考點5-共價鍵(解析版)

考點5共價鍵【核心考點梳理】考點一、共價鍵的形成與特征1．共價鍵的形成(1)概念：原子間通過共用電子對所形成的相互作用，叫做共價鍵。(2)成鍵的粒子：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)：原子間通過共用電子對(即原子軌道重疊)產(chǎn)生的強烈作用。2．共價鍵的特征(1)飽和性按照共價鍵的共用電子對理論，一個原子有幾個未成對電子，便可和幾個自旋狀態(tài)相反的電子配對成鍵，這就是共價鍵的飽和性。(2)方向性除s軌道是球形對稱外，其他原子軌道在空間都具有一定的分布特點。在形成共價鍵時，原子軌道重疊的越多，電子在核間出現(xiàn)的概率越大，所形成的共價鍵就越牢固，因此共價鍵將盡可能沿著電子出現(xiàn)概率最大的方向形成，所以共價鍵具有方向性。如圖所示?？键c二、共價鍵類型(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，共價鍵電子云的圖形不變，這種特征稱為軸對稱；σ鍵的強度較大2.π鍵形成由兩個原子的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稱性，即每個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3.判斷σ鍵、π鍵的一般規(guī)律共價單鍵為σ鍵；共價雙鍵中有一個σ鍵、一個π鍵；共價三鍵由一個σ鍵和兩個π鍵組成?！竞诵臍w納】共價鍵的分類eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(按共用電子對的數(shù)目\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(共價單鍵——σ鍵,共價雙鍵——1個σ鍵、1個π鍵,共價三鍵——1個σ鍵、2個π鍵)),按電子云重疊方式\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(σ鍵\o(→,\s\up7(特征))電子云呈軸對稱,π鍵\o(→,\s\up7(特征))電子云呈鏡面對稱))))【必備知識基礎(chǔ)練】1．（2021·吉林·梅河口市第五中學(xué)高二期中）火藥制備是我國古代聞名世界的化學(xué)工藝，原理為。下列表示反應(yīng)中相關(guān)微粒的化學(xué)用語正確的是A．K+的結(jié)構(gòu)示意圖：B．在元素周期表中K元素、S元素均在p區(qū)C．O元素位于周期表中第二周期第IVA族D．CO2的結(jié)構(gòu)式為：O=C=O且σ鍵與鍵個數(shù)比為1:1【答案】D【詳解】A．K+的質(zhì)子數(shù)為19、核外電子數(shù)為18，其離子結(jié)構(gòu)示意圖為，故A錯誤；B．K位于第ⅠA族，位于s區(qū)，S位于第ⅥA族，在p區(qū)，故B錯誤；C．O位于第二周期ⅥA族，故C錯誤；D．1個雙鍵含1個σ鍵和1個鍵，故CO2的σ鍵與鍵個數(shù)比為1:1，故D正確；故選D。2．（2021·遼寧實驗中學(xué)高二階段練習(xí)）下列說法正確的是A．原子軌道與電子云都是用來形象描述電子運動狀態(tài)的B．電子的運動狀態(tài)可從能層、能級、軌道3個方面進行描述C．氣體單質(zhì)中，一定有σ鍵，可能有π鍵D．1個乙烯分子中含有4個σ鍵，1個π鍵【答案】A【詳解】A．原子軌道和電子云都用來描述電子運動狀態(tài)而不是表示電子運動軌跡，即都是用來形象描述電子運動狀態(tài)的，故A正確；B．決定電子運動狀態(tài)有四個量：主量子數(shù)、角量子數(shù)、磁量子數(shù)、自旋量子數(shù)，所以電子的運動狀態(tài)可從能層、能級、軌道、自旋方向4個方面進行描述，故B錯誤；C．氣體單質(zhì)中，不一定有σ鍵，例如稀有氣體，可能有π鍵，例如氮氣等，故C錯誤；D．乙烯的結(jié)構(gòu)簡式為CH2=CH2，1個乙烯分子中含有5個σ鍵，1個π鍵，故D錯誤；故選A。3．（2021·遼寧沈陽·高二階段練習(xí)）下列關(guān)于σ鍵和π鍵的說法中，錯誤的是A．所有的σ鍵的強度都比π鍵大B．σ鍵是原子軌道“頭碰頭”式重疊，π鍵是原子軌道“肩并肩”式重疊C．s—sσ鍵與s—pσ鍵的電子云形狀的對稱性相同D．σ鍵可以繞鍵軸旋轉(zhuǎn)，π鍵一定不能繞鍵軸旋轉(zhuǎn)【答案】A【詳解】A．一般情況下，σ鍵的強度比π鍵大，但也有特殊情況，如N≡N中σ鍵的強度比π鍵小，A錯誤；B．σ鍵電子云重疊程度較大，是原子軌道“頭碰頭”式重疊，π鍵電子云重疊程度較小，是原子軌道“肩并肩”式重疊，B正確；C．σ鍵有方向性，；兩個成鍵原子必須沿著對稱軸方向接近，才能達到最大重疊，s—sσ鍵與s—pσ鍵都是軸對稱的，C正確；D．σ鍵為單鍵，可以繞鍵軸旋轉(zhuǎn)，π鍵在雙鍵、叁鍵中存在，不能繞鍵軸旋轉(zhuǎn)，D正確；答案選A。4．（2021·遼寧沈陽·高二階段練習(xí)）下列分子中存在的共價鍵類型完全相同(從σ鍵、π鍵的形成方式角度分析)的是A．CH4與C2H2 B．H2O與HClC．H2與Cl2 D．Cl2與N2【答案】B【分析】根據(jù)單鍵為σ鍵，雙鍵和三鍵中既有σ鍵又有π鍵，結(jié)合分子結(jié)構(gòu)判斷?！驹斀狻緼．CH4分子中存在s－pσ鍵，C2H2分子中存在σ鍵和π鍵，所以共價鍵類型不完全相同，故A錯誤；B．H2O與HCl都含有H原子，分子中的共價鍵均是s電子云與p電子云形成的s－pσ鍵，故B正確；C．H2分子中存在s—sσ鍵，Cl2分子中存在p—pσ鍵，所以共價鍵類型不完全相同，故C錯誤；D．Cl2分子中只有單鍵，全部為σ鍵，N2分子中有三鍵既有σ鍵又有π鍵，所以共價鍵類型不完全相同，故D錯誤。故選B。5．（2021·全國·高二課時練習(xí)）香蕉是我們喜愛的水果之一，香蕉產(chǎn)于南方，到北方之前是未成熟的，但買到的卻是成熟的香蕉，這是因為噴灑了催熟劑的緣故。其中乙烯就是一種常用的催熟劑，下列對于乙烯中化學(xué)鍵的分析中正確的是A．在乙烯分子中有一個σ鍵、一個π鍵B．乙烯在發(fā)生加成反應(yīng)時，斷裂的是碳原子間的σ鍵C．乙烯可以在一定條件下制得氯乙烯，在該過程斷裂的是C-Hσ鍵D．乙烯分子中的σ鍵關(guān)于鏡面對稱【答案】C【詳解】A．在乙烯分子中存在4個C—Hσ鍵和1個C—Cσ鍵，同時還含有1個C—Cπ鍵，A項錯誤；B．由于σ鍵要比π鍵穩(wěn)定，故乙烯在發(fā)生加成反應(yīng)時斷裂的是C—Cπ鍵，B項錯誤；C．由乙烯制得氯乙烯可看作是乙烯中的一個氫原子被氯原子取代，故斷裂的是C—Hσ鍵，C項正確；D．σ鍵是軸對稱，D項錯誤。故選C。6．（2021·全國·高二課時練習(xí)）下列有機化合物中σ鍵與π鍵個數(shù)比為3∶2的是A．CH3CH3 B．CH2=CH2C．CH≡CH D．CH4【答案】C【詳解】A．CH3CH3中有7個σ鍵，沒有π鍵，故A不符合題意；B．CH2=CH2中有5個σ鍵，1個π鍵，故B不符合題意；C．CH≡CH中有3個σ鍵，2個π鍵，故C符合題意；D．CH4中有4個σ鍵，沒有π鍵，故D不符合題意。綜上所述，答案為C。7.(1)指出下圖所表示的共價鍵類型的名稱,并列舉含有該共價鍵的一種物質(zhì),寫出其分子式。①鍵,;

②鍵,;

③鍵,;

④鍵,;

⑤鍵,。

(2)某有機化合物分子的結(jié)構(gòu)簡式為CH2CHCOOH,該分子中有個σ鍵,個π鍵,有種極性鍵,(填“有”或“沒有”)非極性鍵。

【答案】(1)①s-sσH2②s-pσHCl③p-pσCl2④pz-pzπN2⑤py-pyπN2(2)824有【解析】(2)分子中有3個C—Hσ鍵、2個C—Cσ鍵、2個C—Oσ鍵、1個O—Hσ鍵;CC和CO中分別有1個π鍵;有C—H、CO、C—O、O—H4種極性鍵;含有CC、C—C非極性鍵。【關(guān)鍵能力提升練】8．（2021·北京·101中學(xué)高二期末）σ鍵可由兩個原子的s軌道、一個原子的s軌道和另一個原子的p軌道以及一個原子的p軌道和另一個原子的p軌道以“頭碰頭”方式重疊而成。則下列分子中的σ鍵是由一個原子的s軌道和另一個原子的p軌道以“頭碰頭”方式重疊構(gòu)建而成的是A．H2 B．HF C．Cl2 D．F2【答案】B【詳解】A．基態(tài)H原子的核外電子排布式為1s1，H2分子中的σ鍵是由一個H原子的s軌道和另一個H原子的s軌道以“頭碰頭”方式重疊而成，A不符合題意；B．基態(tài)H原子的核外電子排布式為1s1，基態(tài)F原子的核外電子排布式為1s22s22p5，HF分子中的σ鍵是由一個H原子的s軌道和一個F原子的p軌道以“頭碰頭”方式重疊而成，B符合題意；C．基態(tài)Cl原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p5，Cl2分子中的σ鍵是由一個Cl原子的p軌道和另一個Cl原子的p軌道以“頭碰頭”方式重疊而成，C不符合題意；D．基態(tài)F原子的核外電子排布式為1s22s22p5，F(xiàn)2分子中的σ鍵是由一個F原子的p軌道和另一個F原子的p軌道以“頭碰頭”方式重疊而成，D不符合題意；選B。9.(雙選)下列說法正確的是()A.1molCnH2n+2分子中含有(3n+1)mol共價鍵B.Na2O2和Na2O晶體中陽離子與陰離子的數(shù)目比相同,化學(xué)鍵類型也相同C.只含有非金屬元素的化合物不一定只有共價鍵D.電負性之差小于1.7的兩種元素的原子間一定形成共價鍵【答案】AC【解析】烷烴分子中只有C—C和C—H,1個CnH2n+2分子中含有(n-1)個C—C和(2n+2)個C—H,A項正確;Na2O2和Na2O中Na+與、Na+與O2-數(shù)目比均為2∶1,但Na2O2中有非極性鍵而Na2O中無共價鍵,B項不正確;NH4Cl等銨鹽中含有離子鍵,C項正確;電負性之差小于1.7的Na與H、K與H等均形成離子鍵,D項不正確。10.具有下列電子排布式的原子中,不能形成π鍵的是 ()A.1s22s22p63s23p4 B.1s22s22p3C.1s22s22p63s1 D.1s22s22p2【答案】C【解析】四種原子分別是S、N、Na、C,其中Na是活潑金屬,在化學(xué)反應(yīng)中易失去一個電子,形成的是離子鍵,而π鍵是共價鍵中的一種。11.下列有關(guān)σ鍵和π鍵的說法錯誤的是()A.含有π鍵的分子在反應(yīng)時,π鍵是化學(xué)反應(yīng)的積極參與者B.當原子形成分子時,首先形成σ鍵,可能形成π鍵C.有些原子在與其他原子形成分子時只能形成σ鍵,不能形成π鍵D.在分子中,化學(xué)鍵可能只有π鍵而沒有σ鍵【答案】D【解析】共價鍵形成時,原子軌道首先以“頭碰頭”的方式重疊形成σ鍵,然后才可能以“肩并肩”的方式重疊形成π鍵,故B、C正確,D錯誤;從原子軌道重疊程度看,π鍵的重疊程度比σ鍵的重疊程度小,故π鍵的穩(wěn)定性比σ鍵小,易被破壞,是化學(xué)反應(yīng)的積極參與者,A正確。12.防曬霜之所以能有效地減輕紫外線對人體的傷害,是因為其有效成分的分子中含有π鍵,這些分子中的π鍵電子可以在吸收紫外線后被激發(fā),從而阻擋部分紫外線對皮膚的傷害。下列物質(zhì)沒有防曬效果的是 ()A.氨基苯甲酸B.羥基丙酮C.肉桂酸()D.酒精【答案】D【解析】π鍵只存在于不飽和鍵中,A、B、C項物質(zhì)分子中均含有π鍵,而酒精分子中無不飽和鍵,不含有π鍵,故酒精沒有防曬效果,D項符合題目要求。13.分析下列化學(xué)式中畫有橫線的元素,選出符合要求的物質(zhì)填空(填序號)。A.NH3B.H2OC.HClD.CH4E.C2H6F.N2(1)所有的價層電子都參與形成共價鍵的是;

(2)只有一個價層電子參與形成共價鍵的是;

(3)最外層有未參與成鍵的電子對的是;

(4)既有σ鍵又有π鍵的是。

【答案】(1)D、E(2)C(3)A、B、C、F(4)F【解析】NH3分子中N與3個H形成3個σ鍵,還有一對未成鍵電子;H2O分子中O與2個H形成2個σ鍵,還有兩對未成鍵電子;HCl分子中Cl與1個H形成1個σ鍵,還有三對未成鍵電子;CH4分子中C與4個H形成4個σ鍵,碳原子的4個價電子全部參與成鍵;C2H6分子中C分別與3個H及另1個C形成4個σ鍵,碳原子的4個價電子都參與成鍵;N2分子中兩個N原子之間形成1個σ鍵,2個π鍵,還各有一對未成鍵電子。14.(1)判斷1mol下列含碳化合物中σ鍵的數(shù)目。①CO2;②乙醛;

③CH3COOH;④CO(NH2)2。

(2)已知CO和CN-與N2結(jié)構(gòu)相似,CO分子內(nèi)σ鍵與π鍵個數(shù)之比為。HCN分子中σ鍵與π鍵數(shù)目之比為。

(3)C、H元素形成的某化合物分子中共有16個電子,該分子中σ鍵與π鍵的個數(shù)比為。

【答案】(1)①2NA(或1.204×1024)②6NA(或3.612×1024)③7NA(或4.214×1024)④7NA(或4.214×1024)(2)1∶21∶1(3)5∶1【解析】(1)4種化合物的結(jié)構(gòu)簡式或結(jié)構(gòu)式分別為OCO,,,,雙鍵中有一個σ鍵和一個π鍵,單鍵全部是σ鍵。(2)N2的結(jié)構(gòu)式為N≡N,推知CO結(jié)構(gòu)式為C≡O(shè),含有1個σ鍵、2個π鍵;CN-結(jié)構(gòu)式為[C≡N]-,HCN分子結(jié)構(gòu)式為H—C≡N,HCN分子中σ鍵與π鍵均為2個。(3)設(shè)分子式為CmHn,則6m+n=16,解之得m=2,n=4,即C2H4,結(jié)構(gòu)式為。單鍵為σ鍵,雙鍵有1個σ鍵和1個π鍵,所以一個C2H4分子中共含有5個σ鍵和1個π鍵。【學(xué)科素養(yǎng)拔高練】15.a、b、c、d是四種由短周期元素構(gòu)成的中性粒子,它們都有14個電子,且都是通過共價鍵形成的物質(zhì)?；卮鹣铝袉栴}:(1)a是單核粒子,a單質(zhì)可用作半導(dǎo)體材料,a粒子的電子排布式為。

(2)b是雙核粒子,常溫下為無色無味氣體。b的化學(xué)式為,人吸入氣體b后容易引起中毒,是因為而使人中毒。

(3)c是雙核粒子且是一種單質(zhì),寫出其電子式:。c分子中所含共價鍵的類型為(填“極性鍵”或“