02 衡水中學高二化學預習資料-共價鍵

衡水中學高二化學預習資料——共價鍵一.學習目標1、認識共價鍵的主要類型σ鍵和π鍵；會用電子式表示共價鍵的形成；理解共價鍵的形成條件及其本質；2、認識鍵能、鍵長、鍵角等概念，能用它們說明簡單分子的某些性質；認識等電子原理，了解其應用。二．重難點講解知識點一共價鍵1、共價鍵的實質：共用電子對與原子核之間的靜電作用使原子結合起來說明：原子之間通過核間高概率出現(xiàn)的共用電子對所產(chǎn)生的強烈相互作用2、共價鍵形成過程的表示方法說明：由于在化學反應中，一般是原子的最外層電子發(fā)生變化，所以，為了簡便起見，我們可以在元素符號周圍用小黑點（或×）來表示原子的最外層電子。這種式子叫做電子式例如：說明：注意書寫分子的電子式和分子形成過程的電子式的區(qū)別?！疽c詮釋】電子式的書寫常見錯誤歸納（1）漏寫沒有參加成鍵的電子對（2）漏寫或多加［］及錯寫電荷數(shù)（3）漏標離子所帶的電荷數(shù)或與化合價混淆（4）將相同離子錯誤合并（5）電子式中微粒排列錯誤（6）電子（電子對）排列錯誤（7）用電子式表示形成過程時錯誤化學方程式中的反應物與生成物之間用“＝”連接，而不用“→”連接。3、共價鍵的特征⑴飽和性：是指每個原子成鍵的總數(shù)或以單鍵連接的原子數(shù)目是一定的，因為共價鍵是有原子軌道重疊和共用電子形成的，而每個原子能提供的軌道和成單電子數(shù)目是一定的。例如：當兩個H原子結合成H2分子后，不可能再結合第三個H原子形成“H3分子”。同樣，甲烷的化學式是CH4，說明碳原子最多能與四個氫原子結合。這些事實說明，形成共價鍵時，每個原子有一個最大的成鍵數(shù)，每個原子能結合其他原子的數(shù)目不是任意的。⑵方向性：是指一個原子與周圍原子形成的共價鍵具有一定的方向，角度。這是由于原子軌道（S軌道除外）有一定的方向性，它和相鄰原子的軌道重疊要滿足最大重疊原理。說明：共價鍵的方向性使共價分子都具有一定的空間構型。例如，在硫原子和氫原子結合生成H2S分子時，因為硫原子的最外層兩個不成對的3p電子的電子云互成直角，氫原子的1s電子云要沿著直角的方向跟3p電子云重疊，這樣H2S分子中兩個共價鍵的夾角應接近90度。4、共價鍵的類型(1)σ鍵：（以“頭碰頭”重疊形式）a、特征：以形成化學鍵的兩原子核的連線為軸作旋轉操作，共價鍵的圖形不變，軸對稱圖形。b、種類：s-sσ鍵s-pσ鍵p-pσ鍵(2)π鍵：（以“肩并肩”重疊形式）特征：每個π鍵的電子云有兩塊組成，分別位于有兩原子核構成平面的兩側，如果以它們之間包含原子核的平面為鏡面，它們互為鏡像，這種特征稱為鏡像對稱。說明：a、σ鍵比π鍵強度大，π鍵易斷裂。例如：烯烴比烷烴活潑。b、只有當兩原子之間形成重鍵的時候才會出現(xiàn)π鍵；原子間多重健中只有一個σ鍵其它均為π鍵。5、共價鍵的形成條件一般非金屬元素的原子之間通過共價鍵結合。如非金屬氣態(tài)氫化物、水、酸、非金屬氧化物等物質中的元素都以共價鍵結合。共價鍵存在于非金屬單質、共價化合物中，也可存在于離子化合物中（例如，氫氧化鈉、過氧化鈉、硫酸鉀等）。說明：①電負性相同或相差很小的非金屬元素原子之間形成共價鍵。②一般成鍵原子有未成對電子(自旋相反)。③成鍵原子的原子軌道在空間重疊。知識點二鍵參數(shù)1、鍵能：氣態(tài)基態(tài)原子形成1mol化學鍵所釋放出的最低能量。通常取正值。單位：kJ/mol說明：鍵能越大，形成化學鍵放出的能量越大，化學鍵越穩(wěn)定；含有該化學鍵的分子越穩(wěn)定。例如：氫化物的穩(wěn)定性HF＞HCl＞HBr＞HI2、鍵長：形成共價鍵的兩原子間的核間距。單位：1pm（1pm＝10-12m）說明：鍵長越短，共價鍵越牢固，形成的物質越穩(wěn)定3、鍵角：多原子分子中的兩個共價鍵之間的夾角。例如：CO2結構為Ｏ＝Ｃ＝Ｏ，鍵角為180°；為直線形分子。H2O鍵角105°；Ｖ形CH4鍵角109°28′；正四面體注意：鍵能、鍵長、鍵角是共價鍵的三個參數(shù)鍵能、鍵長決定了共價鍵的穩(wěn)定性；鍵長、鍵角決定了分子的空間構型?！疽c詮釋】共價鍵強弱的判斷規(guī)律1、電子云的重疊程度不同鍵的強弱不同。例如：σ鍵比π鍵強度大。2、原子間共用電子對越多，共價鍵越強。例如：碳碳鍵的鍵能乙烷為348kJ/mol，乙烯是615kJ/mol，乙炔是837kJ/mol。3、成鍵原子半徑之和越小，共價鍵越強。例如：已知r(F)＜r(Cl)＜r(Br)＜r(I)，所以有下列共價鍵的大小關系：H—F＞H—Cl＞H—Br＞H—I知識點三等電子原理等電子體概念：原子數(shù)相同，價電子數(shù)也相同的微粒（等電子體結構相似、性質相似）。如：CO和N2，CH4和NH4+二．典型例題類型一：有關共價鍵等概念的辨析例1以下說法中正確的是()①在水中氫、氧原子間均以化學鍵相結合②金屬和非金屬化合形成離子鍵③離子鍵是陽離子、陰離子的相互吸引④根據(jù)電離方程式；HCl=H++Cl-，判斷HCl分子中存在離子鍵⑤H2分子和Cl2分子的反應過程是H2、Cl2分子里共價鍵發(fā)生斷裂生成H、Cl原子，而后H、Cl原子形成離子鍵的過程A．無B．①C．④D．①②⑤【思路點撥】共價鍵指原子間通過共用電子對形成的化學鍵，實質就是成鍵原子電子云的重疊，可以用三個鍵參數(shù)來描述共價鍵。根據(jù)重疊方式的不同，可分為δ和π鍵，兩種鍵的牢固程度不同，π鍵易斷裂。【答案】A【解析】水中存在分子內H、O原子之間的相互作用，分子間的H、O原子也相互作用。而化學鍵只指分子內相鄰原子間強烈的相互作用。離子鍵不是存在于任何金屬和非金屬微粒間，只是活潑金屬和活潑非金屬化合時，才可形成離子鍵。離子鍵化合物中，陰陽離子間存在相互作用。但不單指吸引力還有相互排斥力。HCl分子中不存在離子，它屬于共價化合物，分子中沒有離子鍵?；瘜W反應的本質是舊鍵斷裂新鍵形成的過程，但HCl中存在共價鍵而非離子鍵。【總結升華】離子鍵與共價鍵的比較離子鍵共價鍵定義陰、陽離子通過靜電力形成的強烈的相互作用原子間通過共用電子對形成的強烈的相互作用形成條件a．活潑金屬（ⅠＡ、ⅡＡ）與活潑非金屬（ⅥＡ、ⅦＡ）之間例如：NaCl、MgOb．金屬離子（或NH4＋）與帶電原子團之間例如：NaOH、NH4NO3說明：成鍵原子對應元素的電負性差大于1.7時。a．非金屬與非金屬原子之間例如：H2（單質）、HCl（化合物）b．某些不活潑金屬與非金屬之間例如：AlCl3說明：成鍵原子對應元素的電負性差小于1.7時。離子化合物一定有例如：NaCl、MgO可能有例如：NaOH、Na2O2、NH4Cl、NH4NO3共價化合物一定無一定有例如：HCl、H2O、H2O2、CO2注意：a、離子化合物中一定含有離子鍵，也可能含有共價鍵b、共價化合物中一定含有共價鍵，一定不含有離子鍵c、離子鍵只存在于離子化合物中，不存在共價化合物中d、共價鍵可能存在于單質、離子化合物和共價化合物中類型二：等電子體及8電子結構例2下列各分子中所有原子都滿足最外層為8電子結構的是()A．BeCl2B．PCl3C．PCl5D．N2【思路點撥】本題考查8電子結構，較簡單，明確分子結構后對最外層電子加和即可。【答案】BD【解析】單個氯原子最外層上有7個電子，當它與另一成鍵原子共用一對電子時，就成了最外層8電子結構，因此，在選項A、選項B、選項C中的三種化合物中，氯原子最外層都滿足8電子結構．每個Be原子最外層上有2個電子，若在反應中當它失去這2個電子形成離子化合物，則它的次外層變成了最外層，這時該層上只有2個電子；若與Cl2形成的化合物為共價化合物，則Be原子與2個Cl原子共用2個電子對，最外層上也不是8個電子；總之選項A不合題意．每個P原子最外層上有5個電子，當形成PCl3分子時共用了3對電子，使得P原子最外層電子數(shù)恰好是8電子結構；當它與Cl元素形成PCl5分子時共用了五對電子，使得P原子最外層電子數(shù)是10個電子，因此，選項B符合題意，選項C則不合題意．每個N原子最外層有5個電子，當N原子與N原子形成N2分子時共用了3對電子，使得它們的最外層電子數(shù)皆成為8電子結構，選項D符合題意．【總結升華】8電子結構的判斷技巧：可以根據(jù)價電子數(shù)與共價鍵數(shù)目之和快速計算.價電子數(shù)與共價鍵數(shù)目之和=8類型三：鍵參數(shù)的概念及其應用例4（1）關于鍵長、鍵能和鍵角，下列說法中不正確的是()A．鍵角是描述分子立體結構的重要參數(shù)B．鍵長的長短與成鍵原子的半徑和成鍵數(shù)目有關C．鍵能越大，鍵長越長，共價化合物越穩(wěn)定D．鍵角的大小與鍵長的長短、鍵能的大小無關E．C＝C鍵的鍵能等于C—C鍵鍵能的2倍F．因為O—H鍵的鍵能小于H—F鍵的鍵能，所以O2、F2與H2反應的能力逐漸增強（2）N≡N鍵的鍵能是946kJ／mol，N—N鍵的鍵能為193kJ／mol，經(jīng)過計算后可知N2中________鍵比________（填“σ”或“π”）鍵穩(wěn)定。【思路點撥】本題考查化學鍵及其中共價鍵的參數(shù)。明確物質中含有化學鍵的種類、共價鍵各項參數(shù)的意義?！敬鸢浮浚?）C、E（2）πσ

【解析】（1）鍵角是描述分子立體結構的重要參數(shù)，如H2O中的2個H—O鍵的鍵角為105°，故H2O為角形（V形）分子，A正確；鍵長的長短與成鍵原子的半徑有關，如Cl的原子半徑小于I的原子半徑，Cl—Cl鍵的鍵長小于I—I鍵的鍵長，此外，鍵長還和成鍵數(shù)目有關，如乙烯分子中C＝C鍵的鍵長比乙炔分子中C≡C鍵的鍵長要長，B正確；鍵能越大，鍵長越短，共價鍵越強，共價化合物越穩(wěn)定，故C錯誤；鍵角的大小取決于成鍵原子軌道的夾角，D正確；C—C鍵的鍵能為615kJ·mol－1，C—C鍵的鍵能為347.7kJ·mol－1，二者并不是2倍的關系，E錯誤：O—H鍵的鍵能