第03講第03講共價鍵易混易易混易錯聚焦1．只有兩原子的電負性相差不大時，才能形成共用電子對，形成共價鍵，當兩原子的電負性相差很大(大于1.7)時，不會形成共用電子對，而形成離子鍵。2．同種元素原子間形成的共價鍵為非極性鍵，不同種元素原子間形成的共價鍵為極性鍵。3．在分子中，有的只存在極性鍵，如HCl、NH3等，有的只存在非極性鍵，如N2、H2等，有的既存在極性鍵又存在非極性鍵，如H2O2、C2H4等；有的不存在化學鍵，如稀有氣體分子。4．在離子化合物中，一定存在離子鍵，有的存在極性共價鍵，如NaOH、Na2SO4等；有的存在非極性鍵，如Na2O2、CaC2等。5．共價化合物中一定含有共價鍵，含有共價鍵的不一定是共價化合物(可能是單質或離子化合物)。稀有氣體的單質不含化學鍵。6．只含非極性共價鍵的物質：同種非金屬元素構成的單質，如：I2、N2、P4、金剛石、晶體硅等。只含有極性共價鍵的物質：一般是不同非金屬元素構成的共價化合物，如：HCl、NH3、SiO2、CS2等。既有極性鍵又有非極性鍵的物質，如H2O2、C2H2、CH3CH3等。7．共價鍵的飽和性決定了各種原子形成分子時相互結合的數量關系(即分子組成)?；鶓B原子或形成激發態原子有n個不成對電子，則最多可以形成n個共用電子對(不含配位鍵)。8．共價鍵的飽和性決定分子中各元素原子的數目，共價鍵的方向性決定分子的立體構型。9．并不是所有的共價鍵都具有方向性，如兩個s電子形成共價鍵時就沒有方向性。特例：ns原子軌道為球形對稱，故s－sσ鍵沒有方向性(如H2中的H－H鍵沒有方向性)，其他共價鍵都有方向性。10．通過物質的結構式，可以快速有效地判斷鍵的種類及數目；判斷成鍵方式時，需掌握：共價單鍵全為σ鍵，雙鍵中有一個σ鍵和一個π鍵，三鍵中有一個σ鍵和兩個π鍵。11．兩個自旋方向相反的s電子或s電子與p電子只能形成σ鍵而不能形成π鍵；兩個自旋方向相反的p電子，既可形成σ鍵，又可形成π鍵，但首先形成σ鍵。12．π鍵的強度比σ鍵小，易于斷裂。乙烯、乙炔等與H2、Br2等發生加成反應、加聚反應時，發生斷裂的都是不飽和鍵中的π鍵。13．苯分子中的介于單鍵和雙鍵之間的特殊的鍵就是6個碳原子的原子軌道“肩并肩”重疊形成的大π鍵。14．共價鍵的參數(1)通過鍵長、鍵角可以判斷分子的立體構型。(2)鍵長不等于成鍵兩原子半徑的和，而是小于其半徑的和。(3)鍵能與鍵長反映鍵的強弱程度，鍵長和鍵角用來描述分子的立體結構。(4)有機物分子中碳原子與碳原子形成的共價鍵的鍵長規律如下：C－C>C＝C>C≡C。15．等電子體(1)等電子體的價電子總數相同，而組成原子的核外電子總數不一定相同，如CO2和CS2。(2)可將等電子原理擴大到離子，應用更為廣泛。(3)應用等電子原理的前提是原子總數必須相同，其次是價電子總數相同。對主族元素來說，必須是最外層電子數相同而不是總電子數相同，如CO2和CS2是等電子體，而CH4和NH3不是等電子體。(4)等電子體結構相同，物理性質相近，但化學性質不同。易易錯典例分析易錯典例1易錯典例11．下列關于有機化合物中化學鍵的說法不正確的是A．烷烴中的化學鍵均為σ鍵B．CH3CH2Br中C—H鍵的極性比C—Br鍵的極性弱C．乙烯分子中含有極性鍵和非極性鍵D．1個丙炔分子中含有5個σ鍵和3個π鍵易錯典例易錯典例22．下列有關σ鍵和π鍵的說法錯誤的是A．在某些分子中，化學鍵可能只有π鍵而沒有σ鍵B．當原子形成分子時，首先形成σ鍵，可能形成π鍵C．σ鍵的特征是軸對稱，π鍵的特征是鏡面對稱D．含有π鍵的分子在反應時，π鍵是化學反應的積極參與者舉一反三1舉一反三1jYFs3．下列有關化學鍵類型的判斷正確的是A．所有物質中都存在化學鍵B．全部由非金屬元素構成的化合物也可以存在離子鍵C．已知乙烯的結構式為，則分子中存在4個σ鍵(CH)和2個π鍵(C=C)D．乙烷分子中6個CH鍵都為σ鍵，1個CC鍵為π鍵舉一反舉一反三2jYFs4．下列關于σ鍵和π鍵的說法不正確的是A．σ鍵能單獨形成，π鍵不能單獨形成B．σ鍵可以繞鍵軸旋轉，π鍵不能繞鍵軸旋轉C．雙鍵中一定有一個σ鍵，一個π鍵，三鍵中一定有一個σ鍵，兩個π鍵D．CH3CH3、CH2=CH2、CH≡CH中的σ鍵都是CC鍵，所以鍵能都相同舉舉一反三3jYFs5．下列說法正確的是A．?鍵是由兩個?電子以“頭碰頭”方式重疊而成B．?鍵是鏡面對稱，而?鍵是軸對稱C．兩個原子之間形成共價鍵時，最多有一個?鍵D．氣體單質中，一定有?鍵，可能有?鍵EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4易混易錯剖析易混易錯剖析1．分子中相鄰原子之間是靠什么作用而結合在一起？什么是化學鍵？什么是離子鍵？什么是共價鍵？【細剖精析】分子中相鄰原子之間是靠共價鍵而結合在一起?；瘜W鍵：分子中相鄰原子之間強烈的相互作用。離子鍵：陰、陽離子之間通過靜電作用形成的化學鍵。共價鍵：原子間通過共用電子對形成的化學鍵。2．觀察下圖：請你通過分析，談一談你對共價鍵的形成條件及共價鍵的本質的認識？【細剖精析】共價鍵的形成條件：(1)兩原子電負性相同或相近；(2)一般成鍵原子有未成對電子；(3)成鍵原子的原子軌道在空間上發生重疊。共價鍵的本質：成鍵原子相互接近時，原子軌道發生重疊，自旋方向相反的未成對電子形成共用電子對，兩原子核間的電子云密度增加，體系能量降低。3．為什么兩個氫原子合成氫分子，兩個氯原子合成氯分子，而不是3個、4個呢？為什么1個氫原子和1個氯原子結合成氯化氫分子，而不是以其他的個數比相結合呢？共價鍵有哪些特征？【細剖精析】由氫原子和氯原子的電子式可知：兩個原子都有一個未成對的電子，從分子的形成過程來看，只有未成對的電子才能形成共用電子對，在H2、HCl、Cl2分子中，由兩個原子各提供一個未成對電子形成一個共用電子對，因此H2、HCl、Cl2只能由兩個原子形成，而不是3個、4個。這說明原子間在形成共價鍵時有一定的特征：飽和性、方向性。4．如何判斷原子成鍵時電子云的重疊方式？【細剖精析】電子云的重疊方式只有兩種：“頭碰頭”和“肩并肩”。其中以“肩并肩”的方式進行重疊的成鍵電子常發生在p電子云之間，在形成雙鍵或三鍵時會出現。s電子云參與成鍵時不存在“肩并肩”的方式。故可從兩個方面來判斷電子云的重疊方式：其一是成鍵電子有s電子的，以“頭碰頭”的方式進行重疊；其二是根據成鍵數目判斷，即有雙鍵或三鍵時，一定存在“肩并肩”的重疊方式。5．乙烷、乙烯和乙炔分子中的共價鍵分別由幾個σ鍵和幾個π鍵組成？【細剖精析】乙烷分子中由7個σ鍵組成；乙烯分子中由5個σ鍵和1個π鍵組成；乙炔分子中由3個σ鍵和2個π鍵組成。6．氮氣為什么能在空氣中穩定存在。【細剖精析】N2分子存在氮氮三鍵，鍵能(946kJ·mol－1)大，不易與其他物質發生反應，故能在空氣中穩定存在。7．如何理解反應熱(ΔH)與鍵能的關系？【細剖精析】ΔH＝反應物的鍵能總和－生成物的鍵能總和，其中，ΔH<0時，為放熱反應；ΔH>0時，為吸熱反應。例如，1molH2和1molCl2反應生成2molHCl的反應熱的計算。已知EH－H＝436kJ·mol－1，ECl－Cl＝243kJ·mol－1，EH－Cl＝432kJ·mol－1，則ΔH＝EH－H＋ECl－Cl－2EH－Cl＝436kJ·mol－1＋243kJ·mol－1－2×432kJ·mol－1＝－185kJ·mol－1<0，該反應為放熱反應。8．電子數相同的微粒與等電子體是否相同？【細剖精析】電子數相同的微粒是指微粒中所有的電子數之和相同，但微粒中原子的數目不一定相同，如18電子的微粒有S2－、HS－、Cl－、Ar、K＋、Ca2＋、H2S、H2O2、N2H4、C2H6、CH3OH等。等電子體是指原子總數相等、價電子數相同的微粒，其電子總數不一定相同。如N2O與CO2，其原子數、價電子數、電子總數相等；SO2和O3其原子數相同、價電子數相同，但電子總數SO2為32，O3電子總數為24，顯然電子總數不同。9．C2H4比C2H6的化學性質活潑的原因是什么？【細剖精析】乙烯分子中含有π鍵，原子軌道重疊程度小，共價鍵不穩定，容易斷裂，而乙烷分子中都是σ鍵，原子軌道重疊程度大，共價鍵穩定，不容易斷裂。10．你能比較出HF、HCl、HBr、HI穩定性大小嗎？【細剖精析】HF>HCl>HBr>HI。因原子半徑：F<Cl<Br<I，故鍵長：H—F<H—Cl<H—Br<H—I，鍵能：H—F>H—Cl>H—Br>H—I，穩定性：HF>HCl>HBr>HI11．通常條件下，比較CH4和SiH4的穩定性誰強誰弱？【細剖精析】因為C—H鍵的鍵能大于Si—H鍵的鍵能，所以CH4比SiH4穩定。12．硅與碳同族，也有系列氫化物，但硅烷在種類和數量上都遠不如烷烴多，原因是什么？【細剖精析】C—C鍵和C—H鍵的鍵能比Si—H鍵和Si—Si鍵的鍵能都大，因此烷烴比較穩定，而硅烷中Si—Si鍵和Si—H鍵的鍵能較低，易斷裂，導致長鏈硅烷難以生成。13．SiH4的穩定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是什么？【細剖精析】C—H鍵的鍵能大于C—O鍵，C—H鍵比C—O鍵穩定，而Si—H的鍵能卻小于Si—O鍵，所以Si—H鍵不穩定而傾向于形成穩定性更強的Si—O鍵。14．氮元素和氯元素的電負性相同，二者對應單質的活潑性是否相同？【細剖精析】不同。N2中存在N≡N，氮氮三鍵的鍵能比較大，斷開氮氮三鍵需要較高的能量，故單質的活潑性：N2<Cl2。15．N2與H2在常溫下很難發生化學反應，必須在高溫下才能發生化學反應，而Cl2與H2很容易發生化學反應，為什么？【細剖精析】化學反應包括舊鍵斷裂和新鍵形成兩個過程，N2中存在氮氮三鍵，N≡N斷裂需要很高的能量，而Cl2中的Cl—Cl鍵斷裂需要的能量相對較低，故氯氣容易與氫氣發生反應。核核心知識梳理1．共價鍵的特征(1)共價鍵的飽和性①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相反的電子配對成鍵，這就是共價鍵的飽和性。②用電子排布圖表示HF分子中共用電子對的形成如下：③由以上分析可知，F原子與H原子間只能形成1個共價鍵，所形成的簡單化合物為HF而不是H2F。同理，H原子、F原子分別只能形成H2、F2，不能形成H3、F3。④共價鍵的飽和性決定了各種原子形成分子時相互結合的數量關系。(2)共價鍵的方向性共價鍵形成時，兩個參與成鍵的原子軌道總是盡可能沿著電子出現概率最大的方向重疊，而且原子軌道重疊越多，電子在兩核間出現的概率越大，形成的共價鍵就越牢固。電子所在的原子軌道都有一定的形狀，所以要達到最大重疊，共價鍵必然有方向性。共價鍵的方向性決定了分子的空間結構，并不是所有共價鍵都具有方向性，如兩個s軌道上的電子形成的共價鍵就沒有方向性。2．σ鍵與π鍵的比較共價鍵類型σ鍵π鍵電子云重疊方式沿鍵軸方向相對重疊沿鍵軸方向平行重疊電子云重疊部位兩原子核之間，在鍵軸處鍵軸上方和下方，鍵軸處為零電子云重疊程度大小示意圖鍵的強度較大較小化學活潑性不活潑活潑成鍵規律共價單鍵是σ鍵；共價雙鍵中一個是σ鍵，一個是π鍵；共價三鍵中一個是σ鍵，兩個是π鍵3．對于σ鍵和π鍵應特別注意的問題(1)s軌道與s軌道形成σ鍵時，電子并不是只在兩核間運動，只是電子在兩核間出現的概率大。(2)因s軌道是球形的，故s軌道與s軌道形成σ鍵時，無方向性。兩個s軌道只能形成σ鍵，不能形成π鍵。(3)兩個原子間可以只形成σ鍵，但不能只形成π鍵。4．共價鍵參數的應用(1)鍵能的應用①表示共價鍵的強弱鍵能越大，斷開化學鍵時需要的能量越多，化學鍵越穩定。②判斷分子的穩定性結構相似的分子中，共價鍵的鍵能越大，分子越穩定。③判斷化學反應的能量變化在化學反應中，舊化學鍵的斷裂吸收能量，新化學鍵的形成釋放能量，因此反應焓變與鍵能的關系為ΔH＝反應物鍵能總和－生成物鍵能總和；ΔH＜0時，為放熱反應；ΔH＞0時，為吸熱反應。(2)鍵長的應用①一般鍵長越短，鍵能越大，共價鍵越穩定，分子越穩定。②鍵長的比較方法a．根據原子半徑比較，同類型的共價鍵，成鍵原子的原子半徑越小，鍵長越短。b．根據共用電子對數比較，相同的兩個原子間形成共價鍵時，單鍵鍵長＞雙鍵鍵長＞三鍵鍵長。(3)鍵角的應用①鍵長和鍵角決定分子的空間結構。②常見分子的鍵角與分子空間結構化學式結構式鍵角空間結構CO2O=C=O180°直線形NH3107°三角錐形H2O105°V形BF3120°平面三角形CH4109°28′正四面體形5．共價鍵強弱的判斷(1)由原子半徑和共用電子對數判斷：成鍵原子的原子半徑越小，共用電子對數越多，則共價鍵越牢固，含有該共價鍵的分子越穩定。(2)由鍵能判斷：共價鍵的鍵能越大，共價鍵越牢固，破壞共價鍵消耗的能量越大。(3)由鍵長判斷：共價鍵的鍵長越短，共價鍵越牢固，破壞共價鍵消耗的能量越大。(4)由電負性判斷：元素的電負性越大，該元素的原子對共用電子對的吸引力越大，形成的共價鍵越穩定。6．等電子體的應用(1)利用等電子原理可以判斷一些簡單分子或離子的立體構型。如NH3和H3O＋，原子總數和價電子總數都相等，其立體構型相同(三角錐形)；SiCl4、SOeq\o\al(2－,4)、SiOeq\o\al(4－,4)、POeq\o\al(3－,4)等的原子數目和價電子總數都相等，互為等電子體，都呈正四面體形。(2)應用于制造新材料。等電子體不僅有相似的立體構型，而且有相似的性質。如晶體硅、鍺是良好的半導體材料，它們的等電子體AlP、GaAs也都是良好的半導體材料。(3)利用等電子原理針對某物質找等電子體。等電子體的價電子總數相同，而組成原子的核外電子總數不一定相同，如CO2和CS2。易錯易錯通關基礎練1．下列關于有機化合物中化學鍵的說法不正確的是A．烷烴中的化學鍵均為σ鍵B．CH3CH2Br中C—H鍵的極性比C—Br鍵的極性弱C．乙烯分子中含有極性鍵和非極性鍵D．1個丙炔分子中含有5個σ鍵和3個π鍵2．下列有關化學鍵類型的判斷正確的是A．共價化合物中也可以存在離子鍵B．全部由非金屬元素構成的化合物也可以存在離子鍵C．已知乙烯的結構式為CH2=CH2，則分子中存在4個σ鍵(C－H)和2個π鍵(C=C)D．乙烷分子中6個C－H鍵都為σ鍵，1個C－C鍵為π鍵3．下列物質中存在共價鍵的是A．NaOH B．Na2O C．MgCl2 D．KCl4．下列關于化合物的說法正確的是A．只含有共價鍵的物質一定是共價化合物B．由兩種原子組成的純凈物一定是化合物C．共價化合物熔化時破壞共價鍵D．熔融狀態下不導電的化合物一定是共價化合物5．以下變化中只是共價鍵被破壞的是A．氫氧化鈉溶于水 B．溴溶于四氯化碳C．氯化銨受熱分解 D．金剛石熔化6．下列不屬于共價鍵成鍵因素的是A．兩原子體積大小要適中 B．共用的電子必須配對C．成鍵后體系能量降低，趨于穩定 D．共用電子對在兩原子核之間高概率出現7．下列關于共價鍵的描述正確的是A．兩個原子的單電子若自旋方向相同，則兩兩配對可形成共價鍵B．原子軌道具有一定的伸展方向，所形成的共價鍵都具有方向性C．兩個原子的p軌道不僅能形成σ鍵，也能形成π鍵D．氣體單質中一定存在σ鍵，可能存在π鍵8．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”方式重疊構建而成的是A．H2 B．Cl2 C．NaH D．HF易錯易錯通關能力練1．下列關于化學鍵和化合物的說法正確的是A．化學鍵是使離子或原子相結合的強烈的相互作用B．含有共價鍵的化合物一定是共價化合物C．凡是有化學鍵斷裂的過程一定發生了化學反應D．由金屬元素和非金屬元素組成的化合物一定是離子化合物EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT42．一定條件下，氨氣和氟氣發生反應：4NH3+3F2→NF3+3NH4F，其中產物NF3分子結構和NH3相似。下列有關說法錯誤的是A．NF3分子含有極性共價鍵 B．NF3屬于共價化合物C．氧化劑與還原劑物質的量之比3：1 D．上述反應中，反應物和生成物均屬于共價分子3．下列說法正確的是A．二氧化硅，碳化硅和金剛石中只存在共價鍵，都是共價化合物B．CCl4和NaCl兩種分子中，每個原子的最外層都具有8電子穩定結構C．NH3溶于水，既有共價鍵的斷裂，也有共價鍵和離子鍵的形成D．醋酸鈉溶于水，破壞了離子鍵和共價鍵4．科學家已獲得極具理論研究意義的N4分子，其結構為正四面體（如下圖所示），與白磷分子相似。已知斷裂1molNN鍵吸收193kJ熱量，形成1molN≡N叁鍵放出941kJ熱量，則A．N4分子中含有4個NN鍵B．N4是一種新型的化合物C．N4和N2互為同位素D．1molN4氣體轉化為N2時放出724kJ能量5．過氧化氫（）溶液俗稱雙氧水，醫療上常用3%的雙氧水進行傷口消毒。能與反應生成，的分子結構如圖所示。下列說法錯誤的是（

）A．的結構式為B．為含有極性鍵和非極性鍵的共價化合物C．與在水溶液中反應的離子方程式為D．與反應過程中有共價鍵斷裂，同時有共價鍵和離子鍵形成EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT46．氮及其化合物的轉化過程如圖所示。下列分析合理的是(

)A．N2與H2反應生成NH3的原子利用率為100%B．催化劑a表面發生了極性共價鍵的斷裂和形成C．在催化劑b表面形成氮氧鍵時，不涉及電子轉移D．催化劑a、b不僅能改變反應速率，還能提高反應的平衡轉化率7．下列說法不正確的是A．σ鍵是軸對稱的，π鍵是鏡像對稱的B．在氣體單質中，一定有σ鍵，可能有π鍵C．兩個原子間形成共價鍵時，最多有一個σ鍵D．乙烯中C=C鍵的鍵能小于乙烷中C－C鍵的鍵能的2倍8．關于有機化合物中的共價鍵下列說法中，不正確的是A．有機化合物的共價鍵有兩種基本類型：σ鍵和π鍵B．不同成鍵原子間電負性差異越大，共用電子對偏移的程度越大，共價鍵