資源簡介 (共51張PPT)第1課時 共價鍵第二章 第一節 共價鍵任務一 共價鍵的形成與特征1.1s和2p原子軌道示意圖如下:2.部分物質及元素的電負性如下表:情境探究物質 H2 HCl NaCl成鍵元素 H H H Cl Na Cl元素的電負性 2.1 2.1 2.1 3.0 0.9 3.0問題1:分別寫出H2、HCl、NaCl的電子式,從共用電子對角度解釋共價鍵的本質。提示: H∶H、 、 ;成鍵原子都含有未成對電子,成鍵時原子間通過共用電子對形成共價鍵,體系能量降低。問題2:分別寫出基態H、Cl原子的價層電子軌道表示式,從軌道重疊角度認識H2、HCl中共價鍵的形成。提示:H: ;Cl: ;兩個氫原子的1s軌道沿鍵軸方向重疊形成H2中共價鍵;氫原子的1s軌道和Cl原子的3p軌道沿鍵軸方向重疊形成HCl中共價鍵。問題3:分析表中數據,從電負性角度認識共價鍵和離子鍵的形成。提示:當電負性相同或相差不大時,原子之間形成共價鍵,當電負性相差較大時,原子之間形成離子鍵。一、共價鍵1.概念原子間通過____________形成的化學鍵。2.本質高概率地出現在兩個原子核之間的_____與兩個原子核之間的_________。3.形成元素通常是電負性相同或差值小的________元素原子。4.表示方法(1)用一條短線表示由_____________所形成的共價鍵,如H—H、H—Cl;(2)“===”表示原子間共用______電子所形成的共價鍵(共價雙鍵);(3)“≡”表示原子間共用______電子所形成的共價鍵(共價三鍵)。新知構建共用電子對電子電性作用非金屬一對共用電子兩對三對二、共價鍵的特征1.共價鍵的飽和性每個原子所能形成的共價鍵的總數或以單鍵連接的原子數目是______的,這稱為共價鍵的飽和性。共價鍵的飽和性決定了各種原子形成分子時相互結合的______關系。2.共價鍵的方向性在形成共價鍵時,原子軌道重疊得越多,電子在核間出現的概率越大,所形成的共價鍵越______,因此,共價鍵將盡可能沿著電子出現概率最大的方向形成。共價鍵的方向性決定著分子的__________。一定數量牢固空間結構1.正誤判斷,錯誤的說明原因。(1)若把H2S分子寫成H3S分子,違背了共價鍵的飽和性。答案:正確。(2)H3O+的存在說明共價鍵不具有飽和性。答案:錯誤,H2O能結合1個H+形成H3O+,不能說明共價鍵不具有飽和性。(3)所有共價鍵都有方向性。答案:錯誤,H2分子中的H—H鍵沒有方向性。(4)共價鍵的方向性是由成鍵原子軌道的方向性決定的。答案:正確。應用評價2.從電負性的角度理解共價鍵、離子鍵的形成條件,完成表中內容。結論:當元素的電負性相差很大,化學反應形成的電子對不會被共用,形成的將是________鍵;而________鍵是元素的電負性相差不大的原子之間形成的化學鍵。原子 Na Cl H Cl C O電負性 0.9 3.0 2.1 3.0 2.5 3.5電負性之差(絕對值) 2.10.91.0離子共價返回任務二 σ鍵和π鍵觀察下圖中乙烷、乙烯和乙炔分子的球棍模型,回答相關問題。問題1:乙烯和乙炔分子中的碳原子間,既存在σ鍵,又存在π鍵,σ鍵和π鍵的成鍵方式有何不同?提示:σ鍵是原子軌道以“頭碰頭”方式發生重疊成鍵;π鍵是p軌道與p軌道以“肩并肩”方式發生重疊成鍵。情境探究問題2:從乙烷、乙烯和乙炔分子中存在的σ鍵和π鍵來看,σ鍵和π鍵的存在條件和數目有何規律?提示:σ鍵可以獨立存在,π鍵不能單獨存在。所有的單鍵都是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。問題3:乙烯和乙炔的化學性質為什么比乙烷活潑?提示:乙烯分子中的碳碳雙鍵和乙炔分子中的碳碳三鍵中分別含有一個和兩個π鍵,π鍵原子軌道重疊程度較小,不穩定,容易斷裂。而乙烷分子中沒有π鍵,σ鍵原子軌道重疊程度大,比較穩定,不易斷裂。1.σ鍵新知構建形成 由兩個原子的s軌道或p軌道“________”重疊形成類型 s s型s p型p p型特征 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______,這種特征稱為________;σ鍵的強度______頭碰頭連線不變軸對稱較大2.π鍵形成 由兩個原子的p軌道“________”重疊形成p pπ鍵特征 π鍵的電子云具有__________性,即每個π鍵的電子云由兩塊組成,分別位于由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______;π鍵______旋轉;不如σ鍵______,較易______3.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、一個____鍵;共價三鍵由一個____鍵和兩個____鍵構成。肩并肩鏡面對稱鏡像不能牢固斷裂σσπσπ1.正誤判斷,錯誤的說明原因。(1)分子中含有共價鍵,則至少含有一個σ鍵。答案:正確。(2)s s σ鍵與p p σ鍵的電子云圖像都呈軸對稱。答案:正確。(3)s軌道與s軌道不能形成π鍵,p軌道與p軌道能形成π鍵。答案:正確。應用評價(4)乙烯與乙烷化學性質不同,主要是因為乙烯中的π鍵不如σ鍵牢固。答案:正確。(5)1個1,3 丁二烯(CH2===CHCH===CH2)分子中含有7個σ鍵、2個π鍵。答案:錯誤,由結構簡式可知1個1,3 丁二烯的分子中含有9個σ鍵、2個π鍵。2.回答下列問題。(1)CH4中的化學鍵從形成過程來看,屬于___(填“σ”或“π”)鍵。(2)已知CN-與N2結構相似,推算HCN分子中σ鍵與π鍵數目之比為_______。σCH4中含4個C—H,每個單鍵中含1個σ鍵;已知CN-與N2結構相似,N2中氮原子與氮原子間形成氮氮三鍵,含1個σ鍵和2個π鍵,所以CN-中含1個σ鍵和2個π鍵,再與H形成1個σ鍵,則比值為1∶1;1∶1(3)C60分子中每個碳原子只跟相鄰的3個碳原子形成共價鍵,且每個碳原子最外層都滿足8電子穩定結構,則C60分子中π鍵的數目為_____。30每個碳原子形成的3個鍵中必然有1個雙鍵,雙鍵個數為碳原子個數的一半,每個雙鍵中含1個π鍵,所以π鍵的數目為30個。返回隨堂演練1.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.BF3分子中原子的最外層電子數不全是8√A項,σ鍵是軸對稱的,π鍵是鏡像對稱的,正確;B項,在稀有氣體中,沒有化學鍵,錯誤;C項,兩個原子間形成共價鍵時,最多有一個σ鍵,正確;D項,BF3分子中B原子的最外層電子數為6,正確。2.下列分子中,只有σ鍵沒有π鍵的是A.CH4 B.N2C.CH2===CH2 D.CH≡CH兩原子間形成共價鍵,先形成σ鍵,然后再形成π鍵,即共價單鍵全部為σ鍵,共價雙鍵、共價三鍵中一定含有一個σ鍵,其余為π鍵。√3.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.Cl2C.NaH D.HFA項,氫氣分子是由兩個1s軌道形成的σ鍵,不符合題意;B項,Cl2分子是由兩個3p軌道形成的σ鍵,不符合題意;C項,NaH是離子化合物,其中沒有共價鍵,不符合題意;D項,HF是由1s和2p軌道形成的σ鍵,符合題意。√4.(1) 分子中σ鍵和π鍵的比例為_________。共價單鍵是σ鍵,共價雙鍵中含有1個π鍵、1個σ鍵,又因分子兩邊的單鍵,碳原子還分別含有2個C—H,所以σ鍵和π鍵的比例為9∶1。9∶1(2)已知反應N2O4(l)+2N2H4(l)===3N2(g)+4H2O(l),若該反應中有4 mol N—H鍵斷裂,則形成的π鍵的數目為______。若該反應中有4 mol N—H鍵斷裂,則生成1.5 mol氮氣,形成π鍵的數目為3NA。3NA返回課時測評題點一 共價鍵的形成與特征1.下列說法正確的是A.氣體單質中,一定有σ鍵,可能有π鍵B.所有共價鍵都有方向性C.H原子只能形成σ鍵,O原子可以形成σ鍵和π鍵D.分子中σ鍵一定比π鍵牢固√氣體單質如N2分子結構式為N≡N,三鍵含有一個σ鍵和兩個π鍵,則氮氣分子中含有π鍵,可能不存在σ鍵,如稀有氣體單質中,A錯誤;共價鍵的特征是具有方向性和飽和性,但并不是所有共價鍵都具有方向性,如s s σ鍵,B錯誤;氫原子的s軌道只能形成“頭碰頭”的σ鍵,氧原子的p軌道可以形成“頭碰頭”的σ鍵和“肩并肩”的π鍵,C正確;一般情況下σ鍵都比π鍵強度大,σ鍵為“頭碰頭”的方式,π鍵為“肩并肩”的方式,但在N2分子中氮氮三鍵比氮氮單鍵的3倍還要大,說明N2分子中π鍵比σ鍵鍵能大,更牢固,D錯誤;故選C。2.共價鍵具有飽和性和方向性,下列關于共價鍵這兩個特征的敘述中,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方向性有關C.共價鍵的飽和性決定了分子內部原子的數量關系D.共價鍵的飽和性與原子軌道的重疊程度有關√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,故原子的未成對電子數目決定了該原子形成的共價鍵具有飽和性,這一飽和性也就決定了該原子成鍵時最多連接的原子數,故A、C兩項正確;形成共價鍵時,原子軌道重疊的程度越大越好,為了達到原子軌道的最大重疊程度,成鍵的方向與原子軌道的伸展方向存在著必然的聯系,則共價鍵方向性是由成鍵電子的軌道方向性決定的,B項正確;共價鍵的飽和性與原子軌道重疊程度無關,與原子的未成對電子數有關,D項錯誤。3.已知:元素X的電負性數值為2.5,元素Y的電負性數值為3.5,元素Z的電負性數值為1.2,元素W的電負性數值為2.4。你認為上述四種元素中,最容易形成共價鍵的是A.X與Y B.X與WC.Y與Z D.Y與W√一般來說,電負性小于1.8的為金屬元素,且電負性越小,金屬性越強;電負性大于1.8的為非金屬元素,且電負性越大,非金屬性越強,電負性差別小的兩元素最可能形成共價鍵。題點二 σ鍵和π鍵的比較與判斷4.下列關于σ鍵和π鍵的說法中,不正確的是A.σ鍵由原子軌道“頭碰頭”重疊形成B.N2分子中的π鍵為p p π鍵,π鍵不能繞鍵軸旋轉C.HCl分子中的σ鍵為s s σ鍵D.p軌道和p軌道之間既能形成π鍵,又能形成σ鍵√A項,σ鍵為s或p軌道“頭碰頭”重疊形成,正確;B項,氮氣的結構式為N≡N,分子中含有三鍵,分別為1個σ鍵和2個π鍵,π鍵為p p π鍵,π鍵不能繞鍵軸旋轉,正確;C項,H只有1s軌道,Cl的3p軌道與H的1s軌道以“頭碰頭”方式重疊形成s p σ鍵,錯誤;D項,p軌道和p軌道“頭碰頭”能形成σ鍵、“肩并肩”能形成π鍵,所以p軌道和p軌道既能形成σ鍵又能形成π鍵,正確。5.下列物質的分子中既有σ鍵又有π鍵,并含有非極性鍵的是①NH3 ②N2 ③H2O ④HCl ⑤C2H4 ⑥C2H2A.②⑤⑥ B.①②⑤⑥C.②③④ D.②④⑥√①NH3中存在H—N鍵,只有σ鍵,故錯誤;②N2的結構式為N≡N,含有σ鍵和π鍵,N與N之間為非極性鍵,故正確;③H2O中只存在H—O鍵,即只有σ鍵,故錯誤;④HCl的結構式為H—Cl,只存在σ鍵,故錯誤;⑤C2H4中的氫原子和碳原子之間存在共價單鍵、碳碳之間存在共價雙鍵,含有σ鍵和π鍵,C與C之間為非極性鍵,故正確;⑥C2H2中的氫原子和碳原子之間存在共價單鍵、碳碳之間存在共價三鍵,所以含有σ鍵和π鍵,C與C之間為非極性鍵,故正確。6.下列分子中,含有兩個π鍵的是①HCN(H—C≡N) ②H2O ③N2 ④H2O2 ⑤C2H4 ⑥C2H2A.①②③⑥ B.③④⑤⑥C.①③⑥ D.③⑤⑥①H—C≡N的分子中有C≡N鍵,所以含有兩個π鍵;②H2O分子中沒有雙鍵,所以不含有π鍵;③N2的分子中有N≡N鍵,所以含有兩個π鍵;④H2O2分子中沒有雙鍵,所以不含有π鍵;⑤C2H4的分子中只有一個C===C鍵,所以含有一個π鍵;⑥CH≡CH分子中有C≡C鍵,所以含有兩個π鍵;所以分子中含有兩個π鍵的是①③⑥;故答案為C項。√7.在N2F2分子中,所有原子均符合8電子穩定結構,則該分子中兩個氮原子之間的鍵型構成是A.僅有一個σ鍵 B.僅有一個π鍵C.一個σ鍵,一個π鍵 D.一個σ鍵,兩個π鍵√由N2F2分子中所有原子均符合8電子穩定結構可知,其結構式應為F—N===N—F,則兩個氮原子之間為氮氮雙鍵,即有一個σ鍵,一個π鍵。8.據報道,大氣中存在一種潛在的溫室氣體SF5—CF3(結構如圖),雖然其數量有限,但它是已知氣體中吸熱最高的。關于SF5—CF3的說法正確的是A.分子中有σ鍵也有π鍵B.C—F鍵是s p σ鍵C.分子中不是所有原子都滿足8電子穩定結構D.0.1 mol SF5—CF3分子中電子數為8 mol√該分子中只有共價單鍵,則分子中只有σ鍵,沒有π鍵,故A錯誤;C—F鍵是p p σ鍵,故B錯誤;一個SF5—CF3分子中有94個電子,則0.1 mol SF5—CF3分子中電子數為9.4 mol,故D錯誤。9. 下列關于共價鍵的描述正確的是A.p p σ鍵與p p π鍵的對稱性相同B.HCl分子中的共價鍵是s p σ鍵C.CN-與N2結構相似,CH2===CHCN分子中σ鍵與π鍵數目之比為1∶1D.氣體單質中一定存在σ鍵,可能存在π鍵√A項,σ鍵為軸對稱,π鍵為鏡面對稱,則對稱性不同,錯誤;B項,HCl分子中的共價鍵是H原子的1s軌道與Cl原子的3p軌道形成的s p σ鍵,正確;C項,CH2===CHCN分子中含有6個σ鍵和3個π鍵,所以其數目之比為2∶1,錯誤;D項,稀有氣體是單原子分子,分子中不存在共價鍵,所以稀有氣體中沒有σ鍵,錯誤。10.N2的結構可以表示為 ,CO的結構可以表示為 ,其中橢圓框表示π鍵,·表示對應原子提供的電子。下列說法錯誤的是A.N2分子與CO分子中都含σ鍵和π鍵B.N2分子與CO分子中的π鍵不完全相同C.電負性:CD.N2分子中含有2個π鍵,CO分子中含有1個π鍵√從題圖可以看出,N2分子與CO分子均含有1個σ鍵和2個π鍵,A項正確、D項錯誤;N2分子中的π鍵是由每個氮原子各提供一個電子的2p軌道以“肩并肩”的方式形成的,而CO分子中的一個π鍵是由O原子單方面提供電子對形成的,B項正確;同一周期元素從左到右,電負性逐漸增大,故電負性:C11.回答下列問題:(1)1 mol CO2中含有的σ鍵數目為___________________。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;2NA(或1.204×1024)(2)已知CO與N2結構相似,CO分子內σ鍵與π鍵個數之比為__________。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;1∶2(3)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__________。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∶1(4)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_____。乙醛的結構簡式為 ,1個乙醛分子中含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;6NA(或3.612×1024)7(5)CH4、NH3、H2O、HF分子中σ鍵由多到少的順序是______________________。CH4、NH3、H2O、HF分子中的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。CH4>NH3>H2O>HF12.有以下物質:①HF,②Cl2,③H2O,④N2,⑤C2H4,⑥C2H6,⑦H2,⑧H2O2,⑨HCN(H—C≡N)。(1)只有σ鍵的是________________(填序號,下同);既有σ鍵又有π鍵的是__________。單鍵只有σ鍵,雙鍵或三鍵才含有π鍵,故只有σ鍵的是①②③⑥⑦⑧;既有σ鍵又有π鍵的是④⑤⑨;①②③⑥⑦⑧④⑤⑨(2)含有由兩個原子的s軌道重疊形成的σ鍵的是_____。H原子只有s軌道,題給物質中含有由兩個原子的s軌道重疊形成的σ鍵的只有H2;⑦(3)含有由一個原子的s軌道與另一個原子的p軌道重疊形成的σ鍵的是______________。含有由一個原子的s軌道與另一個原子的p軌道重疊形成的σ鍵的有①③⑤⑥⑧⑨;①③⑤⑥⑧⑨(4)含有由一個原子的p軌道與另一個原子的p軌道重疊形成的σ鍵的是______________。含有由一個原子的p軌道與另一個原子的p軌道重疊形成的σ鍵,說明構成這種σ鍵的原子中一定沒有H原子,故正確答案為②④⑤⑥⑧⑨。②④⑤⑥⑧⑨13.(1)如圖所示的分子中,有____個σ鍵,___個π鍵。該分子中有6個C—H、2個C—C、1個C===C、1個C≡C,單鍵全是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,故該分子中共有10個σ鍵和3個π鍵。103(2)X、Y、Z是元素周期表中的短周期元素,其中X、Y同周期,Y、Z同主族,Y原子最外層p軌道上的電子數等于前一電子層的電子總數,X原子最外層的p能級中只有一個軌道填充了2個電子,而且這三種元素可以形成化合物YX2、ZX2。根據上述信息回答下列問題:①寫出下列元素符號:X________,Y________,Z________。X、Y、Z元素的符號分別是O、C、Si。OCSi②YX2分子中含____個σ鍵,含____個π鍵。CO2分子的結構式為O==C==O,故其中含2個σ鍵、2個π鍵。2214.下表為前20號元素中的某些元素性質的一些數據:元素 A B C D E F G M I J K原子半徑/(10-10m) 1.02 1.86 0.74 1.43 0.77 1.10 0.99 1.54 0.75 1.17 1.34最高價態 +6 +1 — +3 +4 +5 +7 +1 +5 +4 +1最低價態 -2 — -2 — -4 -3 -1 — -3 -4 —試回答下列問題:(1)以上11種元素中第一電離能最小的是________(填字母)。B同周期元素從左到右第一電離能呈增大的趨勢,故同周期中第一電離能最小的元素在第ⅠA族,由元素化合價可知,位于第ⅠA族的有B、M、K三種元素,且同主族元素從上到下,原子半徑越大,第一電離能越小,故第一電離能最小的為B。元素 A B C D E F G M I J K原子半徑/(10-10m) 1.02 1.86 0.74 1.43 0.77 1.10 0.99 1.54 0.75 1.17 1.34最高價態 +6 +1 — +3 +4 +5 +7 +1 +5 +4 +1最低價態 -2 — -2 — -4 -3 -1 — -3 -4 —(2)寫出下列反應的化學方程式。M2C2與EC2反應:________________________________。由化合價和原子半徑可判斷A為S元素,B為K元素,C為O元素,D為Al元素,E為C元素,F為P元素,G為Cl元素,M為Na元素,I為N元素,J為Si元素,K為Li元素,故M2C2與EC2的反應即為Na2O2與CO2的反應。2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2元素 A B C D E F G M I J K原子半徑/(10-10m) 1.02 1.86 0.74 1.43 0.77 1.10 0.99 1.54 0.75 1.17 1.34最高價態 +6 +1 — +3 +4 +5 +7 +1 +5 +4 +1最低價態 -2 — -2 — -4 -3 -1 — -3 -4 —(3)上述E、F、G三種元素中的某兩種元素形成的化合物中,每一個原子都滿足8電子穩定結構的是____________(寫分子式)。比元素B原子序數大5的元素基態原子的電子排布式是_________________________________。比B(K元素)原子序數大5的元素為24號元素Cr,其基態原子電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1。CCl4、PCl31s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1)元素 A B C D E F G M I J K原子半徑/(10-10m) 1.02 1.86 0.74 1.43 0.77 1.10 0.99 1.54 0.75 1.17 1.34最高價態 +6 +1 — +3 +4 +5 +7 +1 +5 +4 +1最低價態 -2 — -2 — -4 -3 -1 — -3 -4 —(4)元素E與氫元素可形成分子式為E2H4的分子,1個分子中共形成____個σ鍵和____個π鍵。E2H4為C2H4,1個C2H4分子中有5個σ鍵和1個π鍵。返回51元素 A B C D E F G M I J K原子半徑/(10-10m) 1.02 1.86 0.74 1.43 0.77 1.10 0.99 1.54 0.75 1.17 1.34最高價態 +6 +1 — +3 +4 +5 +7 +1 +5 +4 +1最低價態 -2 — -2 — -4 -3 -1 — -3 -4 — 展開更多...... 收起↑ 資源預覽 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫