高中化學(xué) 第二章 分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 2.1 共價(jià)鍵 新人教版選修3

1、第二章 分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 第一節(jié) 共價(jià)鍵知識(shí)歸納（1）共價(jià)鍵的定義原子間通過(guò)_（電子云的重疊）所形成的相互作用。（2）本質(zhì)：高概率地出現(xiàn)在兩個(gè)原子核之間的電子與兩個(gè)原子核之間的電性作用，包括引力和斥力，當(dāng)引力和斥力達(dá)到平衡時(shí)即形成了穩(wěn)定的共價(jià)鍵。（3）特征飽和性：一個(gè)原子有幾個(gè)未成對(duì)電子，就會(huì)和幾個(gè)自旋方向相反的未成對(duì)電子成鍵，這就是共價(jià)鍵的飽和性。共價(jià)鍵的飽和性決定了分子內(nèi)部原子間的數(shù)量關(guān)系。方向性：共價(jià)鍵形成時(shí)，兩個(gè)參與成鍵的原子軌道總是盡可能沿著電子出現(xiàn)概率最大的方向重疊，這樣原子軌道重疊越多，形成的鍵就越牢固，這就是共價(jià)鍵的方向性。共價(jià)鍵的方向性決定了_。（4）共價(jià)鍵的分類(lèi)分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)類(lèi)型共

2、用電子對(duì)數(shù)單鍵、_、三鍵共用電子對(duì)的偏移程度極性鍵、_原子軌道重疊方式鍵、鍵（5）鍵參數(shù)鍵能：氣態(tài)基態(tài)原子形成_化學(xué)鍵釋放的最低能量。鍵能越大，化學(xué)鍵越穩(wěn)定。鍵長(zhǎng)：形成共價(jià)鍵的兩個(gè)原子之間的核間距。鍵長(zhǎng)越短，往往鍵能越_，共價(jià)鍵越_。鍵角：在多原子分子中，兩個(gè)共價(jià)鍵之間的夾角。它是描述分子立體結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)。（6）等電子原理等電子體：原子總數(shù)相同、_的粒子互稱為等電子體。如N2與CO、O3與SO2是等電子體，但N2與C2H2不是等電子體。等電子原理：等電子體具有相似的化學(xué)鍵特征，它們的許多性質(zhì)相近，此原理稱為等電子原理，例如CO和N2的熔沸點(diǎn)、溶解性等都非常相近。常見(jiàn)的等電子體：N2與CO，C

3、O2與N2O，O3、與SO2，、與SO3，、與，與B3N3H6（硼氮苯）等?！敬鸢浮抗灿秒娮訉?duì) 分子的立體構(gòu)型 雙鍵 非極性鍵 1 mol 大 穩(wěn)定 價(jià)電子總數(shù)相同知識(shí)重點(diǎn)一、鍵和鍵的對(duì)比鍵鍵定義未成對(duì)電子的原子軌道采取“頭碰頭”的方式重疊形成的共價(jià)鍵未成對(duì)電子的原子軌道采取“肩并肩”的方式重疊形成的共價(jià)鍵類(lèi)型ss 鍵、sp 鍵、pp 鍵pp 鍵特征(電子云形狀)原子軌道重疊部分沿鍵軸呈軸對(duì)稱原子軌道重疊部分分別位于兩原子核構(gòu)成平面的兩側(cè)，互為鏡像對(duì)稱鍵的性質(zhì)鍵可沿鍵軸自由旋轉(zhuǎn)，不易斷裂鍵不能旋轉(zhuǎn)，易斷裂存在的情況能單獨(dú)存在，可存在于任何含共價(jià)鍵的分子中不能單獨(dú)存在，必須與鍵共存，可存在于雙鍵

4、和三鍵中實(shí)例CH4中只有鍵CH2=CH2中既含有鍵，又含有鍵要注意以下問(wèn)題：（1）s軌道與s軌道重疊形成鍵時(shí)，電子不是只在兩核間運(yùn)動(dòng)，而是在兩核間出現(xiàn)的概率較大。（2）因s軌道是球形的，故s軌道和s軌道形成鍵時(shí)，無(wú)方向性。兩個(gè)s軌道只能形成鍵，不能形成鍵。（3）兩個(gè)原子間可以只形成鍵，但不能只形成鍵。有以下物質(zhì)：HF Cl2 H2O N2 C2H4 C2H6 H2H2O2HCN()。（1）只含有極性鍵的是_。（2）只含有非極性鍵的是_。（3）既有極性鍵，又有非極性鍵的是_。（4）只有鍵的是_。（5）既有鍵，又有鍵的是_?！窘馕觥扛鶕?jù)共價(jià)鍵的存在范圍、極性鍵與非極性鍵的區(qū)別、鍵和鍵的形成條件和特

5、征，便可得出各題答案?！敬鸢浮浚?）（2）（3）（4）（5）二、共價(jià)鍵的一些規(guī)律1共價(jià)鍵的存在范圍（1）非金屬單質(zhì)分子中(稀有氣體除外)。如O2、F2、H2、C60等。（2）非金屬元素形成的化合物中。如H2SO4、CO2、H2O2、有機(jī)物分子等。（3）某些金屬與非金屬元素形成的化合物中。如BeCl2、HgCl2、AlCl3等。2共價(jià)鍵強(qiáng)弱的判斷方法（1）由原子半徑和共用電子對(duì)數(shù)判斷：成鍵原子的原子半徑越小，共用電子對(duì)數(shù)越多，則共價(jià)鍵越牢固，含有該共價(jià)鍵的分子越穩(wěn)定。如原子半徑：FClBrHClHBrHI，穩(wěn)定性：HFHClHBrHI。（2）由鍵能判斷：共價(jià)鍵的鍵能越大，共價(jià)鍵越牢固，破壞共價(jià)鍵

6、消耗的能量越多。（3）由鍵長(zhǎng)判斷：共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)越短，共價(jià)鍵越牢固，破壞共價(jià)鍵消耗的能量越多。3典型有機(jī)物的化學(xué)鍵類(lèi)型（1）乙烷的化學(xué)鍵乙烷的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是CH3CH3，在乙烷分子中，每個(gè)碳原子與3個(gè)氫原子形成3個(gè)鍵，2個(gè)碳原子之間形成1個(gè)鍵，所以乙烷分子中共有7個(gè)鍵。（2）乙烯的化學(xué)鍵乙烯的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是CH2=CH2，在乙烯分子中，每個(gè)碳原子與2個(gè)氫原子形成2個(gè)鍵，2個(gè)碳原子之間形成1個(gè)鍵和1個(gè)鍵，所以乙烯分子中共有5個(gè)鍵和1個(gè)鍵。（3）乙炔的化學(xué)鍵乙炔的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是，在乙炔分子中，每個(gè)碳原子與1個(gè)氫原子形成1個(gè)鍵，2個(gè)碳原子之間形成1個(gè)鍵和2個(gè)鍵，所以乙炔分子中共有3個(gè)鍵和2個(gè)鍵。（4）苯的化學(xué)鍵苯

7、的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是或。苯分子中的6個(gè)碳原子都以鍵與氫原子結(jié)合，每個(gè)碳原子以兩個(gè)鍵與其他碳原子形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)，同時(shí)，每個(gè)碳原子各有一個(gè)垂直于分子平面的p軌道，形成了一個(gè)以6個(gè)碳原子為中心的鍵(稱為“大鍵”)。苯的這種結(jié)構(gòu)，使任意兩個(gè)相鄰碳原子間形成的共價(jià)鍵的鍵能和核間距完全相同。下列說(shuō)法正確的是A離子化合物中不可能存在共價(jià)鍵B干冰溶于水時(shí)有共價(jià)鍵生成C鍵和鍵都只能存在于共價(jià)分子中D除H2、X2(X為F、Cl、Br、I)和稀有氣體外，其他非金屬單質(zhì)中都存在鍵【解析】離子化合物NH4Cl中除含有離子鍵外還含有共價(jià)鍵，A項(xiàng)錯(cuò)誤；干冰溶于水生成化合物H2CO3，有HO鍵等生成，B項(xiàng)正確；離子化合物Na2O2中存

8、在OO 鍵，離子化合物CaC2中存在CC鍵，含有2個(gè)鍵，C項(xiàng)錯(cuò)誤；P4、金剛石等非金屬單質(zhì)中，都只存在單鍵(即鍵)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。【答案】B【易錯(cuò)診斷】對(duì)離子化合物中也可能存在鍵和鍵，原子間成鍵時(shí)首先形成鍵，稀有氣體中不存在化學(xué)鍵，P4等非金屬單質(zhì)中不存在鍵等知識(shí)認(rèn)識(shí)不清楚，不能正確認(rèn)識(shí)鍵、鍵的形成和存在導(dǎo)致出錯(cuò)。三、鍵參數(shù)對(duì)分子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的影響1掌握鍵參數(shù)對(duì)鍵的強(qiáng)弱影響：共價(jià)鍵的鍵能越大，共價(jià)鍵越牢固，破壞共價(jià)鍵消耗的能量越多；共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)越短，共價(jià)鍵越牢固，破壞共價(jià)鍵消耗的能量越多，分子越穩(wěn)定。2鍵角是判斷分子立體構(gòu)型的重要因素之一，如CO2為直線形；CH4、CCl4、SiH4等為正四面體形；

9、NH3、NCl3為三角錐形；H2O、H2S為V形。3鍵長(zhǎng)和鍵能是衡量共價(jià)鍵強(qiáng)弱的物理量，分子被破壞時(shí)，斷鍵的部位與鍵的強(qiáng)度有關(guān)。下列說(shuō)法正確的是A分子的結(jié)構(gòu)是由鍵角決定的B共價(jià)鍵的鍵能越大，共價(jià)鍵越牢固，由該鍵形成的分子越穩(wěn)定CCF4、CCl4、CBr4、CI4中CX(X=F、Cl、Br、I)鍵的鍵長(zhǎng)、鍵角均相等DH2O分子中兩個(gè)OH鍵的鍵角為180【解析】分子的結(jié)構(gòu)是由鍵參數(shù)鍵角、鍵長(zhǎng)決定的，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；由于F、Cl、Br、I的原子半徑不同，故CX鍵的鍵長(zhǎng)不相等，C項(xiàng)錯(cuò)誤；H2O的分子結(jié)構(gòu)為V形，鍵角不為180，D項(xiàng)錯(cuò)誤。【答案】B好題1關(guān)于鍵長(zhǎng)、鍵能和鍵角，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A鍵角是描述分子

10、立體結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)B鍵長(zhǎng)是形成共價(jià)鍵的兩原子間的核間距C鍵能越大，鍵長(zhǎng)越長(zhǎng)，共價(jià)化合物越穩(wěn)定D鍵角的大小與鍵長(zhǎng)、鍵能的大小無(wú)關(guān)2下列關(guān)于共價(jià)鍵的說(shuō)法錯(cuò)誤的是A原子之間通過(guò)共用電子對(duì)所形成的化學(xué)鍵叫共價(jià)鍵B電負(fù)性相同或差值小的非金屬原子之間形成的化學(xué)鍵為共價(jià)鍵CHCl中Cl顯1價(jià)是因?yàn)楣灿秒娮訉?duì)只在氯原子周?chē)\(yùn)動(dòng)DH2O分子中有兩個(gè)OH共價(jià)鍵3關(guān)于鍵和鍵的比較，下列說(shuō)法不正確的是A鍵是軸對(duì)稱的，鍵是鏡面對(duì)稱的B鍵是“頭碰頭”式重疊，鍵是“肩并肩”式重疊C鍵不能斷裂，鍵容易斷裂D氫原子只能形成鍵，氧原子可以形成鍵和鍵4下列事實(shí)不能用鍵能的大小來(lái)解釋的是A氮元素的電負(fù)性較大，但N2的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定B

11、稀有氣體一般難發(fā)生反應(yīng)CHF、HCl、HBr、HI的穩(wěn)定性逐漸減弱DF2比O2更容易與H2反應(yīng)5下列說(shuō)法中正確的是A在氣體單質(zhì)分子中，一定含有鍵，可能含有鍵B烯烴比烷烴的化學(xué)性質(zhì)活潑是由于烷烴中只含有鍵，而烯烴含有鍵C等電子體結(jié)構(gòu)相似，化學(xué)性質(zhì)相同D共價(jià)鍵的方向性決定了原子在形成分子時(shí)相互結(jié)合的數(shù)量關(guān)系6下列反應(yīng)中，有機(jī)物化學(xué)鍵的斷裂只涉及鍵斷裂的是ACH4的燃燒BC2H4的加成反應(yīng)CCH4與Cl2的取代反應(yīng)DC2H4被酸性KMnO4溶液氧化7已知乙醇的結(jié)構(gòu)式為，則可判斷乙醇分子內(nèi)不存在的是A離子鍵B極性鍵C非極性鍵D分子間作用力8已知某些共價(jià)鍵的鍵能、鍵長(zhǎng)數(shù)據(jù)如表所示：共價(jià)鍵ClClBrBr

12、IIHFHClHBrHIHO鍵能(kJmol1)242.7193.7152.7568431.8366298.7462.8鍵長(zhǎng)(pm)19822826796共價(jià)鍵CCC=CCHNHN=OOOO=O鍵能(kJmol1)347.7615812413.4390.8607142497.3鍵長(zhǎng)(pm)154133120109101（1）下列推斷正確的是_(填字母，下同)。A穩(wěn)定性：HFHClHBrHIB氧化性：I2Br2Cl2C沸點(diǎn)：H2ONH3D還原性：HIHBrHClHF（2）在HX(X=F、Cl、Br、I)分子中，鍵長(zhǎng)最短的是_，最長(zhǎng)的是_；OO鍵的鍵長(zhǎng)_ (填“大于”“小于”或“等于”)O=O鍵的

13、鍵長(zhǎng)。真題9下列分子中鍵角最大的是ACH4BNH3CH2ODCO210下列有關(guān)化學(xué)鍵類(lèi)型的判斷正確的是A全部由非金屬元素組成的化合物中肯定不存在離子鍵B所有物質(zhì)中都存在化學(xué)鍵C已知乙炔的結(jié)構(gòu)式為HCCH，則乙炔分子中存在2個(gè)鍵（CH）和3個(gè)鍵（CC）D乙烷分子中只存在鍵，即6個(gè)CH鍵和1個(gè)CC鍵都為鍵，不存在鍵11有以下物質(zhì)：HF，Cl2，H2O，N2，C2H4，C2H6，H2，H2O2，HCN（HCN）。（1）含有由兩個(gè)原子的s軌道重疊形成的鍵的是_；（2）含有由一個(gè)原子的s軌道與另一個(gè)原子的p軌道重疊形成的鍵的是_；（3）含有由一個(gè)原子的p軌道與另一個(gè)原子的p軌道重疊形成的鍵的是_。121

14、919年，Langmuir提出等電子原理：原子數(shù)相同、電子總數(shù)相同的分子，互稱為等電子體。等電子體的結(jié)構(gòu)相似、物理性質(zhì)相近。（1）根據(jù)上述原理，僅由第二周期元素組成的共價(jià)分子中，互為等電子體的是_和_；_和_。（2）此后，等電子原理又有所發(fā)展。例如，由短周期元素組成的微粒，只要其原子數(shù)相同，各原子最外層電子數(shù)之和相同，也可互稱為等電子體，它們也具有相似的結(jié)構(gòu)特征。在短周期元素組成的物質(zhì)中，與互為等電子體的分子有_、_。13有A、B、C、D、E、F六種元素，已知：它們位于三個(gè)不同的短周期，核電荷數(shù)依次增大。E元素的電離能數(shù)據(jù)見(jiàn)下表(kJmol1)：I1I2I3I44964 5626 9129 5

15、40B與F同主族。A、E分別都能與D按原子個(gè)數(shù)比為11或21形成化合物。B、C分別都能與D按原子個(gè)數(shù)比為11或12形成化合物。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（1）寫(xiě)出只含有A、B、D、E四種元素的兩種無(wú)機(jī)鹽的化學(xué)式：_、_。（2）B2A2分子中存在_個(gè)鍵，_個(gè)鍵。（3）人們通常把拆開(kāi)1 mol某化學(xué)鍵所吸收的能量看成該化學(xué)鍵的鍵能，鍵能的大小可以衡量化學(xué)鍵的強(qiáng)弱，也可以用于計(jì)算化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱H，化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱等于反應(yīng)物的鍵能之和與生成物的鍵能之和的差，下表列出了上述部分元素形成的化學(xué)鍵的鍵能：化學(xué)鍵FDFFBBB=DD=D鍵能(kJmol1)452226347.7745497.31 mol下列四種物質(zhì)所

16、具有的化學(xué)鍵全部斷裂所需要的能量由高到低的順序?yàn)開(kāi)(用a、b、c表示)。aB與D形成的穩(wěn)定化合物bF的單質(zhì)cF與D形成的化合物試計(jì)算1 mol F單質(zhì)燃燒時(shí)的反應(yīng)熱H=_ (已知1 mol F原子可以形成2 mol FF鍵)。參考答案1C【解析】鍵能越大，鍵長(zhǎng)越短。2C【解析】共用電子對(duì)在成鍵的兩個(gè)原子核之間高概率地出現(xiàn)。3C【解析】鍵較穩(wěn)定，不易斷裂，而不是不能斷裂?；瘜W(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是舊鍵的斷裂和新鍵的形成。4B【解析】本題主要考查鍵參數(shù)的應(yīng)用。由于N2分子中存在三鍵，鍵能很大，破壞共價(jià)鍵需要很大的能量，所以N2的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定。稀有氣體都為單原子分子，分子內(nèi)部沒(méi)有化學(xué)鍵。鹵族元素從F到I原子

17、半徑逐漸增大，其氫化物中的鍵長(zhǎng)逐漸變長(zhǎng)，鍵能逐漸變小，所以穩(wěn)定性逐漸減弱。由于HF鍵的鍵能大于HO鍵的鍵能，所以更容易生成HF。5B【解析】在氣體單質(zhì)分子中，可能存在鍵(如H2、Cl2)、鍵(如N2分子中存在鍵、鍵)，也可能不存在化學(xué)鍵(如稀有氣體)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；烯烴中含有碳碳雙鍵，其中一個(gè)是鍵，因鍵易斷裂，故化學(xué)性質(zhì)較活潑，B項(xiàng)正確；等電子體結(jié)構(gòu)相似，具有相似的化學(xué)鍵特征，許多性質(zhì)相近，C項(xiàng)錯(cuò)誤；共價(jià)鍵的方向性決定分子的立體構(gòu)型，飽和性決定分子中各原子的數(shù)量關(guān)系，D項(xiàng)錯(cuò)誤。6B【解析】CH4的燃燒和C2H4被酸性KMnO4溶液氧化的反應(yīng)中斷裂了所有化學(xué)鍵，包括單鍵和雙鍵，CH4與Cl2的取代反

18、應(yīng)中只有單鍵斷裂。7AD【解析】乙醇是共價(jià)化合物，分子中含有CC非極性共價(jià)鍵和CH、CO、OH極性共價(jià)鍵；分子內(nèi)不存在分子間作用力，A、D項(xiàng)符合題意。【點(diǎn)評(píng)】?jī)蓚€(gè)同種非金屬元素的原子之間形成的共價(jià)鍵是非極性共價(jià)鍵，如CC、OO鍵；兩個(gè)不同種非金屬元素的原子之間形成的共價(jià)鍵是極性共價(jià)鍵，如HCl、HC、CO鍵；活潑金屬元素與活潑非金屬元素原子之間一般形成離子鍵，如NaCl。8（1）ACD（2）HFHI大于【解析】（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)知，同主族元素從上至下氣態(tài)氫化物的鍵能逐漸減小，穩(wěn)定性逐漸減弱，A項(xiàng)正確；從鍵能看，氯氣、溴單質(zhì)、碘單質(zhì)的穩(wěn)定性逐漸減弱，由原子結(jié)構(gòu)知，氧化性也逐漸減弱，B項(xiàng)錯(cuò)誤；H2

19、O在常溫下為液態(tài)，NH3在常溫下為氣態(tài)，則H2O的沸點(diǎn)比NH3的高，C項(xiàng)正確；還原性與得失電子能力有關(guān)，還原性：HIHBrHClHF，D項(xiàng)正確。（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可以得出結(jié)論。9D【解析】CH4是正四面體結(jié)構(gòu)，鍵角為10928、NH3是三角錐形，鍵角約為107，H2O是形分子，兩個(gè)HO鍵的鍵角為105，CO2是直線形分子，鍵角為180。10D【解析】NH4Cl全部是由非金屬元素組成的，卻存在離子鍵，A項(xiàng)錯(cuò)；稀有氣體元素原子本身達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，稀有氣體分子中不存在化學(xué)鍵，B項(xiàng)錯(cuò)；單鍵都為鍵，乙烷分子的結(jié)構(gòu)式為，分子中的6個(gè)CH鍵和1個(gè)CC鍵都為鍵，D項(xiàng)正確；共價(jià)雙鍵中有一個(gè)為鍵，另一個(gè)為鍵，共價(jià)三

20、鍵中有一個(gè)為鍵，另外兩個(gè)為鍵，故乙炔（HCCH）分子中有2個(gè)CH鍵，CC鍵中有1個(gè)鍵、2個(gè)鍵，C項(xiàng)錯(cuò)。11（1）（2）（3）【解析】（1）構(gòu)成H2的H原子都是只有s軌道，故含有由兩個(gè)原子的s軌道重疊形成的鍵的只能是H2。（2）含有由一個(gè)原子的s軌道與另一個(gè)原子的p軌道重疊形成的鍵，說(shuō)明共價(jià)鍵中一定含有H原子，故正確答案為、。（3）含有由一個(gè)原子的p軌道與另一個(gè)原子的p軌道重疊形成的鍵，說(shuō)明構(gòu)成這種共價(jià)鍵的原子中一定沒(méi)有H原子，故正確答案為：、。12（1）N2COCO2 N2O（2）SO2O3【解析】（1）第二周期元素中，只有B、C、N、O、F可形成共價(jià)型分子，同素異形體間顯然不能互為等電子體，若為含兩個(gè)原子的等電子體，則可能是某元素的單質(zhì)與其相鄰元素間形成的化合物，如N2與CO，在此基礎(chǔ)上增加同種元素的原子可得其他的等電子體，如N2O和CO2。（2）N的最外層電子