高中化学第二章分子结构与性质第一节共价键教案新人教版选修
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[明确学习目标] 1.知道共价键的主要类型，了解σ键和π键的形成特点及其本质。2.能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。
学生自主学习
一、共价键
1．共价键的本质和特征
01共用电子对。 (1)本质：原子之间形成□
02饱和性——决定分子的组成；□03方向性——决定分子的立体构型。 (2)特征：□
2．共价键类型(按成键原子轨道的重叠方式分类) (1)σ键
(2)π键
二、键参数——键能、键长与键角 1．概念和特点
2．对物质性质的影响
三、等电子原理
01原子总数相同、□02价电子总数相同的分子具有相似的□03化学键特征，1．等电子原理：□它们的许多性质是相近的。
04分子称为等电子体。如CO和N2具有相同的原子总数2．等电子体：满足等电子原理的□
05相似。 和相同的价电子总数，属于等电子体，它们的许多性质□
1．所有σ键都有方向性吗？
提示：不是，如s-s σ键就没有方向性。
2．乙烷、乙烯和乙炔分子中的共价键分别由几个σ键和几个π键组成？
提示：乙烷分子中的共价键由7个σ键组成；乙烯分子中的共价键由5个σ键和1个π键组成；乙炔分子中的共价键由3个σ键和2个π键组成。
3．从键能的角度出发，推测N2、O2、F2跟H2反应能力的强弱顺序。
提示：由教材中表2－1中键能的数值可知：H—F>H—O>H—N，而键长：H—F
课堂互动探究 一、共价键
1．正确认识σ键和π键
(1)σ键与π键的实质相同，都是由共用电子对而形成的化学键。
(2)σ键与π键由于原子轨道的重叠程度不同从而导致了两者的稳定性不同。 (3)由于s轨道没有方向性，所以两个s轨道只能形成σ键，不能形成π键。 (4)两个原子之间可以只形成σ键，但不能只形成π键。 2．分子中σ键和π键的判断方法
(1)成键原子如果只有一个共用电子对，则该共价键一定是σ键；如果形成多个共用电子对，则先形成一个σ键，另外的原子轨道形成π键。
(2)一般规律：共价单键是σ键；共价双键中有一个σ键，另一个是π键；共价三键中有一个σ键，另两个是π键。
[即时练]
1．下列有关σ键和π键的说法错误的是( ) A．含有π键的分子在反应时，π键易断裂
B．当原子形成分子时，首先形成σ键，可能形成π键
C．有些原子在与其他原子形成分子时，只能形成σ键，不能形成π键 D．在分子中，化学键可能只有π键而没有σ键 答案 D
解析 由于π键的键能小于σ键的键能，所以反应时易断裂，A项正确；在分子形成时为了使其能量最低，必然首先形成σ键，根据形成的原子的核外电子排布来判断是否形成π键，所以B项正确，D项错误；H原子跟其他原子只能形成σ键，故C项正确。
2．(双选)下列有关化学键类型的判断中正确的是( ) A．全部由非金属元素组成的化合物中肯定不存在离子键 B．物质中有σ键不一定有π键，有π键一定有σ键
C．已知乙炔的结构式为H—C≡C—H，则乙炔分子中存在2个σ键和3个π键 D．乙烷分子中只存在σ键，即C—H键和C—C键均为σ键 答案 BD
解析 NH4Cl、(NH4)2SO4均是由非金属元素组成的，却存在离子键，A项错误；H、Cl等只有一个未成对电子，因而只能形成σ键，即有σ键不一定有π键；若形成π键一定是原子间已形成σ键，即有π键一定有σ键，B项正确；共价双键中有一个为σ键，另一个为π键，共价三键中有一个为σ键，另两个为π键，故乙炔(H—C≡C—H)分子中有3个 σ键，
2个π键，C项错误；共价单键为σ键，乙烷分子的结构式为其所含的6个C—H键和1 个C—C键均为σ键，D项正确。
规律方法
(1)大多数铵盐是只含非金属元素的化合物，少数铵盐含有金属元素，如(NH4)2Cr2O7。 (2)稀有气体不存在化学键。
，
(3)共价单键是σ键，双键和三键中存在π键，中学化学里常见的双键，除C===C键以外，还有C===O键，三键除C≡C键以外，还有N≡N键、C≡N键等。
二、键参数——键能、键长与键角
1．一般地，形成共价键的共用电子对数越多，则共价键越牢固，含有该共价键的分子越稳定。
2．形成共价键的原子半径越小，键长越短，共价键越牢固，含有该共价键的分子越稳定。如HF、HCl、HBr、HI中，分子的共用电子对数相同(1对)，因F、Cl、Br、I的原子半径依次增大，故共价键牢固程度H—F＞H—Cl＞H—Br＞H—I，因此，稳定性HF＞HCl＞HBr＞HI。
3．键能与键长是衡量共价键稳定性的参数，键角是描述分子立体构型的参数。一般来说，如果知道分子中的键长和键角，这个分子的立体构型就确定了。如氨分子的H—N—H 键角是107°，N—H键的键长是101 pm，就可以断定氨分子是三角锥形分子，如图。
[即时练]
3．键长、键角和键能是描述共价键的三个重要参数，下列叙述正确的是( ) A．键角是描述分子空间构型的重要参数
B．因为H—O键的键能小于H—F键的键能，所以O2、F2与H2反应的能力逐渐减弱 C．水分子可表示为H—O—H，分子中的键角为180°
D．H—O键的键能为463 kJ·mol，即18 g H2O分解成H2和O2时，消耗的能量为2×463 kJ
答案 A
解析 H—O键、H—F键的键能依次增大，意味着形成这些键时放出的能量依次增大，化学键越来越稳定，O2、F2与H2反应的能力逐渐增强，B项错误；水分子呈V形，键角为105°，C项错误；H—O键的键能为463 kJ·mol，指的是断开1 mol H—O键形成气态氢原子和气态氧原子所需吸收的能量为463 kJ,18 g H2O即1 mol H2O中含2 mol H—O键，断开时需吸收2×463 kJ的能量形成气态氢原子和气态氧原子，再进一步形成H2和O2时，还会因形成化学键而释放出一部分能量，D项错误。
4．最近意大利罗马大学的Fulvio Cacace等人获得了极具理论研究意义的N4分子。N4分子结构如图所示，已知断裂1 mol N—N键吸收167 kJ热量，生成1 mol N≡N键放出942 kJ热量，根据以上信息和数据，下列说法正确的是( )
－1
－1
A．N4属于一种新型的化合物 B．N4与N2互为同素异形体 C．N4沸点比P4(白磷)高
D．1 mol N4气体转变为N2将吸收882 kJ热量 答案 B
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