径越小，共价键的键长越短。

(2)应用：共价键的键长越短，往往键能越大，这表明共价键越稳定，反之亦然。

3.键角(1)概念：在多原子分子中，两个共价键之间的夹角。

(2)应用：在多原子分子中键角是一定的，这表明共价键具有方向性，因此键角决定着共价分子的立体构型。

(3)分子立体构型键角实例正四面体形109°28′CH4、CCl4平面形120°苯、乙烯、BF3等三角锥形107°NH3V形(角形)105°H2O直线形180°CO2、CS2、CH≡CH例5N—H键键能的含义是()A.由N和H形成1 mol NH3所放出的能量B.把1 mol NH3中的共价键全部拆开所吸收的热量C.拆开约6.02×1023个N—H键所吸收的热量D.形成1个N—H键所放出的热量【考点】共价键的键参数【题点】键能、键长和键角的概念答案C答案A解析CO2为直线形分子，键角为180°；NH3为三角锥形结构，键角为107°；H2O分子立体构型为V形，键角为105°；CH2==CH2为平面结构，键角为120°，故键角最大的是CO2，A 正确。

例7A—A B—B C—C D—D键长/10－10m a0.74c 1.98键能/kJ·mol－1193b151d已知D2分子的稳定性大于A2，则a>______；d>________；比较a、c的大小__________；比较b、d的大小__________。

【考点】共价键的键参数【题点】键长、键能与分子稳定性的关系答案 1.98193a<c b>d解析结构相似的单质分子中，键长越短，键能越大，分子越稳定。

1.比较N2和CO分子N2CO结构原子数22电子数1414价电子数1010立体构型直线形直线形性质沸点/℃－195.81－191.49熔点/℃－210.00－205.05液体密度/g·cm－30.7960.7932.分析比较N2和CO的结构和性质，得出的结论是CO分子和N2分子具有相同的原子总数、相同的价电子数，其性质相近。

3.等电子原理是指原子总数相同、价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征，它们的许多性质(主要是物理性质)是相近的。

满足等电子原理的分子互称为等电子体。

类型实例立体构型双原子10电子的等电子体N2、CO、NO＋、C2－2、CN－直线形三原子16电子的等电子体CO2、CS2、N2O、NO＋2、N－3、BeCl2(g)直线形三原子18电子的等电子体NO－2、O3、SO2V形四原子24电子的等电子体NO－3、CO2－3、BO3－3、CS2－3、BF3、SO3(g)平面三角形五原子32电子的等电子体SiF4、CCl4、BF－4、SO2－4、PO3－4正四面体形例81919年，Langmuir提出等电子原理：原子总数相同、电子总数相同的分子，互称为等电子体。

等电子体的结构相似、物理性质相近。

(1)根据上述原理，仅由第二周期元素组成的共价分子中，互为等电子体的是________和________；________和__________。

(2)此后，等电子原理又有所发展。

例如，由短周期元素组成的微粒，只要其原子总数相同，各原子最外层电子数之和相同，也可互称为等电子体，它们也具有相似的结构特征。

在短周期元素组成的物质中，与NO－2互为等电子体的分子有________、________。

答案(1)N2CO CO2N2O(2)SO2O3解析(1)仅由第二周期元素组成的共价分子中，即C、N、O、F组成的共价分子，如：N2与CO电子总数均为14，CO2与N2O电子总数均为22。

(2)依题意，只要原子总数相同，价电子总数也相同，即可互称为等电子体，NO－2为三原子，其价电子总数为(5＋6×2＋1)＝18，SO2、O3也为三原子，价电子总数均为6×3＝18。

学习小结：1.共价键的三个键参数，键长、键能可用来判断共价键的稳定性，键角可用于判断分子的立体构型。

2.等电子体原子总数相同，价电子总数相同，但组成原子的核外电子总数不一定相同。

1.下列分子中既不存在s-p σ键，也不存在p-p π键的是()A.HClB.HFC.CO2D.SCl22.下列物质中σ键和π键数目比为1∶2的是()A.O2B.HCNC.CO2D.N23.指出下图所示共价键的名称，并列举含有该共价键的一种物质，写出其分子式。

共价键名称举例(1)__________________，___________________________________________________。