鲁科版化学选择性学案-基础课时6共价键模型-含答案.doc

第1节　共价键模型基础课时6　共价键模型学 习 任 务1.认识原子间通过原子轨道重叠形成共价键，了解共价键具有饱和性和方向性培养宏观辨识与微观探析的核心素养　2.能根据原子轨道的重叠方式知道共价键可分为σ键和π键等类型；知道共价键可分为极性和非极性共价键建立共价键认知模型　3.知道共价键的键能、键长和键角可以用来描述键的强弱和分子的空间结构能通过运用共价键认知模型分析问题，培养宏观辨识与微观探析的核心素养一、共价键的形成与特征1．氢分子中共价键(H—H键)的形成用电子云表示形成过程能量变化相距较远时体系的能量等于两个氢原子的能量之和(能量最高)原子轨道重叠两原子逐渐接近时，原子轨道部分重叠，体系能量逐渐降低形成共价键原子轨道重叠，两个单电子形成共用电子对即形成共价键(核间距为0.074 nm时，能量最低)注意：形成共价键的氢原子不能无限靠近，因为靠得过近时，原子核以及电子之间的排斥作用会导致体系能量上升，导致分子不稳定2．共价键的形成概念原子间通过共用电子形成的化学键本质原子之间通过共用电子对形成的相互作用形成元素通常电负性相同或差值小的非金属原子之间形成共价键表示方法①单键：用一条短线表示由一对共用电子所形成的共价键，如H—H②双键：用“===”表示原子间共用两对电子所形成的共价键，如C===C③三键：用“≡”表示原子间共用三对电子所形成的共价键，如C≡C3.共价键的特征(1)饱和性定义每个原子所能形成共价键的总数或以共价键连接的原子数目是一定的原因每个原子所能提供的未成对电子的数目是一定的，因此在共价键形成的过程中，一个原子中的一个未成对电子与另一个原子中的一个未成对电子配对成键后，一般来说就不能再与其他原子的未成对电子配对成键应用决定了各种原子形成分子时相互结合的数量关系。

例如：两个氯原子之间可形成一个共价键结合为氯分子，表示为Cl—Cl；两个氮原子之间能够以共价三键结合成氮分子，表示为N≡N；一个氮原子可与三个氢原子以三个共价单键结合成氨分子，表示为(2)方向性定义共价键将尽可能沿着电子出现概率最大的方向形成原因除s轨道是球形对称外，其他原子轨道都具有一定的空间取向在形成共价键时，原子轨道重叠得多，电子在核间出现的概率大，所形成的共价键就牢固应用分子的空间结构与共价键的方向性密切相关　(1)只有非金属元素之间才能存在共价键 (　　)(2)所有物质中的原子间都存在化学键 (　　)(3)原子轨道在空间都具有方向性 (　　)[答案]　(1)×　(2)×　(3)×二、共价键的类型1．σ键与π键：(按原子轨道重叠方式分类)σ键原子轨道以“头碰头”方式相互重叠导致电子在核间出现的概率增大而形成的共价键π键原子轨道以“肩并肩”方式相互重叠导致电子在核间出现的概率增大而形成的共价键2.极性键和非极性键按两原子核间的共用电子对是否偏移可将共价键分为极性键和非极性键形成元素电子对偏移原子电性非极性键同种元素因两原子电负性相同，共用电子对不偏移两原子均不显电性极性键不同元素电子对偏向电负性大的原子电负性较大的原子显负电性　C2H4比C2H6的化学性质活泼的原因是什么？提示：乙烯分子中含有π键，原子轨道重叠程度小，共价键不稳定，容易断裂，而乙烷分子中都是σ键，原子轨道重叠程度大，共价键稳定，不容易断裂。

三、键参数1．三个重要键参数的定义及意义键参数定义意义键长两个成键原子的原子核间的距离两原子间的键长愈短，化学键愈强，键愈牢固键长是影响分子空间结构的因素之一键角在多原子分子中，两个化学键的夹角键角是影响分子空间结构的重要因素键能在1×105 Pa、298 K条件下，断开1 mol AB(g)分子中的化学键，使其分别生成气态A原子和气态B原子所吸收的能量，常用EA－B表示键能的大小可定量地表示化学键的强弱键能愈大，化学键就愈牢固2.常见分子的键角及空间结构分子键角空间结构CO2180°直线形H2O104.5°角形NH3107.3°三角锥形3.对物质性质的影响4．分子光谱(1)概念：分子从一种能级改变到另一种能级时吸收或发射的光谱2)影响因素：键长、键角和电荷分布等3)应用：测定和鉴别分子结构　比较HF、HCl、HBr、HI分子中键能的大小提示：原子半径：FH—Cl>H—Br>H—I深度理解σ键和π键如图所示表示成键的两种方式1．哪种成键方式电子云重叠程度大？提示：头碰头2．σ键与π键哪个更牢固？提示：σ键3．所有σ键都有方向性吗？提示：s­s σ键没有方向性。

1．σ键定义原子轨道以“头碰头”方式相互重叠导致电子在核间出现的概率增大而形成的共价键称为σ键类型s­sσ键两个成键原子均提供s原子轨道成键，如：H—H键的形成s­pσ键两个成键原子分别提供s原子轨道和p原子轨道形成共价键，如：H—Cl键的形成p­pσ键两个成键原子分别提供p原子轨道形成共价键，如：Cl—Cl键的形成特征①以形成化学键的两原子核的连线为轴做旋转操作，共价键的电子云的图形不变，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，σ键的强度较大，有较强的稳定性存在共价单键为σ键，共价双键和共价三键中通常含1个σ键2.π键定义原子轨道以“肩并肩”方式相互重叠导致电子在核间出现的概率增大而形成的共价键称为π键类型p—pπ键特征①两个原子的成键轨道以相互平行的“肩并肩”的方式重叠；②镜面对称：原子轨道重叠部分对通过一个键轴的平面具有镜面对称性；③强度小：形成π键时，原子轨道重叠程度比σ键小，π键没有σ键牢固；④不能旋转：以形成π键的两个原子核的连线为轴，任意一个原子并不能单独旋转，若单独旋转则会破坏π键，如以py－py π键为例，若旋转其中一个成键原子，则两个原子的py轨道不再平行，也就破坏了形成的π键1．(2021·山东济南检测)根据氢原子和氟原子的核外电子排布，对F2和HF分子中形成的共价键的描述正确的是(　　)A．两者都为s­s σ键B．两者都为p­p σ键C．前者为p­p σ键，后者为s­p σ键D．前者为s­s σ键，后者为s­p σ键C　[基态H原子核外电子排布式为1s1，基态F原子核外电子排布式为1s22s22p5，形成共价键时，F原子为2p轨道电子参与成键，H原子为1s轨道电子参与成键，则F2分子中的共价键为p­p σ键，HF分子中的共价键为s­p σ键。

]2．下列物质的分子中既有σ键又有π键的是(　　)①HCl　②H2O　③N2　④H2O2　⑤C2H4　⑥C2H2A．①②③　　　 B．③④⑤⑥C．①③⑥ D．③⑤⑥D　[当两个原子间能形成多个共用电子对时，先形成一个σ键，另外的原子轨道只能形成π键HCl中只有一个H—Cl σ键；H2O中含有两个H—O σ键；H2O2中含有两个H—O σ键和一个O—O σ键；N2中含有三个共价键：一个为σ键，两个为π键；C2H4中，碳原子与碳原子之间有两个共价键，一个为σ键，一个为π键，另外有四个C—H σ键；C2H2中，碳原子与碳原子之间有三个共价键，一个为σ键，两个为π键，另外有两个C—H σ键]3．(2021·河南洛阳期末)氰气的化学式为(CN)2，结构式为N≡C—C≡N，性质与卤素相似下列关于氰气的叙述不正确的是(　　)A．能与氢氧化钠溶液发生反应B．分子中原子的最外层均达到8电子稳定结构C．分子中含有2个σ键和4个π键D．分子中既有极性键，又有非极性键C　[氯气能与NaOH反应，氰气与氯气的性质相似，则氰气能和氢氧化钠溶液发生反应，A项正确；由氰气的结构式N≡C—C≡N可知，碳原子和氮原子的最外层均达到8电子稳定结构，B项正确；氰气分子中含有3个σ键和4个π键，C项错误；氰气分子中C—C键为非极性键，N≡C键为极性键，D项正确。

]键参数及应用探究碳和硅的有关化学键键能如下所示，简要分析和解释下列有关事实：化学键C—CC—HC—OSi—SiSi—HSi—O键能/(kJ·mol－1)3474133582263233681．通常条件下，比较CH4和SiH4的稳定性谁强谁弱？提示：因为C—H键的键能大于Si—H键的键能，所以CH4比SiH4稳定2．硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是什么？提示：C—C键和C—H键的键能比Si—H键和Si—Si键的键能都大，因此烷烃比较稳定，而硅烷中Si—Si键和Si—H键的键能较低，易断裂，导致长链硅烷难以生成3．SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是什么？提示：C—H键的键能大于C—O键，C—H键比C—O键稳定，而Si—H的键能却小于Si—O键，所以Si—H键不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si—O键1．键能的应用(1)表示共价键的强弱键能的大小可以定量地表示化学键的强弱程度键能愈大，断开时需要的能量就愈多，化学键就愈牢固2)判断分子的稳定性结构相似的分子中，共价键的键能越大，分子越稳定3)判断物质在化学反应过程中的能量变化在化学反应中，旧化学键的断裂吸收能量，新化学键的形成放出能量，因此反应焓变与键能的关系为ΔH＝∑E反应物－∑E生成物。

2．键长的应用(1)键长与键的稳定性有关一般来说，键长愈短，化学键愈强，键愈牢固2)键长与分子空间结构有关3)键长的判断方法①根据原子半径判断：在其他条件相同时，成键原子的半径越小，键长越短②根据共用电子对数判断：相同的两原子形成共价键时，单键键长>双键键长>三键键长3．键角的应用键角常用于描述多原子分子的空间结构共价键强弱的判断方法(1)由原子半径和共用电子数判断：成键原子的原子半径越小，共用电子数越多，则共价键越牢固，含有该共价键的分子越稳定2)由键能判断：一般来说共价键的键能越大，共价键越牢固3)由键长判断：一般来说共价键的键长越短，共价键越牢固4)由电负性判断：元素的电负性越大，该元素的原子对共用电子的吸引力越大，形成的共价键越稳定1．下列说法能说明BF3分子中的4个原子位于同一平面上的是(　　)A．任意两个B—F键间的夹角都相等B．3个B—F键键能相等C．3个B—F键键长相等D．任意两个B—F键间的夹角都是120°D　[键参数中，常用键能和键长判断共价键稳定性，常用键角判断分子空间结构3个B—F键间的夹角均为120°时，正好构成一个以B原子为中心的平面结构，因此BF3中4个原子共平面。

]2．有关乙烷、乙烯、乙炔、苯分子结构的比较错误的是(　　)A．乙烷、乙烯、乙炔、苯中所有原子均处于同一平面上B．碳碳键键长：乙烷>苯>乙烯>乙炔C．碳碳键键能：乙炔>乙烯>苯>乙烷D．键角：乙炔>乙烯＝苯>乙烷A　[乙炔是直线形结构，乙烯和苯是平面形结构，乙烯、乙炔、苯中所有原子均处于同一平面上，而乙烷分子为空间立体结构，所有原子不可能在同一平面上，A项错误。