【高中化學(xué)】共價(jià)鍵 2022-2023學(xué)年高二化學(xué)同步學(xué)習(xí)高效學(xué)講練（人教版2019選擇性必修2）

第一節(jié)共價(jià)鍵2019人教版

選擇性必修2第二章

分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)【課程學(xué)習(xí)目標(biāo)·學(xué)科核心素養(yǎng)】認(rèn)識(shí)原子間通過(guò)原子軌道重疊形成共價(jià)鍵，了解共價(jià)鍵具有飽和性和方向性，發(fā)展“宏觀辨識(shí)與微觀探析”核心素養(yǎng)。知道根據(jù)原子軌道的重疊方式，共價(jià)鍵可分為σ鍵和π鍵等類型。知道共價(jià)鍵的鍵能、鍵長(zhǎng)和鍵角可以用來(lái)描述鍵的強(qiáng)弱和分子的空間結(jié)構(gòu)，發(fā)展“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”學(xué)科核心素養(yǎng)。知識(shí)導(dǎo)航舊知回顧共價(jià)鍵的形成1.概念：原子間通過(guò)共用電子對(duì)所形成的相互作用，叫做共價(jià)鍵。2.成鍵粒子：一般為非金屬原子(相同或不相同)或金屬原子與非金屬原子。3.本質(zhì)：原子間通過(guò)共用電子對(duì)(即原子軌道重疊)產(chǎn)生的強(qiáng)烈作用。4.類型：根據(jù)共用電子對(duì)是否偏移分為極性共價(jià)鍵和非極性共價(jià)鍵。課堂導(dǎo)入寫出H2、Cl2、HCl的電子式，通過(guò)電子式分析為何它們是穩(wěn)定的物質(zhì)？你認(rèn)為是否存在H3、H2Cl、Cl3這樣的物質(zhì)？說(shuō)出你判斷的理由。H達(dá)到2電子，Cl達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)不存在，因?yàn)镠和Cl都只差1個(gè)電子達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，只需共用一次電子。一．共價(jià)鍵的形成與特征1．共價(jià)鍵的形成用原子軌道描述氫原子形成氫分子的過(guò)程：原子軌道在兩個(gè)原子核間重疊，意味著電子出現(xiàn)在核間的概率增大，電子帶負(fù)電，因而可以形象地說(shuō)，核間電子好比在核間架起一座帶負(fù)電的橋梁，把帶正電的兩個(gè)原子核“黏結(jié)”在一起了。2．共價(jià)鍵的特征(1)飽和性按照共價(jià)鍵的共用電子對(duì)理論，一個(gè)原子有幾個(gè)未成對(duì)電子，便可和幾個(gè)自旋狀態(tài)相反的電子配對(duì)成鍵，這就是共價(jià)鍵的飽和性。(2)方向性除s軌道是球形對(duì)稱外，其他原子軌道在空間都具有一定的分布特點(diǎn)。在形成共價(jià)鍵時(shí)，原子軌道重疊的越多，電子在核間出現(xiàn)的概率越大，所形成的共價(jià)鍵就越牢固，因此共價(jià)鍵將盡可能沿著電子出現(xiàn)概率最大的方向形成，所以共價(jià)鍵具有方向性。一．共價(jià)鍵的形成與特征二．共價(jià)鍵類型(按成鍵原子的原子軌道的重疊方式分類)1．σ鍵形成由兩個(gè)原子的s軌道或p軌道“頭碰頭”重疊形成類型s-s型s-p型p-p型特征以形成化學(xué)鍵的兩原子核的連線為軸做旋轉(zhuǎn)操作，共價(jià)鍵電子云的圖形不變，這種特征稱為軸對(duì)稱。二．共價(jià)鍵類型(按成鍵原子的原子軌道的重疊方式分類)1．σ鍵H2中的σ鍵是由兩個(gè)s軌道重疊形成的，可稱為s-sσ鍵；HCl中的共價(jià)鍵是由氫原子提供的未成對(duì)電子的1s原子軌道和氯原子提供的未成對(duì)電子的3p原子軌道重疊形成的，可稱為s-pσ鍵；Cl2中的共價(jià)鍵是由2個(gè)氯原子各提供1個(gè)未成對(duì)電子的3p原子軌道重疊形成，可稱為p-pσ鍵。二．共價(jià)鍵類型(按成鍵原子的原子軌道的重疊方式分類)2．π鍵形成由兩個(gè)原子的p軌道“肩并肩”重疊形成p-pπ鍵特征π鍵的電子云具有鏡面對(duì)稱性，即每個(gè)π鍵的電子云由兩塊組成，分別位于由兩原子核構(gòu)成平面的兩側(cè)，如果以它們之間包含原子核的平面為鏡面，它們互為鏡像；π鍵不能旋轉(zhuǎn)；不如σ鍵牢固，較易斷裂，如乙烯、乙炔中的π鍵不如σ鍵牢固，較容易斷裂。二．共價(jià)鍵類型(按成鍵原子的原子軌道的重疊方式分類)3．σ鍵和π鍵對(duì)比判斷σ鍵是由兩個(gè)原子的p軌道“頭碰頭”重疊形成的；π鍵是由兩個(gè)原子的p軌道“肩并肩”重疊形成的。π鍵的電子云形狀與σ鍵的電子云形狀有明顯差別：σ鍵以形成化學(xué)鍵的兩原子核的連線為軸做旋轉(zhuǎn)操作，共價(jià)鍵電子云的圖形不變，這種特征稱為軸對(duì)稱。π鍵的電子云由兩塊組成，它們互為鏡像，這種特征稱為鏡面對(duì)稱。π鍵與σ鍵的強(qiáng)度不同。例如，乙烯、乙炔分子中的π鍵不如σ鍵牢固，比較容易斷裂。因而含有π鍵的乙烯、乙炔與只有σ鍵的乙烷的化學(xué)性質(zhì)不同。二．共價(jià)鍵類型(按成鍵原子的原子軌道的重疊方式分類)3．σ鍵和π鍵對(duì)比判斷判斷σ鍵、π鍵的一般規(guī)律：共價(jià)單鍵為σ鍵；共價(jià)雙鍵中有一個(gè)σ鍵、一個(gè)π鍵；共價(jià)三鍵由一個(gè)σ鍵和兩個(gè)π鍵組成。三．鍵參數(shù)——鍵能、鍵長(zhǎng)與鍵角1．鍵能（1）概念：氣態(tài)分子中1mol化學(xué)鍵解離成氣態(tài)原子所吸收的能量。它通常是298.15K、100kPa條件下的標(biāo)準(zhǔn)值，單位是kJ·mol－1。（2）應(yīng)用①判斷共價(jià)鍵的穩(wěn)定性原子間形成共價(jià)鍵時(shí)，原子軌道重疊程度越大，釋放能量越多，所形成的共價(jià)鍵鍵能越大，共價(jià)鍵越穩(wěn)定。②判斷分子的穩(wěn)定性一般來(lái)說(shuō)，結(jié)構(gòu)相似的分子，共價(jià)鍵的鍵能越大，分子越穩(wěn)定。③利用鍵能計(jì)算反應(yīng)熱ΔH＝反應(yīng)物總鍵能－生成物總鍵能三．鍵參數(shù)——鍵能、鍵長(zhǎng)與鍵角2．鍵長(zhǎng)(1)概念：構(gòu)成化學(xué)鍵的兩個(gè)原子的核間距，因此原子半徑?jīng)Q定共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)，原子半徑越小，共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)越短。(2)應(yīng)用：共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)越短，往往鍵能越大，表明共價(jià)鍵越穩(wěn)定，反之亦然。3．鍵角(1)概念：在多原子分子中，兩個(gè)相鄰共價(jià)鍵之間的夾角。(2)應(yīng)用：在多原子分子中鍵角是一定的，這表明共價(jià)鍵具有方向性，因此鍵角影響著共價(jià)分子的空間結(jié)構(gòu)。三．鍵參數(shù)——鍵能、鍵長(zhǎng)與鍵角分子的空間結(jié)構(gòu)鍵角實(shí)例正四面體形109°28′CH4、CCl4平面形120°苯、乙烯、BF3等三角錐形107°NH3V形(角形)105°H2O直線形180°CO2、CS2、CH≡CH效果檢測(cè)【典例1】（2021·天津河北·高二期末）下列說(shuō)法正確的是A．含有共價(jià)鍵的化合物一定是共價(jià)化合物B．乙醇分子中只含有σ鍵C．正四面體結(jié)構(gòu)的分子中的鍵角一定是109°28′D．所有的σ鍵的強(qiáng)度都比π鍵的大【答案】B【典例2】（2021·重慶八中高二階段練習(xí)）氰氣的化學(xué)式為(CN)2，結(jié)構(gòu)式為N≡C－C≡N，性質(zhì)與鹵素相似，下列敘述正確的是A．分子中只含極性鍵 B．分子中含有2個(gè)σ鍵和4個(gè)π鍵C．不和氫氧化鈉溶液發(fā)生反應(yīng) D．分子中N≡C鍵的鍵長(zhǎng)小于C－C鍵的鍵長(zhǎng)【答案】D【典例3】（2021·遼寧實(shí)驗(yàn)中學(xué)高二階段練習(xí)）下列說(shuō)法正確的是A．原子軌道與電子云都是用來(lái)形象描述電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的B．電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可從能層、能級(jí)、軌道3個(gè)方面進(jìn)行描述C．氣體單質(zhì)中，一定有σ鍵，可能有π鍵D．1個(gè)乙烯分子中含有4個(gè)σ鍵，1個(gè)π鍵【答案】A【典例4】下列說(shuō)法中，錯(cuò)誤的是A．鍵能是衡量化學(xué)鍵穩(wěn)定性的參數(shù)之一，鍵能越大，則化學(xué)鍵就越牢固B．鍵長(zhǎng)與共價(jià)鍵的穩(wěn)定性沒有關(guān)系C．鍵角是兩個(gè)相鄰共價(jià)鍵之間的夾角，說(shuō)明共價(jià)鍵有方向性D．共價(jià)鍵是通過(guò)原子軌道重疊并共用電子對(duì)而形成的，所以共價(jià)鍵有飽和性【答案】B【典例5】（2021·遼寧·遼河油田第二高級(jí)中學(xué)高二期中）下列有關(guān)鹵化氫的說(shuō)法正確的是A．鍵長(zhǎng)：H—F>H—Cl>H—Br>H—IB．鍵能：H—F<H—Cl<H—Br<H—IC．形成共價(jià)鍵的兩個(gè)原子之間的核間距叫做鍵長(zhǎng)D．H—F鍵是p—pσ鍵【答