資源簡介

基礎課時6　共價鍵
學習目標　1.認識原子間通過原子軌道重疊形成共價鍵，了解共價鍵具有飽和性和方向性，并建立共價鍵的模型。
2.知道根據原子軌道的重疊方式，認識σ鍵和π鍵的特征和區別，能說明C2H6，C2H4和C2H2等分子的成鍵類型。
一、共價鍵的基本概念
(一)知識梳理
1.共價鍵的定義、本質及形成條件
(1)定義：原子間通過共用電子對所形成的相互作用。
(2)本質：原子間通過共用電子對(即原子軌道重疊)產生的強烈作用。
(3)形成條件：通常，電負性相同或差值小(一般小于1.7)的非金屬元素原子之間或某些金屬元素原子與非金屬元素原子之間形成共價鍵。
2.共價鍵的特征
(1)飽和性
①含義：一個原子有幾個未成對電子，便可和幾個自旋方向相反的電子配對成鍵，這就是共價鍵的飽和性。
②作用：共價鍵的飽和性決定了分子的組成，即原子形成分子時相互結合的數量關系。
(2)方向性
①含義：兩個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，電子在兩核間出現概率越大，形成的共價鍵越牢固。電子所在的原子軌道都是有一定的形狀的，這就是共價鍵的方向性。
②作用：共價鍵的方向性決定了分子的空間結構。
(二)問題探究
問題1　哪些原子之間可以形成共價鍵？
提示　非金屬原子間或非金屬與不活潑金屬原子間成鍵(成鍵原子的電負性差值較小，一般小于1.7)。AlCl3等所含的化學鍵為共價鍵。
問題2　所有的共價鍵都具有飽和性，是不是所有的共價鍵都有方向性，請舉例說明。
提示　不是的，兩個s軌道重疊的共價鍵沒有方向性。因為s軌道為球形，無論從什么方向發生原子軌道重疊，重疊程度都相同。
問題3　NH3分子中為什么N原子是1個，而H原子為3個？
提示　N和H原子的電子式分別為和H，N原子最外層有3個未成對電子，H原子有1個未成對電子，形成共價鍵時每個N原子只需與3個H原子分別形成3個共用電子對即可達到穩定狀態，共價鍵達到飽和，從而決定了分子中H原子個數。
【探究歸納】
(1)所有共價化合物中都存在共價鍵，包括非金屬氧化物、非金屬氫化物、酸、大多數有機物等，除稀有氣體外，非金屬單質中都存在共價鍵。離子化合物中若陰、陽離子都是單核離子則只有離子鍵，如NaCl、K2S等，只要有多核離子，則多核離子內的原子間一定存在共價鍵。如NaOH中存在O—H。
(2)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。共價鍵的方向性決定了分子的空間結構。但并不是所有共價鍵都具有方向性，如兩個s軌道形成共價鍵時就沒有方向性。
1.共價鍵具有飽和性和方向性，下列有關敘述不正確的是(　　)
A.共價鍵的飽和性是由成鍵原子的未成對電子數決定的
B.共價鍵的方向性與成鍵原子的軌道的伸展方向有關
C.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
D.共價鍵的飽和性與原子軌道的重疊程度有關
答案　D
解析　一般地，原子的未成對電子一旦配對成鍵，就不再與其他原子的未成對電子配對成鍵了，故共價鍵的飽和性由原子的未成對電子數決定，共價鍵的飽和性也就決定了各種原子形成分子時相互結合的數量關系，故A、C正確，D錯誤；形成共價鍵時，原子軌道重疊的程度越大，共價鍵越穩定，原子軌道都有一定的形狀，要達到最大重疊，共價鍵必然有方向性，故B正確。
2.下列分子的結構式與共價鍵的飽和性不相符的是(　　)
A.H2O2：H—O===O—H
B.N2H4：
C.C2H5SH：
D.SiHCl3：
答案　A
解析　由共價鍵的飽和性可知：C、Si均形成4個共價鍵，H、Cl均形成1個共價鍵，N形成3個共價鍵，O、S均形成2個共價鍵。A項中O原子間是雙鍵，且每個氧原子與1個氫原子形成1個單鍵，則每個氧原子形成3個共價鍵，與其飽和性不相符。
3.下列說法正確的是(　　)
A.所有的原子軌道都具有一定的伸展方向，因此所有的共價鍵都具有方向性
B.某原子跟其他原子形成共價鍵時，其共價鍵數一定等于該元素原子的價電子數
C.基態C原子有兩個未成對電子，所以最多只能形成2個共價鍵
D.1個S原子最多只能與2個H原子結合形成H2S分子，是由共價鍵的飽和性決定的
答案　D
解析　s軌道電子在形成共價鍵時，沒有方向性，則不是所有的共價鍵都具有方向性，故A錯誤；某原子跟其他原子形成共價鍵時，其共價鍵數不一定等于該元素原子的價電子數，例如水分子中氧原子形成2個H—O，但氧原子的價電子數是6，故B錯誤；基態C原子的價電子數為4，可以形成4個共價鍵，如CH4中含有4個C—H，故C錯誤；S原子最外層有6個電子，未成對電子數為2，則 1個S原子最多只能與2個H原子結合形成H2S分子，這是由共價鍵的飽和性決定的，故D正確。
二、σ鍵和π鍵
(一)知識梳理
1.σ鍵
形成 由成鍵原子的s軌道或p軌道重疊形成
類 型 s－s型 H—H的s－s σ鍵的形成
s－p型 H—Cl的s－p σ鍵的形成
p－p型 Cl—Cl的p－p σ鍵的形成
特征 ①軸對稱：以形成化學鍵的兩原子核的連線為軸做旋轉操作，共價鍵的電子云的圖形不變； ②σ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－p π鍵 p－p π鍵的形成
特征 ①鏡面對稱：每個π鍵的電子云由兩塊組成，它們互為鏡像； ②π鍵不能旋轉；不如σ鍵牢固，較易斷裂
3.σ鍵與π鍵的比較
共價鍵類型 σ鍵 π鍵
原子軌道重疊方式 “頭碰頭”重疊 “肩并肩”重疊
原子軌道重疊部位 兩原子核之間， 在鍵軸處 鍵軸上方和下 方，鍵軸處為零
原子軌道重疊程度 大 小
鍵的強度 較大 較小
活潑性 不活潑 活潑
4.判斷σ鍵、π鍵的一般規律
共價單鍵為σ鍵；共價雙鍵中有一個σ(或π)鍵，另一個是π(或σ)鍵；共價三鍵由一個σ鍵和兩個π鍵構成。
(二)問題探究
問題1　為什么乙烷分子中的碳碳單鍵可以旋轉，而乙烯分子中的碳碳雙鍵和乙炔分子中的碳碳三鍵不能旋轉？
提示　碳碳單鍵為σ鍵，σ鍵可以旋轉；碳碳雙鍵和碳碳三鍵都含有π鍵，是p軌道與p軌道肩并肩形成，因此無法旋轉。
問題2　C和Si最外層均有4個電子，但為什么碳與碳原子之間可以形成碳碳雙鍵和碳碳三鍵，而硅與硅原子之間較難形成硅硅雙鍵和硅硅三鍵？
提示　從σ鍵和π鍵的成因角度分析。π鍵是兩原子軌道以“肩并肩”的方式重疊形成的，Si 的原子半徑大于C的，因此p軌道較難以“肩并肩”的方式進行重疊，所以Si難形成雙鍵和三鍵。不僅Si 如此，當成鍵原子半徑越大時π鍵越難形成。
【探究歸納】
(1)兩個s軌道只能形成σ鍵，不能形成π鍵。
(2)兩原子形成共價鍵時，先形成σ鍵，然后才能形成π鍵。所以兩原子間可以只形成σ鍵，但不能只形成π鍵，即多原子分子中一定含有σ鍵，可能含有π鍵。
1.下列關于σ鍵和π鍵的理解不正確的是(　　)
A.σ鍵能單獨形成，而π鍵一定不能單獨形成
B.σ鍵可以繞鍵軸旋轉，π鍵一定不能繞鍵軸旋轉
C.雙鍵中一定有1個σ鍵和1個π鍵，三鍵中一定有1個σ鍵和2個π鍵
D.氣體單質中一定存在σ鍵，可能存在π鍵
答案　D
解析　共價單鍵中只含σ鍵，共價雙鍵和共價三鍵中含π鍵和σ鍵，所以π鍵一定不能單獨形成，A正確；σ鍵為軸對稱，π鍵為鏡面對稱，則σ鍵可以繞鍵軸旋轉，π鍵不能繞鍵軸旋轉，B正確；雙鍵中一定有1個σ鍵和1個π鍵，三鍵中一定有1個σ鍵和2個π鍵，C正確；稀有氣體是單原子分子，分子中不存在化學鍵，也就不存在σ鍵，所以氣體單質中不一定存在σ鍵，D錯誤。
2.比較下列共價鍵的形成過程，其中形成的是π鍵的是(　　)
答案　A
解析　選項A是2個p軌道“肩并肩”重疊形成的π鍵；選項B是s軌道與p軌道重疊形成的σ鍵；選項C是2個p軌道重疊形成的σ鍵；選項D是2個s軌道重疊形成的σ鍵。
3.下列分子中既含σ鍵，又含π鍵的是(　　)
A B C D
水 乙醇 氨 乙醛
答案　D
解析　水分子中只有單鍵，全部是σ鍵，A不符合；乙醇分子中只有單鍵，全部是σ鍵，B不符合；氨氣分子中只有單鍵，全部是σ鍵，C不符合；乙醛分子中含有單鍵和碳氧雙鍵，既含σ鍵，又含π鍵，D符合。
4.1 mol乙酸分子中含有的σ鍵數目為__________________。一個化合物分子中有______________個σ鍵和____________π鍵。
答案　7NA　9　3
解析　1 mol乙酸分子中含有3 mol C—H、1 mol H—O、1 mol C—O、1 mol C—C和1 mol C===O，故1 mol乙酸含有7 mol σ鍵。4個碳原子分別與4個H原子形成4個σ鍵，C與C原子形成3個σ鍵，2個C原子與2個O原子形成2個σ鍵，所以共形成9個σ鍵；C與C原子形成1個π鍵，2個C原子與2個O原子間形成2個π 鍵，所以共形成3個π鍵。
A級　合格過關練
選擇題只有1個選項符合題意
(一)共價鍵的基本概念
1.下列每組物質中含有的化學鍵類型相同的是(　　)
A.NaCl、HCl、H2O、NaOH
B.Cl2、Na2S、HCl、SO2
C.HBr、CO2、H2O、CS2
D.O2、Cl2、O3、He
答案　C
解析　NaCl中含有離子鍵，HCl與H2O分子中含有共價鍵，NaOH中含有離子鍵和共價鍵，故A不符合題意；Cl2、HCl與SO2分子中含有共價鍵，Na2S中含有離子鍵，故B不符合題意；HBr、CO2、H2O與CS2分子中含的化學鍵都是共價鍵，故C符合題意；O2、Cl2與O3分子中含有共價鍵，He分子中不存在化學鍵，故D不符合題意。
2.下列不屬于共價鍵成鍵因素的是(　　)
A.共用電子對在兩原子核之間高概率出現
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.兩原子核的體積大小要適中
答案　D
解析　兩原子形成共價鍵時電子云發生重疊，即共用電子對在兩原子核之間出現的概率更高；兩原子電子云重疊越多，鍵越牢固，體系的能量也越低；原子核的體積大小與能否形成共價鍵無必然聯系。故D項不是共價鍵形成的因素。
3.下列說法中，錯誤的是(　　)
A.若把H2O分子寫成H3O，違背了共價鍵的飽和性
B.H3O＋的存在說明共價鍵不具有飽和性
C.H—O—O—H中的共價鍵都有方向性，但并非所有共價鍵都有方向性
D.已知N2的分子結構是N≡N，兩個N 原子間原子軌道發生重疊后，電子不是只存在于兩核之間
答案　B
解析　O原子有兩個未成對電子根據共價鍵的飽和性形成的氫化物為H2O，A項正確；H2O能結合1個H＋形成H3O＋，不能說明共價鍵不具有飽和性，B項錯誤；H2分子中的 H—H沒有方向性，C 項正確；兩個原子軌道發生重疊后，電子只是在兩核之間出現的概率大，不是只出現在兩原子核之間，D 項正確。
4.(2023·贛州高二質檢)下列關于共價鍵的說法不正確的是(　　)
A.共價鍵是通過共用電子對形成的
B.形成共價鍵的原子對應元素的電負性相同或相差不大
C.一般情況下，一個原子有幾個未成對電子就會與幾個自旋相反的未成對電子成鍵
D.共價鍵是通過共用電子對的相互吸引形成，不屬于電性作用
答案　D
解析　通常情況下，電負性相同或相差不大的元素原子通過共用電子對形成共價鍵，A、B正確；共價鍵具有飽和性，一般一個原子有幾個未成對電子就會與幾個自旋相反的未成對電子成鍵，C正確；共價鍵是原子之間通過共用電子對形成，是一種電性作用，D錯誤。
(二)σ鍵和π鍵
5.下列分子中只存在σ鍵的是(　　)
A.CO2 B.CH4
C.C2H4 D.C2H2
答案　B
解析　CO2的結構式為O===C===O，含有σ鍵和π鍵，A錯誤；CH4中C和H以單鍵相連，只存在σ鍵，B正確；C2H4為乙烯，其結構簡式為CH2===CH2，含有σ鍵和π鍵，C錯誤；C2H2為乙炔，含有碳碳三鍵，含有σ鍵和π鍵，D錯誤。
6.具有下列電子排布式的原子中，不能形成π鍵的是(　　)
A.1s22s22p63s23p4 B.1s22s22p3
C.1s22s22p63s1 D.1s22s22p2
答案　C
解析　根據電子排布式可知四種原子分別是S、N、Na、C，其中Na是活潑金屬，在化學反應中易失去一個電子，形成的是離子鍵，而π鍵是共價鍵中的一種，S、N、C均能形成π鍵，答案選C。
7.下列說法正確的是(　　)
A.π鍵是由兩個原子的p軌道“頭碰頭”重疊形成的
B.σ鍵是鏡面對稱，而π鍵是軸對稱
C.乙烷分子中的共價鍵全為σ鍵，而乙烯分子中含σ鍵和π鍵
D.H2分子中只含σ鍵，而Cl2分子中還含π鍵
答案　C
解析　π鍵是由兩個原子的p軌道“肩并肩”重疊形成的，故A錯誤；σ鍵是軸對稱，而π鍵是鏡面對稱，故B錯誤；乙烷分子的結構簡式為CH3CH3，分子中共價鍵全為σ鍵，而乙烯分子的結構簡式為CH2===CH2，分子中含σ鍵和π鍵，故C正確；H2分子、Cl2分子中的共價鍵都為單鍵，分子中都只含σ鍵，故D錯誤。
8.根據氫原子和氟原子的核外電子排布，對F2和HF分子中形成的共價鍵描述正確的是(　　)
A.兩者都為s－sσ鍵
B.兩者都為p－pσ鍵
C.前者為p－pσ鍵，后者為s－pσ鍵
D.前者為s－sσ鍵，后者為s－pσ鍵
答案　C
解析　氫原子的核外電子排布式為1s1，氟原子的核外電子排布式為1s22s22p5，p軌道上有1個未成對的p電子。F2中的共價鍵是由兩個氟原子未成對的p電子重疊形成的p－pσ鍵，HF中的共價鍵是由氫原子中的s軌道與氟原子中的p軌道形成的s－pσ鍵，C正確。
9.下列說法正確的是(　　)
A.σ鍵強度小，容易斷裂，而π鍵強度較大，不易斷裂
B.共價鍵都具有方向性
C.π鍵是由兩個原子的p軌道“頭碰頭”重疊形成的
D.兩個原子之間形成共價鍵時，最多有一個σ鍵
答案　D
解析　一般σ鍵比π鍵更穩定，不易斷裂，A項錯誤；s－sσ鍵無方向性，B項錯誤；原子軌道以“頭碰頭”方式相互重疊形成的共價鍵為σ鍵，π鍵是由兩個原子的p軌道“肩并肩”重疊形成的，C項錯誤；兩個原子之間形成共價鍵時，單鍵為σ鍵，雙鍵和三鍵中都只有一個σ鍵，所以兩個原子之間形成共價鍵時，最多有一個σ鍵，D項正確。
10.某有機物的結構簡式為CH2===CHC≡CH，則該有機物分子中含有σ鍵和π鍵的數目分別為(　　)
A.6、3 B.7、3
C.7、4 D.6、4
答案　B
解析　單鍵全部為σ鍵，雙鍵中有1個σ鍵和1個π鍵，三鍵中有1個σ鍵和2個π鍵，故該有機物分子中σ鍵總數為7，π鍵總數為3，B項正確。
11.下列關于σ鍵和π鍵的說法中，不正確的是(　　)
A.σ鍵和π鍵能同時存在于同一個分子中
B.σ鍵是原子軌道“頭碰頭”重疊形成的，π鍵是原子軌道“肩并肩”重疊形成的
C.乙烯分子中含有5個σ鍵和1個π鍵
D.H2分子中只存在σ鍵，N2分子中只存在π鍵
答案　D
解析　σ鍵和π鍵能同時存在于同一個分子中，如N2分子中含有1個σ鍵和2個π鍵，A正確；σ鍵是原子軌道“頭碰頭”重疊形成的，π鍵是原子軌道“肩并肩”重疊形成的，B正確；單鍵為σ鍵，雙鍵中有1個σ鍵和1個π鍵，乙烯分子的結構式為，含有5個σ鍵和1個π鍵，C正確；H2分子的結構式為H—H，單鍵為σ鍵，H2分子中只存在σ鍵，N2分子中含有1個σ鍵和2個π鍵，D錯誤。
12.如下圖，寫出下列價鍵的名稱，并各舉一例說明含有這種價鍵類型的物質。
化學鍵 ① ② ③ ④
類型
舉例
答案　
化學鍵 ① ② ③ ④
類型 s－s σ鍵 s－p σ鍵 p－p σ鍵 p－p π鍵
舉例 H2 HCl Cl2 N2
B級　素養培優練
13.(2023·鶴崗高二質檢)下列有機化合物中σ鍵與π鍵個數比為3∶2的是(　　)
A.CH3CH3 B.CH2===CH2
C.CH≡CH D.CH4
答案　C
解析　CH3CH3中有7個σ鍵，沒有π鍵，A錯誤；CH2===CH2中有5個σ鍵和1個π鍵，B錯誤；HC≡CH中有3個σ鍵和2個π鍵，則σ鍵與π鍵個數比為3∶2，C正確；CH4中有4個σ鍵，沒有π鍵，D錯誤。
14.(2023·運城高二期中)下列物質的分子中既有σ鍵又有π鍵的是(　　)
A.NH3 B.HClO
C.C2H2 D.H2O2
答案　C
解析　NH3的結構中只存在N—H共價單鍵，共價單鍵都是σ鍵，不存在π鍵，A不符合題意；HClO的結構中O原子分別與H、Cl原子形成H—O共價單鍵和O—Cl共價單鍵，B不符合題意；C2H2的結構式為H—C≡C—H，C—H共價單鍵是σ鍵，而碳碳三鍵中有一個σ鍵和2個π鍵，所以C2H2分子含有σ鍵和π鍵，C符合題意；H2O2分子中2個O原子形成O—O共價單鍵，每個O原子分別與1個H原子形成H—O共價單鍵，D不符合題意。
15.(2023·安陽高二質檢)共價鍵具有飽和性和方向性，下列有關敘述不正確的是(　　)
A.共價鍵的飽和性是由成鍵原子的未成對電子數決定的
B.共價鍵的方向性是由成鍵原子軌道的方向性決定的
C.共價鍵的飽和性決定了分子內部原子的數量關系
D.共價鍵的方向性與原子軌道的重疊程度有關
答案　D
解析　共價鍵的方向性是由成鍵原子軌道的方向性決定的，與原子軌道的重疊程度無關。
16.下列說法不正確的是(　　)
A.共價鍵一定有原子軌道的重疊
B.在CH2===CH—C≡N分子中含6個σ鍵，3個π鍵
C.2個原子形成的多重共價鍵中，只能有一個是σ鍵，而π鍵可以是一個或多個
D.s軌道與s軌道間形成的鍵一定是σ鍵，p軌道與p軌道間形成的鍵一定是π鍵
答案　D
解析　由兩個原子的p軌道以“頭碰頭”方式相互重疊形成的共價鍵為σ鍵，以“肩并肩”方式相互重疊形成的共價鍵為π鍵；σ鍵的電子云圖形是軸對稱的，而π鍵的電子云圖形是鏡面對稱的；分子中所有的共價單鍵都是σ鍵，共價雙鍵中有一個σ鍵、一個π鍵，共價三鍵中有一個σ鍵，兩個π鍵。
17.(2023·黃岡高二聯考)如圖表示不同類型共價鍵形成時電子云重疊情況：
(1)其中形成的化學鍵屬于軸對稱的有____________。
(2)下列物質中，通過方式①化學鍵形成的是____________(填字母，下同)；通過方式②化學鍵形成的是____________；只通過方式③化學鍵形成的是____________；同時含有③④⑤三種方式化學鍵的物質是____________。
A.Cl2 B.HCl
C.N2 D.H2
(3)某有機物分子的結構簡式為，該分子中有________個σ鍵，有________個π鍵，有________種極性鍵，________(填“有”或“沒有”)非極性鍵。
答案　(1)①②③　(2)D　B　A　C　(3)8　2　4　有
解析　(1)形成的化學鍵屬于軸對稱的有兩個s軌道以頭碰頭的方式發生重疊形成穩定的σ鍵，s軌道與p軌道以頭碰頭的方式發生重疊形成穩定的σ鍵，兩個p軌道以頭碰頭的方式發生重疊形成穩定的σ鍵；故選①②③。(2)方式①兩個s軌道以頭碰頭的方式發生重疊形成穩定的σ鍵，為氫氣，選D；方式②s軌道與p軌道以頭碰頭的方式發生重疊形成穩定的σ鍵，為氯化氫，選B；只通過方式③兩個p軌道以頭碰頭的方式發生重疊形成穩定的σ鍵，為氯氣，選A；同時含有③④⑤三種方式形成化學鍵的物質是氮氣，兩個氮原子通過2p軌道形成σ鍵，同時兩對p軌道以肩并肩的方式形成2個π鍵，選C。(3)
中存在碳氫鍵、碳碳雙鍵、碳碳單鍵、碳氧雙鍵、碳氧鍵、氫氧鍵，在一個該分子中有8個σ鍵，碳碳雙鍵、碳氧雙鍵中有2個π鍵，碳氫鍵、碳氧雙鍵、碳氧鍵、氫氧鍵中有4種極性鍵，碳碳單鍵中有非極性鍵。
18.回答下列問題：
(1)1 mol CO2中含有的σ鍵數目為_________________________________________。
(2)已知CO和CN－與N2結構相似，CO分子內σ鍵與π鍵個數之比為____________。HCN分子中σ鍵與π鍵數目之比為____________。
(3)肼(N2H4)分子可視為NH3分子中的一個氫原子被—NH2(氨基)取代形成的另一種氮的氫化物。肼可用作火箭燃料，燃燒時發生的反應：N2O4(l)＋2N2H4(l)===3N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－1 038.7 kJ·mol－1，若該反應中有4 mol N—H斷裂，則形成的π鍵有________ mol。
(4)C、H兩種元素形成的化合物其相對分子質量為28，該分子中σ鍵與π鍵的個數比為_______________________________________________________。
(5)1 mol乙醛()分子中含σ鍵的數目為____________個，1個CO(NH2)2分子中含有σ鍵的個數為____________。
(6)CH4、NH3、H2O、HF分子中σ鍵由多到少的順序是____________。
答案　(1)2NA(或1.204×1024)　(2)1∶2　1∶1　(3)3　(4)5∶1　(5)6NA(或3.612×1024)　7　(6)CH4＞NH3＞H2O＞HF
解析　(1)CO2分子內含有碳氧雙鍵，雙鍵中一個是σ鍵，另一個是π鍵，則1 mol CO2中含有的σ鍵個數為2NA；(2)N2的結構式為N≡N，推知CO結構式為C≡O，含有1個σ鍵、2個π鍵，故此處填1∶2；CN－結構式為[C≡N]－，HCN分子結構式為H—C≡N，HCN分子中σ鍵與π鍵均為2個，故此處填1∶1；(3)反應中有4 mol N—H斷裂，即有1 mol N2H4參加反應，則生成N21.5 mol，1個N2中含2個π鍵，故形成的π鍵有3 mol；(4)設分子式為CmHn，則12m＋n＝28，則m＝2，n＝4，即C2H4，結構式為，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，故此處填5∶1；(5)乙醛的結構簡式為，1個乙醛中含6個σ鍵，故1 mol乙醛中含有σ鍵6 mol，即6NA個，CO(NH2)2的結構簡式為，1個CO(NH2)2分子中含有7個σ鍵；(6)CH4、NH3、H2O、HF中的σ鍵數目分別為4、3、2、1，故σ鍵數目由多到少的順序是CH4＞NH3＞H2O＞HF。基礎課時6　共價鍵
學習目標　1.認識原子間通過原子軌道重疊形成共價鍵,了解共價鍵具有飽和性和方向性,并建立共價鍵的模型。
2.知道根據原子軌道的重疊方式,認識σ鍵和π鍵的特征和區別,能說明C2H6,C2H4和C2H2等分子的成鍵類型。
一、共價鍵的基本概念
(一)知識梳理
1.共價鍵的定義、本質及形成條件
(1)定義:原子間通過　　　　　　所形成的相互作用。
(2)本質:原子間通過　　　　　　(即原子軌道重疊)產生的強烈作用。
(3)形成條件:通常,電負性相同或差值小(一般小于1.7)的非金屬元素原子之間或某些金屬元素原子與非金屬元素原子之間形成共價鍵。
2.共價鍵的特征
(1)飽和性
①含義:一個原子有幾個未成對電子,便可和幾個自旋方向相反的電子配對成鍵,這就是共價鍵的飽和性。
②作用:共價鍵的飽和性決定了分子的　　　　　　　　　　, 即原子形成分子時相互結合的數量關系。
(2)方向性
①含義:兩個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,電子在兩核間出現概率越大,形成的共價鍵越牢固。電子所在的原子軌道都是有一定的形狀的,這就是共價鍵的方向性。
②作用:共價鍵的方向性決定了分子的　　　　　　　　　　。
(二)問題探究
問題1　哪些原子之間可以形成共價鍵
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
問題2　所有的共價鍵都具有飽和性,是不是所有的共價鍵都有方向性,請舉例說明。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
問題3　NH3分子中為什么N原子是1個,而H原子為3個
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【探究歸納】
(1)所有共價化合物中都存在共價鍵,包括非金屬氧化物、非金屬氫化物、酸、大多數有機物等,除稀有氣體外,非金屬單質中都存在共價鍵。離子化合物中若陰、陽離子都是單核離子則只有離子鍵,如NaCl、K2S等,只要有多核離子,則多核離子內的原子間一定存在共價鍵。如NaOH中存在O—H。
(2)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。共價鍵的方向性決定了分子的空間結構。但并不是所有共價鍵都具有方向性,如兩個s軌道形成共價鍵時就沒有方向性。
1.共價鍵具有飽和性和方向性,下列有關敘述不正確的是 (　　)
A.共價鍵的飽和性是由成鍵原子的未成對電子數決定的
B.共價鍵的方向性與成鍵原子的軌道的伸展方向有關
C.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
D.共價鍵的飽和性與原子軌道的重疊程度有關
2.下列分子的結構式與共價鍵的飽和性不相符的是 (　　)
A.H2O2:H—O==O—H
B.N2H4:
C.C2H5SH:
D.SiHCl3:
3.下列說法正確的是 (　　)
A.所有的原子軌道都具有一定的伸展方向,因此所有的共價鍵都具有方向性
B.某原子跟其他原子形成共價鍵時,其共價鍵數一定等于該元素原子的價電子數
C.基態C原子有兩個未成對電子,所以最多只能形成2個共價鍵
D.1個S原子最多只能與2個H原子結合形成H2S分子,是由共價鍵的飽和性決定的
二、σ鍵和π鍵
(一)知識梳理
1.σ鍵
形成 由成鍵原子的s軌道或p軌道重疊形成
類 型 s-s型 H—H的s-s σ鍵的形成
s-p型 H—Cl的s-p σ鍵的形成
p-p型 Cl—Cl的p-p σ鍵的形成
特征 ①軸對稱:以形成化學鍵的兩原子核的　　　　為軸做旋轉操作,共價鍵的電子云的圖形　　　　; ②σ鍵的強度較大
2.π鍵
形成 由兩個原子的p軌道“　　　　”重疊形成
p-p π鍵 p-p π鍵的形成
特征 ①　　　　對稱:每個π鍵的電子云由兩塊組成,它們互為　　　　; ②π鍵　　　　　　旋轉;不如σ鍵　　　　,較易　　　　
3.σ鍵與π鍵的比較
共價鍵類型 σ鍵 π鍵
原子軌道重疊方式 “頭碰頭”重疊 “肩并肩”重疊
原子軌道重疊部位 兩原子核之間,在鍵軸處 鍵軸上方和下方,鍵軸處為零
原子軌道重疊程度 大 小
鍵的強度 較大 較小
活潑性 不活潑 活潑
4.判斷σ鍵、π鍵的一般規律
共價單鍵為　　　　　　鍵;共價雙鍵中有一個　　　　鍵,另一個是　　　　鍵;共價三鍵由一個　　　　鍵和兩個　　　　鍵構成。
(二)問題探究
問題1　為什么乙烷分子中的碳碳單鍵可以旋轉,而乙烯分子中的碳碳雙鍵和乙炔分子中的碳碳三鍵不能旋轉
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
問題2　C和Si最外層均有4個電子,但為什么碳與碳原子之間可以形成碳碳雙鍵和碳碳三鍵,而硅與硅原子之間較難形成硅硅雙鍵和硅硅三鍵
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【探究歸納】
(1)兩個s軌道只能形成σ鍵,不能形成π鍵。
(2)兩原子形成共價鍵時,先形成σ鍵,然后才能形成π鍵。所以兩原子間可以只形成σ鍵,但不能只形成π鍵,即多原子分子中一定含有σ鍵,可能含有π鍵。
1.下列關于σ鍵和π鍵的理解不正確的是 (　　)
A.σ鍵能單獨形成,而π鍵一定不能單獨形成
B.σ鍵可以繞鍵軸旋轉,π鍵一定不能繞鍵軸旋轉
C.雙鍵中一定有1個σ鍵和1個π鍵,三鍵中一定有1個σ鍵和2個π鍵
D.氣體單質中一定存在σ鍵,可能存在π鍵
2.比較下列共價鍵的形成過程,其中形成的是π鍵的是 (　　)
3.下列分子中既含σ鍵,又含π鍵的是 (　　)
A B C D
水 乙醇 氨 乙醛
4.1 mol乙酸分子中含有的σ鍵數目為　　　　　　　　　　。
一個化合物分子中有　　　　　　　　　 個σ鍵和　　　　　　π鍵。
:課后完成　第二章　基礎課時6(共55張PPT)
第一節　共價鍵
基礎課時 　共價鍵
6
第二章
分子結構與性質
1.認識原子間通過原子軌道重疊形成共價鍵，了解共價鍵具有飽和性和方向性，并建立共價鍵的模型。
2.知道根據原子軌道的重疊方式，認識σ鍵和π鍵的特征和區別，能說明C2H6，C2H4和C2H2等分子的成鍵類型。
學習目標
一、共價鍵的基本概念
二、σ鍵和π鍵
目
錄
CONTENTS
課后鞏固訓練
一、共價鍵的基本概念
對點訓練
(一)知識梳理
1.共價鍵的定義、本質及形成條件
(1)定義：原子間通過____________所形成的相互作用。
(2)本質：原子間通過____________ (即原子軌道重疊)產生的強烈作用。
(3)形成條件：通常，電負性相同或差值小(一般小于1.7)的非金屬元素原子之間或某些金屬元素原子與非金屬元素原子之間形成共價鍵。
共用電子對
共用電子對
2.共價鍵的特征
(1)飽和性
①含義：一個原子有幾個未成對電子，便可和幾個自旋方向相反的電子配對成鍵，這就是共價鍵的飽和性。
②作用：共價鍵的飽和性決定了分子的______，即原子形成分子時相互結合的數量關系。
(2)方向性
①含義：兩個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，電子在兩核間出現概率越大，形成的共價鍵越牢固。電子所在的原子軌道都是有一定的形狀的，這就是共價鍵的方向性。
②作用：共價鍵的方向性決定了分子的__________。
組成
空間結構
(二)問題探究
問題1　哪些原子之間可以形成共價鍵？
提示　非金屬原子間或非金屬與不活潑金屬原子間成鍵(成鍵原子的電負性差值較小，一般小于1.7)。AlCl3等所含的化學鍵為共價鍵。
問題2　所有的共價鍵都具有飽和性，是不是所有的共價鍵都有方向性，請舉例說明。
提示　不是的，兩個s軌道重疊的共價鍵沒有方向性。因為s軌道為球形，無論從什么方向發生原子軌道重疊，重疊程度都相同。
問題3　NH3分子中為什么N原子是1個，而H原子為3個？
【探究歸納】
(1)所有共價化合物中都存在共價鍵，包括非金屬氧化物、非金屬氫化物、酸、大多數有機物等，除稀有氣體外，非金屬單質中都存在共價鍵。離子化合物中若陰、陽離子都是單核離子則只有離子鍵，如NaCl、K2S等，只要有多核離子，則多核離子內的原子間一定存在共價鍵。如NaOH中存在O—H。
(2)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。共價鍵的方向性決定了分子的空間結構。但并不是所有共價鍵都具有方向性，如兩個s軌道形成共價鍵時就沒有方向性。
1.共價鍵具有飽和性和方向性，下列有關敘述不正確的是(　　)
A.共價鍵的飽和性是由成鍵原子的未成對電子數決定的
B.共價鍵的方向性與成鍵原子的軌道的伸展方向有關
C.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
D.共價鍵的飽和性與原子軌道的重疊程度有關
D
解析　一般地，原子的未成對電子一旦配對成鍵，就不再與其他原子的未成對電子配對成鍵了，故共價鍵的飽和性由原子的未成對電子數決定，共價鍵的飽和性也就決定了各種原子形成分子時相互結合的數量關系，故A、C正確，D錯誤；形成共價鍵時，原子軌道重疊的程度越大，共價鍵越穩定，原子軌道都有一定的形狀，要達到最大重疊，共價鍵必然有方向性，故B正確。
2.下列分子的結構式與共價鍵的飽和性不相符的是(　　)
A
解析　由共價鍵的飽和性可知：C、Si均形成4個共價鍵，H、Cl均形成1個共價鍵，N形成3個共價鍵，O、S均形成2個共價鍵。A項中O原子間是雙鍵，且每個氧原子與1個氫原子形成1個單鍵，則每個氧原子形成3個共價鍵，與其飽和性不相符。
3.下列說法正確的是(　　)
A.所有的原子軌道都具有一定的伸展方向，因此所有的共價鍵都具有方向性
B.某原子跟其他原子形成共價鍵時，其共價鍵數一定等于該元素原子的價電子數
C.基態C原子有兩個未成對電子，所以最多只能形成2個共價鍵
D.1個S原子最多只能與2個H原子結合形成H2S分子，是由共價鍵的飽和性決定的
D
解析　s軌道電子在形成共價鍵時，沒有方向性，則不是所有的共價鍵都具有方向性，故A錯誤；某原子跟其他原子形成共價鍵時，其共價鍵數不一定等于該元素原子的價電子數，例如水分子中氧原子形成2個H—O，但氧原子的價電子數是6，故B錯誤；基態C原子的價電子數為4，可以形成4個共價鍵，如CH4中含有4個C—H，故C錯誤；S原子最外層有6個電子，未成對電子數為2，則 1個S原子最多只能與2個H原子結合形成H2S分子，這是由共價鍵的飽和性決定的，故D正確。
二、σ鍵和π鍵
對點訓練
(一)知識梳理
1.σ鍵
連線
不變
2.π鍵
形成 由兩個原子的p軌道“________”重疊形成
p－p π鍵
p－p π鍵的形成
特征 ①______對稱：每個π鍵的電子云由兩塊組成，它們互為______；
②π鍵______旋轉；不如σ鍵______，較易______
鏡面
鏡像
不能
牢固
斷裂
肩并肩
3.σ鍵與π鍵的比較
共價鍵類型 σ鍵 π鍵
原子軌道重疊方式 “頭碰頭”重疊 “肩并肩”重疊
原子軌道重疊部位 兩原子核之間， 在鍵軸處 鍵軸上方和下
方，鍵軸處為零
原子軌道重疊程度 大 小
鍵的強度 較大 較小
活潑性 不活潑 活潑
4.判斷σ鍵、π鍵的一般規律
共價單鍵為σ鍵；共價雙鍵中有一個____________鍵，另一個是____________鍵；共價三鍵由一個____鍵和兩個____鍵構成。
σ(或π)
π(或σ)
σ
π
(二)問題探究
問題1　為什么乙烷分子中的碳碳單鍵可以旋轉，而乙烯分子中的碳碳雙鍵和乙炔分子中的碳碳三鍵不能旋轉？
提示　碳碳單鍵為σ鍵，σ鍵可以旋轉；碳碳雙鍵和碳碳三鍵都含有π鍵，是p軌道與p軌道肩并肩形成，因此無法旋轉。
問題2　C和Si最外層均有4個電子，但為什么碳與碳原子之間可以形成碳碳雙鍵和碳碳三鍵，而硅與硅原子之間較難形成硅硅雙鍵和硅硅三鍵？
提示　從σ鍵和π鍵的成因角度分析。π鍵是兩原子軌道以“肩并肩”的方式重疊形成的，Si 的原子半徑大于C的，因此p軌道較難以“肩并肩”的方式進行重疊，所以Si難形成雙鍵和三鍵。不僅Si 如此，當成鍵原子半徑越大時π鍵越難形成。
【探究歸納】
(1)兩個s軌道只能形成σ鍵，不能形成π鍵。
(2)兩原子形成共價鍵時，先形成σ鍵，然后才能形成π鍵。所以兩原子間可以只形成σ鍵，但不能只形成π鍵，即多原子分子中一定含有σ鍵，可能含有π鍵。
1.下列關于σ鍵和π鍵的理解不正確的是(　　)
A.σ鍵能單獨形成，而π鍵一定不能單獨形成
B.σ鍵可以繞鍵軸旋轉，π鍵一定不能繞鍵軸旋轉
C.雙鍵中一定有1個σ鍵和1個π鍵，三鍵中一定有1個σ鍵和2個π鍵
D.氣體單質中一定存在σ鍵，可能存在π鍵
D
解析　共價單鍵中只含σ鍵，共價雙鍵和共價三鍵中含π鍵和σ鍵，所以π鍵一定不能單獨形成，A正確；σ鍵為軸對稱，π鍵為鏡面對稱，則σ鍵可以繞鍵軸旋轉，π鍵不能繞鍵軸旋轉，B正確；雙鍵中一定有1個σ鍵和1個π鍵，三鍵中一定有1個σ鍵和2個π鍵，C正確；稀有氣體是單原子分子，分子中不存在化學鍵，也就不存在σ鍵，所以氣體單質中不一定存在σ鍵，D錯誤。
2.比較下列共價鍵的形成過程，其中形成的是π鍵的是(　　)
解析　選項A是2個p軌道“肩并肩”重疊形成的π鍵；選項B是s軌道與p軌道重疊形成的σ鍵；選項C是2個p軌道重疊形成的σ鍵；選項D是2個s軌道重疊形成的σ鍵。
A
3.下列分子中既含σ鍵，又含π鍵的是(　　)
解析　水分子中只有單鍵，全部是σ鍵，A不符合；乙醇分子中只有單鍵，全部是σ鍵，B不符合；氨氣分子中只有單鍵，全部是σ鍵，C不符合；乙醛分子中含有單鍵和碳氧雙鍵，既含σ鍵，又含π鍵，D符合。
D
A B C D
水 乙醇 氨 乙醛
7NA
9
3
解析　1 mol乙酸分子中含有3 mol C—H、1 mol H—O、1 mol C—O、1 mol C—C和1 mol C===O，故1 mol乙酸含有7 mol σ鍵。4個碳原子分別與4個H原子形成4個σ鍵，C與C原子形成3個σ鍵，2個C原子與2個O原子形成2個σ鍵，所以共形成9個σ鍵；C與C原子形成1個π鍵，2個C原子與2個O原子間形成2個π 鍵，所以共形成3個π鍵。
課后鞏固訓練
A級　合格過關練
選擇題只有1個選項符合題意
(一)共價鍵的基本概念
1.下列每組物質中含有的化學鍵類型相同的是(　　)
A.NaCl、HCl、H2O、NaOH
B.Cl2、Na2S、HCl、SO2
C.HBr、CO2、H2O、CS2
D.O2、Cl2、O3、He
C
解析　NaCl中含有離子鍵，HCl與H2O分子中含有共價鍵，NaOH中含有離子鍵和共價鍵，故A不符合題意；Cl2、HCl與SO2分子中含有共價鍵，Na2S中含有離子鍵，故B不符合題意；HBr、CO2、H2O與CS2分子中含的化學鍵都是共價鍵，故C符合題意；O2、Cl2與O3分子中含有共價鍵，He分子中不存在化學鍵，故D不符合題意。
2.下列不屬于共價鍵成鍵因素的是(　　)
A.共用電子對在兩原子核之間高概率出現
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.兩原子核的體積大小要適中
解析　兩原子形成共價鍵時電子云發生重疊，即共用電子對在兩原子核之間出現的概率更高；兩原子電子云重疊越多，鍵越牢固，體系的能量也越低；原子核的體積大小與能否形成共價鍵無必然聯系。故D項不是共價鍵形成的因素。
D
3.下列說法中，錯誤的是(　　)
A.若把H2O分子寫成H3O，違背了共價鍵的飽和性
B.H3O＋的存在說明共價鍵不具有飽和性
C.H—O—O—H中的共價鍵都有方向性，但并非所有共價鍵都有方向性
D.已知N2的分子結構是N≡N，兩個N 原子間原子軌道發生重疊后，電子不是只存在于兩核之間
B
解析　O原子有兩個未成對電子根據共價鍵的飽和性形成的氫化物為H2O，A項正確；H2O能結合1個H＋形成H3O＋，不能說明共價鍵不具有飽和性，B項錯誤；H2分子中的 H—H沒有方向性，C 項正確；兩個原子軌道發生重疊后，電子只是在兩核之間出現的概率大，不是只出現在兩原子核之間，D 項正確。
4.(2023·贛州高二質檢)下列關于共價鍵的說法不正確的是(　　)
A.共價鍵是通過共用電子對形成的
B.形成共價鍵的原子對應元素的電負性相同或相差不大
C.一般情況下，一個原子有幾個未成對電子就會與幾個自旋相反的未成對電子成鍵
D.共價鍵是通過共用電子對的相互吸引形成，不屬于電性作用
D
解析　通常情況下，電負性相同或相差不大的元素原子通過共用電子對形成共價鍵，A、B正確；共價鍵具有飽和性，一般一個原子有幾個未成對電子就會與幾個自旋相反的未成對電子成鍵，C正確；共價鍵是原子之間通過共用電子對形成，是一種電性作用，D錯誤。
(二)σ鍵和π鍵
5.下列分子中只存在σ鍵的是(　　)
A.CO2 B.CH4
C.C2H4 D.C2H2
解析　CO2的結構式為O===C===O，含有σ鍵和π鍵，A錯誤；CH4中C和H以單鍵相連，只存在σ鍵，B正確；C2H4為乙烯，其結構簡式為CH2===CH2，含有σ鍵和π鍵，C錯誤；C2H2為乙炔，含有碳碳三鍵，含有σ鍵和π鍵，D錯誤。
B
6.具有下列電子排布式的原子中，不能形成π鍵的是(　　)
A.1s22s22p63s23p4 B.1s22s22p3
C.1s22s22p63s1 D.1s22s22p2
解析　根據電子排布式可知四種原子分別是S、N、Na、C，其中Na是活潑金屬，在化學反應中易失去一個電子，形成的是離子鍵，而π鍵是共價鍵中的一種，S、N、C均能形成π鍵，答案選C。
C
7.下列說法正確的是(　　)
A.π鍵是由兩個原子的p軌道“頭碰頭”重疊形成的
B.σ鍵是鏡面對稱，而π鍵是軸對稱
C.乙烷分子中的共價鍵全為σ鍵，而乙烯分子中含σ鍵和π鍵
D.H2分子中只含σ鍵，而Cl2分子中還含π鍵
C
解析　π鍵是由兩個原子的p軌道“肩并肩”重疊形成的，故A錯誤；σ鍵是軸對稱，而π鍵是鏡面對稱，故B錯誤；乙烷分子的結構簡式為CH3CH3，分子中共價鍵全為σ鍵，而乙烯分子的結構簡式為CH2===CH2，分子中含σ鍵和π鍵，故C正確；H2分子、Cl2分子中的共價鍵都為單鍵，分子中都只含σ鍵，故D錯誤。
8.根據氫原子和氟原子的核外電子排布，對F2和HF分子中形成的共價鍵描述正確的是(　　)
A.兩者都為s－sσ鍵 B.兩者都為p－pσ鍵
C.前者為p－pσ鍵，后者為s－pσ鍵 D.前者為s－sσ鍵，后者為s－pσ鍵
解析　氫原子的核外電子排布式為1s1，氟原子的核外電子排布式為1s22s22p5，p軌道上有1個未成對的p電子。F2中的共價鍵是由兩個氟原子未成對的p電子重疊形成的p－pσ鍵，HF中的共價鍵是由氫原子中的s軌道與氟原子中的p軌道形成的s－pσ鍵，C正確。
C
9.下列說法正確的是(　　)
A.σ鍵強度小，容易斷裂，而π鍵強度較大，不易斷裂
B.共價鍵都具有方向性
C.π鍵是由兩個原子的p軌道“頭碰頭”重疊形成的
D.兩個原子之間形成共價鍵時，最多有一個σ鍵
解析　一般σ鍵比π鍵更穩定，不易斷裂，A項錯誤；s－sσ鍵無方向性，B項錯誤；原子軌道以“頭碰頭”方式相互重疊形成的共價鍵為σ鍵，π鍵是由兩個原子的p軌道“肩并肩”重疊形成的，C項錯誤；兩個原子之間形成共價鍵時，單鍵為σ鍵，雙鍵和三鍵中都只有一個σ鍵，所以兩個原子之間形成共價鍵時，最多有一個σ鍵，D項正確。
D
10.某有機物的結構簡式為CH2===CHC≡CH，則該有機物分子中含有σ鍵和π鍵的數目分別為(　　)
A.6、3 B.7、3
C.7、4 D.6、4
解析　單鍵全部為σ鍵，雙鍵中有1個σ鍵和1個π鍵，三鍵中有1個σ鍵和2個π鍵，故該有機物分子中σ鍵總數為7，π鍵總數為3，B項正確。
B
11.下列關于σ鍵和π鍵的說法中，不正確的是(　　)
A.σ鍵和π鍵能同時存在于同一個分子中
B.σ鍵是原子軌道“頭碰頭”重疊形成的，π鍵是原子軌道“肩并肩”重疊形成的
C.乙烯分子中含有5個σ鍵和1個π鍵
D.H2分子中只存在σ鍵，N2分子中只存在π鍵
D
12.如下圖，寫出下列價鍵的名稱，并各舉一例說明含有這種價鍵類型的物質。
化學鍵 ① ② ③ ④
類型
舉例
s－s σ鍵
s－p σ鍵
p－p σ鍵
p－p π鍵
H2
HCl
Cl2
N2
B級　素養培優練
13.(2023·鶴崗高二質檢)下列有機化合物中σ鍵與π鍵個數比為3∶2的是(　　)
A.CH3CH3 B.CH2===CH2
C.CH≡CH D.CH4
解析　CH3CH3中有7個σ鍵，沒有π鍵，A錯誤；CH2===CH2中有5個σ鍵和1個π鍵，B錯誤；HC≡CH中有3個σ鍵和2個π鍵，則σ鍵與π鍵個數比為3∶2，C正確；CH4中有4個σ鍵，沒有π鍵，D錯誤。
C
14.(2023·運城高二期中)下列物質的分子中既有σ鍵又有π鍵的是(　　)
A.NH3 B.HClO C.C2H2 D.H2O2
解析　NH3的結構中只存在N—H共價單鍵，共價單鍵都是σ鍵，不存在π鍵，A不符合題意；HClO的結構中O原子分別與H、Cl原子形成H—O共價單鍵和O—Cl共價單鍵，B不符合題意；C2H2的結構式為H—C≡C—H，C—H共價單鍵是σ鍵，而碳碳三鍵中有一個σ鍵和2個π鍵，所以C2H2分子含有σ鍵和π鍵，C符合題意；H2O2分子中2個O原子形成O—O共價單鍵，每個O原子分別與1個H原子形成H—O共價單鍵，D不符合題意。
C
15.(2023·安陽高二質檢)共價鍵具有飽和性和方向性，下列有關敘述不正確的是(　　)
A.共價鍵的飽和性是由成鍵原子的未成對電子數決定的
B.共價鍵的方向性是由成鍵原子軌道的方向性決定的
C.共價鍵的飽和性決定了分子內部原子的數量關系
D.共價鍵的方向性與原子軌道的重疊程度有關
D
解析　共價鍵的方向性是由成鍵原子軌道的方向性決定的，與原子軌道的重疊程度無關。
16.下列說法不正確的是(　　)
A.共價鍵一定有原子軌道的重疊
B.在CH2===CH—C≡N分子中含6個σ鍵，3個π鍵
C.2個原子形成的多重共價鍵中，只能有一個是σ鍵，而π鍵可以是一個或多個
D.s軌道與s軌道間形成的鍵一定是σ鍵，p軌道與p軌道間形成的鍵一定是π鍵
解析　由兩個原子的p軌道以“頭碰頭”方式相互重疊形成的共價鍵為σ鍵，以“肩并肩”方式相互重疊形成的共價鍵為π鍵；σ鍵的電子云圖形是軸對稱的，而π鍵的電子云圖形是鏡面對稱的；分子中所有的共價單鍵都是σ鍵，共價雙鍵中有一個σ鍵、一個π鍵，共價三鍵中有一個σ鍵，兩個π鍵。
D
17.(2023·黃岡高二聯考)如圖表示不同類型共價鍵形成時電子云重疊情況：
(1)其中形成的化學鍵屬于軸對稱的有____________。
①②③
解析　(1)形成的化學鍵屬于軸對稱的有兩個s軌道以頭碰頭的方式發生重疊形成穩定的σ鍵，s軌道與p軌道以頭碰頭的方式發生重疊形成穩定的σ鍵，兩個p軌道以頭碰頭的方式發生重疊形成穩定的σ鍵；故選①②③。
(2)下列物質中，通過方式①化學鍵形成的是____________(填字母，下同)；通過方式②化學鍵形成的是____________；只通過方式③化學鍵形成的是____________；同時含有③④⑤三種方式化學鍵的物質是____________。
A.Cl2 B.HCl C.N2 D.H2
D
B
A
C
8
2
4
有
18.回答下列問題：
(1)1 mol CO2中含有的σ鍵數目為____________________。
(2)已知CO和CN－與N2結構相似，CO分子內σ鍵與π鍵個數之比為____________。HCN分子中σ鍵與π鍵數目之比為____________。
(3)肼(N2H4)分子可視為NH3分子中的一個氫原子被—NH2(氨基)取代形成的另一種氮的氫化物。肼可用作火箭燃料，燃燒時發生的反應：N2O4(l)＋2N2H4(l)===3N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－1 038.7 kJ·mol－1，若該反應中有4 mol N—H斷裂，則形成的π鍵有________ mol。
2NA(或1.204×1024)
1∶2
1∶1
3
解析　(1)CO2分子內含有碳氧雙鍵，雙鍵中一個是σ鍵，另一個是π鍵，則1 mol CO2中含有的σ鍵個數為2NA；(2)N2的結構式為N≡N，推知CO結構式為C≡O，含有1個σ鍵、2個π鍵，故此處填1∶2；CN－結構式為[C≡N]－，HCN分子結構式為H—C≡N，HCN分子中σ鍵與π鍵均為2個，故此處填1∶1；(3)反應中有4 mol N—H斷裂，即有1 mol N2H4參加反應，則生成N21.5 mol，1個N2中含2個π鍵，故形成的π鍵有3 mol；
5∶1
6NA(或3.612×1024)
7
CH4＞NH3＞H2O＞HF

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