分子的结构与性质-共价键

化学键
H—N N≡N Cl—Cl H—Cl
键能/kJ·mol－1 391 946 328 431
下列说法错误的是
ABaidu Nhomakorabea键能：N≡N＞N==N＞N—N
B.H(g)＋Cl(g)===HCl(g) ΔH＝－431 kJ·mol－1
√C.H—N键能小于H—Cl键能，所以NH3的沸点高于HCl
D.2NH3(g)＋3Cl2(g)===N2(g)＋6HCl(g) ΔH＝－202 kJ·mol－1
(4)利用CO可以合成化工原料COCl2，COCl2分子的结构式为
COCl2分子内含有的σ键、π键数目为__D__。
A.4个σ键
B.2个σ键、2个π键
，每个
C.2个σ键、1个π键
D.3个σ键、1个π键
4.键参数
(1)概念
键能 ：气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量
键参数
键长 ：形成共价键的两个原子之间的核间距
2.含碳元素的物质是化学世界中最庞大的家族，请填写下列空格。 (1)CH4中的化学键从形成过程来看，属于_σ_(填“σ”或“π”)键，从其极性来 看属于_极__性___键。 (2)已知CN－与N2结构相似，推算HCN分子中σ键与π键数目之比为_1_∶__1_。 (3)C60分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成共价键，且每个碳原子最 外层都满足8电子稳定结构，则C60分子中π键的数目为_3_0__。
C.有些原子在与其他原子形成分子时只能形成σ键，不能形成π键 D.当原子形成分子时，首先形成σ键，可能形成π键 解析 同一分子中的π键不如σ键牢固，反应时比较容易断裂，A项正确； 在共价单键中只含有σ键，而含有π键的分子中一定含有σ键，B项错误、D项正确； 氢原子、氯原子等跟其他原子形成分子时只能形成σ键，C项正确。
氮分子中原子轨道重叠方式
N2中p-pσ键和p-pπ键的形成过程
3 共价键的分类
分类依据 形成共价键的原 子轨道重叠方式
形成共价键的 电子对是否偏移
形成共价键的 电子对数多少
类型及特点
σ键
原子轨道“_头__碰__头_”重叠
π键
原子轨道“_肩__并__肩_”重叠
极性键
共用电子对_发__生__偏__移__
如H2O、NH3、CH4键角分别是104.5°、107.1°、109.5°
三、配原子电负性。当中心原子相同、杂化类型也相同，而配原子不同时，配 原子的电负性越小，键角越大。因为当相邻的两个成键电子对更靠近中心原子 时、相互间的斥力会增大。反之配原子的电负性越大，键角越小，当相邻的两 个成键电子对远离近中心原子时、相互间的斥力会变小。
(3)(2015·全国卷 Ⅰ )CS2 分子中，共价键的类型有__σ_键__和___π_键_____，
C 原子的杂化轨道类型是___sp_____，写出两个与 CS2 具有相同 空间构型和键合形式的分子或离子 ___C_O_2_、__S_C_N__－_(或___C_O_S__等__) ____。
(4)(2014·全国卷Ⅰ)1 mol 乙醛分子中含有的 σ 键的数目为_6_N__A_。
非极性键
共用电子对_不__发__生__偏__移__
单键
两原子之间仅形成一对共用电子 对
双键 两原子之间形成两对共用电子对
三键 两原子之间形成三对共用电子对
提升思维能力·深度思考
1.有以下物质：①HF，②Cl2，③H2O，④N2，⑤C2H4，⑥C2H6，⑦H2， ⑧H2O2，⑨HCN(H—C≡N)。只有σ键的是__①__②__③__⑥__⑦__⑧__(填序号，下同)； 既有σ键，又有π键的是__④__⑤__⑨__；含有由两个原子的s轨道重叠形成σ键的是 _⑦__ ； 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 σ 键 的 是 _①__③___⑤__⑥__⑧__⑨_；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σ键 的是__②__④__⑤__⑥__⑧__⑨___。
1．在下列物质中：①HCl、②N2、③NH3、④Na2O2、⑤H2O2、 ⑥NH4Cl、⑦NaOH、⑧Ar、⑨CO2、⑩C2H4 (1)只存在非极性键的分子是____②____；既存在非极性键又 存在极性键的分子是___⑤__⑩_____；只存在极性键的分子是 ___①__③__⑨_(填序号，下同)。 (2)只存在单键的分子是__①__③__⑤_____，存在三键的分子是 _____②_____，只存在双键的分子是___⑨_____，既存在单键 又存在双键的分子是___⑩_____。 (3)只存在 σ 键的分子是_①__③__⑤___，既存在 σ 键又存在 π 键 的分子是__②__⑨__⑩__。 (4)不存在化学键的是____⑧____。 (5)既存在离子键又存在极性键的是_⑥__⑦_____；既存在离子 键又存在非极性键的是__④______。
等电子原理的应用
①利用等电子原理可以判断一些简单分子或离子的立体构型。如 SiCl4、SiO44－、SO24－ 的原子数目和价电子总数都相等，它们互为等电子体，中心原子都是 sp3 杂化，都形成正
四面体立体结构。
②常见的等电子体汇总
第十二章、物质结构与性质
第38讲 分子结构与性质
考纲要求
KAOGANGYAOQIU
1.了解共价键的形成、极性、类型(σ键和π键)，了解配位键的含义。 2.能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。
3.了解杂化轨道理论及简单的杂化轨道类型(sp、sp2、sp3)。
4.能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测简单分子或离子 的立体构型。 5.了解范德华力的含义及对物质性质的影响。 6.了解氢键的含义，能列举存在氢键的物质，并能解释氢键对物质 性质的影响。
如：NF3与NH3比较，F原子的电负性大于H原子，使成键电子离N原子更远， 两个N-F键间的斥力减小、可以靠的更近，所以其键角更小。
四、中心原子电负性。中心原子种类不同（同主族），但杂化类型相同、且 配原子种类相同时，中心原子的电负性大，成键电子对更靠近中心原子，成 键电子对间的斥力要变大，键角要变大。
如：H2O与H2S的键角。通常认为其中的O与S原子都采取了sp3杂化，都有 2个孤电子对。但O原子的电负性大，键角应该比H2S中的键角大
五、单键与双键。在同一个分子中，与单键相比较双键的成键电子数目要多 一些，对另一单键电子对的斥力也要更大些。双键的存在，可以使与其相邻 的由单键组成的键角变小。
如：在COCl2分子中，C原子为sp2杂化。虽然等性sp2杂化的键角是 120°。但由于C原子与O原子间以双键C=O结合，该双键对C-Cl键的斥力 要更大些。所以。∠O-C-Cl键角要大于∠Cl-C-Cl键角 六、配体体积。当配体基团的体积较大时，基团电子云占据的空间也会相应增 大，对相邻的键也会有很强的排斥作用。
等电子体的判断 ①同主族变换，如 CO2 与 CS2、CF4 与 CCl4 是等电子体。 ②左右移位，如 N2 与 CO，CO23－、NO－3 与 SO3 是等电子体。如果是阴离子， 判断价电子总数时应用各原子价电子数之和加上阴离子所带的电荷数；如果是阳 离子，判断价电子总数时应用各原子价电子数之和减去阳离子所带的电荷数。如 NH＋4 价电子总数为 8，CO23－价电子总数为 24。
规律•方法 键角大小比较：
常见键角：
CH4 CCl4 109°28′
NH3 107°18′
H2O 105°
CO2 180°
规律•方法 键角大小影响因素：
一、中心原子的杂化类型。杂化类型决定了分子的基本构型，中心原子杂化类
型对键角大小有决定性的影响。
二、中心原子孤对电子的数。在中心原子杂化类型相同的情况下，应从孤对电 子的数目来考虑问题。中心原子的孤电子对数越多，键角会变得越小。
如：NH3、NH2OH、NH2(CH3)，∠H-N-H键角依次减小。而对NF3与 NF2(CH3)，也是后者的∠F-N-F键角更小。
5.等电子原理 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和立体结构，许 多性质相似，如N2与CO、O3与SO2、N2O与CO2、CH4与 NH等＋ 4 。
探究高考 明确考向
(1)(2017·江苏高考)1 mol 丙酮(
)分子中含有 σ 键的数目
为___9_N_A_______。
(2)(2016·全国卷Ⅰ)Ge 与 C 是同族元素，C 原子之间可以形成双键、
三键，但 Ge 原子之间难以形成双键和三键。从原子结构角度分析，原
因是__G__e_原__子__半__径__大__，__原__子__间__形__成__的__σ__单__键__较__长__，__p_-_p_轨 __道__“__肩_____ ___并__肩__”__重__叠__程__度__很__小__或__几__乎__不__能__重__叠_， __难 __以__形__成___π_键_____________。
判断共价键类型的方法 1．σ 键与 π 键的判断 (1)由轨道重叠方式判断。“头碰头”重叠为 σ 键，“肩并肩”重叠为 π 键。 (2)由物质的结构式判断。通过物质的结构式可以快速有效地判断共价键的种 类及数目。共价单键全为 σ 键，双键中有一个 σ 键和一个 π 键，三键中有一个 σ 键和两个 π 键。注意配位键也属于 σ 键，如 1 mol [Cu(NH3)4]2＋中含 σ 键 16NA。 (3)由成键轨道类型判断。s 轨道形成的共价键全部是 σ 键；杂化轨道形成的 共价键全部为 σ 键。 2．极性键与非极性键的判断 看形成共价键的两原子，不同种元素的原子之间形成的是极性共价键，同种 元素的原子之间形成的是非极性共价键。
学习目标：
1、知道共价键的本质、特征和形成过程 2、会正确判断共价键的类别 3、能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质 4、能正确比较键角大小 5、能正确找出等电子体并用等电子原理判断分子成建 特点和空间构型。
6、了解判断大π键的方法
考点一 共价键
1.本质
在原子之间形成 共用电子对 (电子云的重叠)。
题组二 键参数及应用
3.(2018·漳州期末)下列物质性质的变化规律，与共价键的键能大小有关
的是A.F2、Cl2、Br2、I2的熔点、沸点逐渐升高 B.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次增强
√C.金刚石的硬度、熔点、沸点都高于晶体硅
D.NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次降低
4.(2018·安康期末)已知几种共价键的键能如下：
(5)(2016·江苏高考)1 mol HCHO 分子中含有 σ 键的数目为__3____mol。
解题探究 JIETITANJIU
题组一 共价键的类别及判断 1.下列关于σ键和π键的理解不正确的是 A.含有π键的分子在进行化学反应时，分子中的π键比σ键活泼
√B.在有些分子中，共价键可能只含有π键而没有σ键
成键原子相互接近时，原子轨道发生 重叠，自旋方向 相反 的 未成电对 子形成 共用电子对，两原子核间的电子密度 增加，体系的能 量 降低 。
2.特征
具原有子饱轨和道性最和大重方叠向性原。理：在形成共价键时，两个参与成键的原子 轨按道照总共是价尽键可的能共沿用着电电子子对出理现论机，会一最个大原的子方有向几重个叠成未键成，对而电且子原 ， 便子可轨和道几重个叠越自多旋，相电反子的在电两子核配间对出成现键的，机这会就越共多价，键体的系“的饱能和量性下”。 降也就越多，形成的共价键越牢固。因此，一个原子与周围的原 子形成的共价键就表现出方向性。
键角 ：在原子数超过2的分子中，两个共价键之间的夹角
(2)键参数对分子性质的影响 ①键能越 大 ，键长越 短 ，分子越稳定。
稳定性
② 立体构型
辨析易错易混·正误判断
(1)共价键的成键原子只能是非金属原子( × ) (2)在任何情况下，都是σ键比π键强度大( × ) (3)分子的稳定性与分子间作用力的大小无关( √ ) (4)s-s σ键与s-p σ键的电子云形状对称性相同( √ ) (5)σ键能单独形成，而π键一定不能单独形成( √ ) (6)σ键可以绕键轴旋转，π键一定不能绕键轴旋转( √ ) (7)碳碳三键和碳碳双键的键能分别是碳碳单键键能的3倍和2倍( × ) (8)键长等于成键两原子的半径之和( × )