第二章 第一节 第1课时 共价键的特征与类型

判断正误
(1)两个原子之间形成共价键时，至少有一个σ键( √ ) (2)σ键和π键都能绕轴旋转( × ) (3)σ键和π键都只能存在于共价化合物中( × )
(4)1 mol丙酮(
)中含有σ键个数为9NA( √ )
(5)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)( × )
2(1)H2O分子中每个O原子结合2个H原子的根本原因是__O_原__子__最__外__层__有___ _2_个_单__电__子___，_能___形_成__2_个__共__用__电__子__对__，__每__个___H_原__子__只__有__1_个__电__子__，__只__能__形__成__ _一_个__共__用__电__子__对__，__因__而__每__个__O__原__子__能__结__合__2_个__H_原__子__，__使__每__个__原__子__均__达__稳___ _定_结__构__，__即__共__价__键__具__有__饱__和__性___。 (2)若把H2S分子写成H3S分子，违背了共价键的_饱__和__性__。 (3)列举共价键无方向性的事例：_H__2分__子__中__的__H__—__H_共__价__键__。
两原子核之间，在键轴处
键轴上方和下方，键轴 处为零
原子轨道重叠程度 键的强度
化学活泼性
大 较大 不活泼
小 较小 活泼
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随堂验收练习
1.原子间形成分子时，决定各原子相互结合的数量关系的是 A.共价键的方向性
√B.共价键的饱和性
C.形成共价键原子的大小 D.共价键的稳定性
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2.下列各组物质中，所有化学键都是共价键的是
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
2.硫化氢(H2S)分子中两个共价键的夹角接近90°，其原因是 ①共价键的饱和性 ②S原子的电子排布 ③共价键的方向性 ④S原子
中p轨道的形状
A.①②
B.①③
C.②③
√D.③④
解析 S原子的价电子排布式是3s23p4，有2个未成对电子，并且分布在 相互垂直的两个p轨道中，当与两个H原子配对成键时，形成的两个共价 键间夹角接近90°，这体现了共价键的方向性，是由p轨道的伸展方向决 定的。
(6)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
(√)
深度思考 1.下列说法不正确的是_①__②__④___(填序号)。 ①π键是由两个原子的p轨道以“头碰头”方式重叠而成 ②σ键是镜面对称，而π键是轴对称 ③乙烷分子中的键全为σ键而乙烯分子中含σ键和π键 ④H2分子中含σ键，Cl2分子中含π键
2.共价键的特征 (1)饱和性 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)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。
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5.分析下列化学式画有横线的元素，选出符合要求的物质填空。 A.NH3 B.H2O C.HCl D.CH4 E.C2H6 F.CO2 (1)所有的价电子都参与形成共价键的是__D_E_F__； 解析 原子的最外层电子数与共价键的数目相同时，所有的价电子都参 与形成共价键，CH4中C原子与4个H原子形成4个σ键，C2H6中C原子分别 与3个H原子及另一个C原子形成4个σ键，所有的价电子都参与形成共价键。
√C.气体单质中，一定有σ键，可能有π键
D.N2分子中有1个σ键和2个π键
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解析 σ键是“头碰头”的重叠，π键是“肩并肩”的重叠，σ键比π键重 叠程度大，σ键比π键稳定，故A正确； 两个原子间只能形成1个σ键，两个原子之间形成双键时，含有1个σ键和 1个π键，两个原子之间形成三键时，含有1个σ键和2个π键，故B正确； 单原子分子中没有共价键，如稀有气体分子中不存在σ键，故C错误； 两个原子之间形成三键时，含有1个σ键和2个π键，N2分子中含有一个三 键，即有1个σ键，2个π键，故D正确。
(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_1__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，双键中有__1__个π键，三 键中有__2__个π键。
解析 π键是由两个原子的p轨道以“肩并肩”方式重叠而成，呈镜面对 称，σ键呈轴对称，故①②均不正确； ④中Cl2分子中含有p-p σ键，故④不正确。
2.(1)如下图所示，根据电子云重叠情况写出下列价键的名称，并各举一 例说明含有这种价键类型的物质。
化学键类型 举例
① s-s σ键
H2
② s-p σ键
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4.(2020·全国高三专题练习)下列说法正确的是 A.任何分子内一定存在化学键
√B.分子中若有化学键，则一定存在σ键
C.p和p轨道不能形成σ键 D.含π键的物质一定不如含σ键的物质稳定
解析 稀有气体元素对应的单质为单原子分子，不存在化学键，故A错误； 形成化学键时，首先形成σ键，然后形成π键，化学键可分为单键、双键、 三键等，一定存在σ键，故B正确； p和p轨道能形成σ键，如PCl3等，故C错误； 氮气中存在π键，但较稳定，故D错误。
A.H2S和Na2O2
√C.NH3和N2
B.H2O2和CaF2 D.HNO3和NaCl
解析 A项，Na2O2中既有离子键又有O—O共价键，不正确； B项，CaF2中只有离子键，不正确； D项，NaCl只有离子键，不正确。
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3.(2020·岑巩县第二中学高二期末)下列说法不正确的是 A.σ键比π键重叠程度大，形成的共价键强 B.两个原子之间形成共价键时，最多有1个σ键
归纳总结 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结构，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。
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二、共价键的类型
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、pp 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。
深度思考 1.下列属于共价键成键因素的是__①__②__③__(填序号)。 ①共用电子对在两原子核之间高概率出现 ②共用的电子必须配对 ③成键后体系能量降低，趋于稳定 ④两原子体积大小要适中
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 的概率增大；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。
解析 除八条共价单键全部为σ键外，双键中1个为σ键，另一个为π键； 三键中1个为σ键，另两个为π键，故σ键总数为10，π键总数为3。
归纳总结
σ键和π键的比较
键的类型
σ键
π键
原子轨道 两个原子的成键轨道沿着键轴的 两个原子的成键轨道以 重叠方式 方向以“头碰头”的方式重叠 “肩并肩”的方式重叠
原子轨道 重叠部位
(4)既有σ键又有π键的是__F__。
解析 二氧化碳分子里面有2个σ键，2个π键，故选F。
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课时对点练
对点训练
题组一 共价键的存在与特征
1.下列元素的原子间易形成共价键的是
A.Na和Cl
B.K和F
√C.H和Cl
D.Ca和O
解析 非金属元素的原子间容易形成共价键，活泼的金属和非金属元素 的原子间容易形成离子键。Na和Cl形成的是离子键，A错误； K和F形成的是离子键，B错误； H和Cl均是非金属元素，形成的是共价键，C正确； Ca和O形成的是离子键，D错误。
判断正误
(1)共价键的饱和性是由成键原子的未成对电子数决定的( √ ) (2)共价键的方向性是由成键原子轨道的方向性决定的( √ ) (3)只有非金属原子之间才能形成共价键( × ) (4)所有的物质中都含有化学键( × ) (5)共价键的饱和性决定了分子内部原子的数量关系( √ ) (6)共价键的饱和性与原子轨道的重叠程度有关( × )
内
容
二、共价键的类型
索
引
随堂验收练习
课时对点练
一、共价键的形成与特征
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：在原子之间形成_共__用__电__子__对__。 (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。
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3.(2020·昆明高二期末)下列说法不正确的是 A.双键、三键都含有π键 B.成键原子间原子轨道重叠愈多，共价键愈牢固 C.因每个原子未成对电子数是一定的，故配对原子个数也一定
√D.每一个原子轨道在空间都具有自己的方向性
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
HCl
③ p-p σ键
Cl2
④ pz-pz π键
N2
⑤ py-py π键
N2
解析 共价键具有方向性，以“头碰头”方式重叠形成的为σ键，以“肩 并肩”方式重叠形成的为π键，由此可得①②③形成σ键，④⑤形成π键。
(2)某有机物的结构式如右：(单、双、三线各 表示单、双、三键) 则分子中有__1_0__个σ键，__3__个π键。
第1课时 共价键的特征与类型
核心素养发展目标
1.宏观辨识与微观探析：能从微观角度分析形成共价键的微粒、类型， 能辨识物质中含有的共价键的类型及成键方式。
2.证据推理与模型认知：理解共价键中σ键和π键的区别，建立判断σ键 和π键的思维模型，熟练判断分子中σ键和π键的存在及个数。
一、共价键的形成与特征
(2)只有一个价电子参与形成共价键的是__C__；
解析 只有一个价电子参与形成共价键，则分子中只有一个共价键， HCl中只含有一个H—Cl键，即Cl原子与1个H原子形成1个σ键，故选C。
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(3)最外层有未参与成键的电子对的是_A__B_C__；
解析 最外层有未参与成键的电子对，则最外层电子数大于共价键，NH3 中N原子与3个H原子形成3个σ键，还有一个孤电子对，H2O中O原子与 2个H原子形成2个σ键，还有2个孤电子对，HCl中Cl原子与1个H原子形 成1个σ键，还有3个孤电子对，故选A、B、C。
解析 双键、三键中均只含1个σ键，其余为π键，所以双键中一定有一个 σ键、一个π键，三键中一定有一个σ键、两个π键，故A正确； 成键原子间原子轨道重叠越多，成键原子间的距离越小，则键长越短， 键越牢固，故B正确； 每个原子所能提供的未成对电子的数目是一定的，因此在共价键的形成 过程中一个原子含有几个未成对电子，通常就能与其他原子的未成对电 子配对形成共价键，所以与其配对的原子个数也一定，这是共价键的饱 和性，故C正确； s轨道的形状是球形对称的，它无方向性，故D错误。