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第1節(jié)　共價(jià)鍵模型
第1課時(shí)　共價(jià)鍵(基礎(chǔ)課)
素養(yǎng) 目標(biāo) 1．認(rèn)識(shí)原子間通過(guò)原子軌道重疊形成共價(jià)鍵，了解共價(jià)鍵具有飽和性和方向性。 2．能根據(jù)原子軌道的重疊方式知道共價(jià)鍵可分為σ鍵和π鍵；知道共價(jià)鍵可分為極性共價(jià)鍵和非極性共價(jià)鍵，建立共價(jià)鍵認(rèn)知模型。
舊知 回顧 1．化學(xué)鍵：相鄰原子間的強(qiáng)相互作用，分為離子鍵和共價(jià)鍵。 2．離子鍵：陰、陽(yáng)離子之間通過(guò) 靜電作用形成的化學(xué)鍵，成鍵微粒是陰離子和陽(yáng)離子。一般情況下，活潑金屬元素原子與活潑非金屬元素原子之間易形成離子鍵。 3．共價(jià)鍵：原子間通過(guò)共用電子形成的化學(xué)鍵，成鍵微粒是原子，一般情況下，非金屬元素原子間形成共價(jià)鍵。
一、共價(jià)鍵的形成與特征
1．氫分子中共價(jià)鍵(H—H鍵)的形成
用電子云表示形成過(guò)程 能量變化
相距較遠(yuǎn)時(shí) 體系的能量等于兩個(gè)氫原子的能量之和(能量最高)
原子軌道重疊 兩原子逐漸接近時(shí)，原子軌道會(huì)相互重疊，使電子在核間區(qū)域出現(xiàn)的概率增大，原子核對(duì)兩個(gè)電子都產(chǎn)生吸引作用，使體系能量逐漸下降
形成共價(jià)鍵 原子軌道重疊，兩個(gè)單電子形成共用電子對(duì)即形成共價(jià)鍵(核間距為0.074 nm時(shí)，能量最低)
[注意]　形成共價(jià)鍵的氫原子不能無(wú)限靠近，因?yàn)榭康眠^(guò)近時(shí)，原子核以及電子之間的排斥作用會(huì)導(dǎo)致體系能量上升，分子不穩(wěn)定。
2．共價(jià)鍵的形成
概念 原子間通過(guò)共用電子形成的化學(xué)鍵
本質(zhì) 原子之間通過(guò)共用電子對(duì)形成的相互作用
形成 元素 通常，在電負(fù)性差值小的元素原子之間形成
表示 方法 ①共價(jià)單鍵：用一條短線表示由一對(duì)共用電子所形成的共價(jià)鍵，如H—H鍵 ②共價(jià)雙鍵：用“==”表示原子間共用兩對(duì)電子所形成的共價(jià)鍵，如C==C鍵 ③共價(jià)三鍵：用“≡”表示原子間共用三對(duì)電子所形成的共價(jià)鍵，如C≡C鍵
3．共價(jià)鍵的特征
(1)飽和性
定義 每個(gè)原子所能形成共價(jià)鍵的總數(shù)或以共價(jià)鍵連接的原子數(shù)目是一定的
原因 每個(gè)原子所能提供的未成對(duì)電子的數(shù)目是一定的，因此在共價(jià)鍵形成的過(guò)程中，一個(gè)原子中的一個(gè)未成對(duì)電子與另一個(gè)原子中的一個(gè)未成對(duì)電子配對(duì)成鍵后，一般來(lái)說(shuō)就不能再與其他原子的未成對(duì)電子配對(duì)成鍵
應(yīng)用 決定了各種原子形成分子時(shí)相互結(jié)合的數(shù)量關(guān)系。
(2)方向性
定義 共價(jià)鍵將盡可能沿著電子出現(xiàn)概率最大的方向形成
原因 除s軌道是球形對(duì)稱外，其他原子軌道都具有一定的空間取向。在形成共價(jià)鍵時(shí)，原子軌道重疊得多，電子在核間出現(xiàn)的概率大，所形成的共價(jià)鍵就牢固
應(yīng)用 分子的空間結(jié)構(gòu)與共價(jià)鍵的方向性密切相關(guān)
　(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)
(1)只有非金屬元素之間才能存在共價(jià)鍵。 (　　)
(2)所有物質(zhì)中的原子間都存在化學(xué)鍵。 (　　)
(3)原子軌道在空間都具有方向性。 (　　)
[答案]　(1)×　(2)×　(3)×
二、共價(jià)鍵的類型
1．σ鍵與π鍵：(按原子軌道重疊方式分類)
σ鍵 原子軌道以“頭碰頭”方式相互重疊導(dǎo)致電子在核間出現(xiàn)的概率增大而形成的共價(jià)鍵
π鍵 原子軌道以“肩并肩”方式相互重疊導(dǎo)致電子在核間出現(xiàn)的概率增大而形成的共價(jià)鍵
2．極性鍵和非極性鍵
按兩原子核間的共用電子是否偏移可將共價(jià)鍵分為極性鍵和非極性鍵。
形成元素 電子對(duì)偏移 原子電性
非極性鍵 同種元素 因兩原子電負(fù)性相同，共用電子不偏移 兩原子均不顯電性
極性鍵 不同元素 共用電子偏向電負(fù)性較大的原子 電負(fù)性較大的原子顯負(fù)電性
　C2H4比C2H6的化學(xué)性質(zhì)活潑的原因是什么？
提示：乙烯分子中含有π鍵，原子軌道重疊程度小，共價(jià)鍵不穩(wěn)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(jià)鍵穩(wěn)定，不容易斷裂。
共價(jià)鍵的形成與特征
1．非金屬元素只能形成共價(jià)鍵嗎？只有非金屬原子之間才能形成共價(jià)鍵嗎？
提示：不是。有些離子鍵是由非金屬元素形成的，如銨鹽；金屬與非金屬原子間形成的化學(xué)鍵也可能是共價(jià)鍵，如AlCl3中的化學(xué)鍵是共價(jià)鍵。
2．為什么氖原子不能形成雙原子分子，而氯分子是雙原子分子？
提示：因?yàn)槟试榆壍乐胁缓形闯蓪?duì)電子，原子軌道間不能發(fā)生重疊而形成化學(xué)鍵。而氯原子3p軌道上有一個(gè)未成對(duì)電子，兩個(gè)氯原子之間發(fā)生原子軌道重疊而形成雙原子分子。
1．共價(jià)鍵的飽和性由成鍵原子的未成對(duì)電子數(shù)決定，共價(jià)鍵的方向性由成鍵原子的軌道的方向性決定。
2．共價(jià)鍵的飽和性決定了各種原子形成分子時(shí)相互結(jié)合的數(shù)量關(guān)系。
3．共價(jià)鍵的方向性決定了分子的空間結(jié)構(gòu)，并非所有的共價(jià)鍵都有方向性，如兩個(gè)s軌道電子形成共價(jià)鍵時(shí)就沒(méi)有方向性。
1．下列化學(xué)式及結(jié)構(gòu)式中，從成鍵情況看不合理的是(　　)
B　[根據(jù)每種元素原子形成的化學(xué)鍵判斷正誤，氮原子能形成3個(gè)共價(jià)鍵，碳原子能形成4個(gè)共價(jià)鍵，硅原子能形成4個(gè)共價(jià)鍵，硫原子能形成2個(gè)共價(jià)鍵，氫原子能形成1個(gè)共價(jià)鍵，氧原子能形成2個(gè)共價(jià)鍵。]
2．(雙選)下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　)
A．Cl2是雙原子分子，H2S是三原子分子，這是由共價(jià)鍵的飽和性決定的
B．H2O與H2S的空間結(jié)構(gòu)一樣，都是由共價(jià)鍵的飽和性決定的
C．HCl中Cl顯－1價(jià)是因?yàn)楣灿秒娮訉?duì)只在氯原子周圍運(yùn)動(dòng)
D．兩原子軌道發(fā)生重疊后，電子在兩核間出現(xiàn)的概率增大
BC　[共價(jià)鍵的飽和性決定組成分子的原子間的數(shù)量關(guān)系，A項(xiàng)正確；共價(jià)鍵的方向性決定分子的空間結(jié)構(gòu)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；在形成HCl分子時(shí)，Cl原子吸引電子的能力比H原子強(qiáng)，共用電子對(duì)偏向Cl，導(dǎo)致共用電子在Cl原子附近出現(xiàn)的概率較大，從而使Cl原子帶部分負(fù)電荷，H原子帶部分正電荷，故HCl中Cl顯－1價(jià)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；兩原子軌道發(fā)生重疊使電子出現(xiàn)在兩核間的概率增大，D項(xiàng)正確。]
[教材　聯(lián)想·質(zhì)疑]
共價(jià)鍵是由成鍵原子雙方各提供自旋狀態(tài)相反的未成對(duì)價(jià)電子用以成對(duì)，核間電子概率密度大吸引原子核而成的。即共價(jià)鍵形成的本質(zhì)就是電子云的重疊，電子云重疊越多，分子越穩(wěn)定。且兩個(gè)原子的未成對(duì)電子，只有自旋相反，才能配對(duì)形成一個(gè)共價(jià)鍵。回答下列問(wèn)題：
(1)為什么共價(jià)鍵有方向性？任何分子中的共價(jià)鍵都有方向性嗎？
(2)所有單質(zhì)都有共價(jià)鍵嗎？
(3)為什么不存在H3、H3O、Cl3等分子？
[提示]　(1)共價(jià)鍵形成時(shí)，兩個(gè)參與成鍵的原子軌道總是盡可能沿著電子出現(xiàn)概率最大的方向重疊，重疊程度越大，形成的共價(jià)鍵越牢固，所以共價(jià)鍵有方向性。不是任何分子中的共價(jià)鍵都有方向性，如H2分子中的共價(jià)鍵沒(méi)有方向性。
(2)并不是所有的單質(zhì)中都有共價(jià)鍵，稀有氣體中不存在化學(xué)鍵，金屬單質(zhì)中不存在共價(jià)鍵。
(3)H原子和Cl原子都只有1個(gè)未成對(duì)電子，而O原子有2個(gè)未成對(duì)電子，根據(jù)共價(jià)鍵的飽和性，兩個(gè)H原子通過(guò)未成對(duì)電子配對(duì)成鍵形成H2分子，而不是H3分子。兩個(gè)Cl原子通過(guò)未成對(duì)電子配對(duì)成鍵形成Cl2分子，而不是Cl3分子。一個(gè)O原子的兩個(gè)未成對(duì)電子分別和兩個(gè)H原子的未成對(duì)電子配對(duì)成鍵形成H2O分子，而不是H3O分子。
深度理解σ鍵和π鍵
如圖所示表示成鍵的兩種方式。
1．哪種成鍵方式電子云重疊程度大？
提示：頭碰頭。
2．σ鍵與π鍵哪個(gè)更牢固？
提示：σ鍵。
3．所有σ鍵都有方向性嗎？
提示：s-s σ鍵沒(méi)有方向性。
σ鍵和π鍵的比較
鍵類型 σ鍵 π鍵
原子軌道重疊方式 沿鍵軸方向“頭碰頭”重疊 沿鍵軸方向“肩并肩”重疊
類型 s-s σ鍵、s-p σ鍵、p-p σ鍵 p-p π鍵
原子軌道重疊部分 兩原子核之間，在鍵鈾處 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(qiáng)度 較大 較小
化學(xué)活潑性 不活潑 活潑
鍵的存在 共價(jià)單鍵為σ鍵，1個(gè)共價(jià)雙鍵、三鍵中含有一個(gè)σ鍵 1個(gè)共價(jià)雙鍵、三鍵分別含有1個(gè)、2個(gè)π鍵
1．下列關(guān)于σ鍵和π鍵的說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　)
A．1個(gè)共價(jià)雙鍵中含有1個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵
B．烯烴分子中σ鍵比π鍵穩(wěn)定，不易斷裂
C．雙原子單質(zhì)分子中一定既有σ鍵又有π鍵
D．σ鍵是原子軌道“頭碰頭”方式相互重疊，π鍵則為“肩并肩”方式相互重疊
C　[1個(gè)共價(jià)雙鍵中含有1個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵，A正確；σ鍵比π鍵重疊程度大，因此烯烴分子中σ鍵比π鍵穩(wěn)定，不易斷裂，B正確；雙原子單質(zhì)分子中可能只含有σ鍵不含π鍵，如Cl2分子中只含σ鍵不含π鍵，C錯(cuò)誤；原子軌道以“頭碰頭”方式相互重疊形成的共價(jià)鍵為σ鍵，以“肩并肩”方式相互重疊形成的共價(jià)鍵為π鍵，D正確。]
2．下列物質(zhì)的分子中既有σ鍵又有π鍵的是(　　)
①HCl　②H2O　③N2　④H2O2　⑤C2H4　⑥C2H2
A．①②③　　　　　　 B．③④⑤⑥
C．①③⑥ D．③⑤⑥
D　[當(dāng)兩個(gè)原子間能形成多個(gè)共用電子對(duì)時(shí)，形成一個(gè)σ鍵，另外的原子軌道只能形成π鍵。HCl中只有一個(gè)H—Cl σ鍵；H2O中含有兩個(gè)H—O σ鍵；H2O2中含有兩個(gè)H—O σ鍵和一個(gè)O—O σ鍵；N2中含有三個(gè)共價(jià)鍵：一個(gè)為σ鍵，兩個(gè)為π鍵；C2H4中，碳原子與碳原子之間有兩個(gè)共價(jià)鍵，一個(gè)為σ鍵，一個(gè)為π鍵，另外有四個(gè)C—H σ鍵；C2H2中，碳原子與碳原子之間有三個(gè)共價(jià)鍵，一個(gè)為σ鍵，兩個(gè)為π鍵，另外有兩個(gè)C—H σ鍵。]
3．(雙選)下列關(guān)于σ鍵和π鍵的理解不正確的是(　　)
A．σ鍵能單獨(dú)形成，而π鍵一定不能單獨(dú)形成
B．σ鍵可以繞鍵軸旋轉(zhuǎn)，π鍵一定不能繞鍵軸旋轉(zhuǎn)
C．CH3—CH3、CH2==CH2、CH≡CH中σ鍵都是C—C鍵，所含σ鍵數(shù)目相同
D．π鍵比σ鍵的重疊程度大，形成的共價(jià)鍵強(qiáng)
CD　[分子中單鍵中只含σ鍵，雙鍵和三鍵中含π鍵和σ鍵，σ鍵能單獨(dú)形成，而π鍵不能單獨(dú)形成，故A正確；σ鍵為軸對(duì)稱，則σ鍵可以繞鍵軸旋轉(zhuǎn)，π鍵一定不能繞鍵軸旋轉(zhuǎn)，故B正確；三種分子中分別含C—C鍵、C—H鍵，都是σ鍵，由于所含C—H鍵數(shù)目不同，故所含σ鍵數(shù)目均不相同，故C錯(cuò)誤；σ鍵“頭碰頭”重疊，π鍵“肩并肩”重疊，σ鍵重疊程度大，共價(jià)鍵強(qiáng)，故D錯(cuò)誤。]
1．下列有機(jī)化合物中σ鍵與π鍵個(gè)數(shù)比為3∶2的是(　　)
A．CH3CH3　　　　 B．CH2==CH2
C．CH≡CH D．CH4
C　[CH3CH3中有7個(gè)σ鍵，沒(méi)有π鍵，A不符合題意；CH2===CH2中有5個(gè)σ鍵，1個(gè)π鍵，B不符合題意；CH≡CH中有3個(gè)σ鍵，2個(gè)π鍵，C符合題意；CH4中有4個(gè)σ鍵，沒(méi)有π鍵，D不符合題意。]
2．設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說(shuō)法正確的是(　　)
A．14 g N2含有π鍵數(shù)為NA
B．22.4 L CO2含π鍵的數(shù)目為2NA
C．1 mol 18O原子含中子的數(shù)目為8NA
D．46 g CH3CH2OH含極性共價(jià)鍵的數(shù)目為8NA
A　[n(N2)＝＝＝0.5 mol，每個(gè)氮 氣分子含兩個(gè)π鍵，所以14 g N2含有的π鍵數(shù)為NA，A正確；缺少氣體所處的外界條件，不能確定其物質(zhì)的量，因此不能計(jì)算其中含有的化學(xué)鍵的數(shù)目，B錯(cuò)誤；在1個(gè)18O原子中含中子數(shù)為18－8＝10，則1 mol 18O原子含中子數(shù)為10NA，C錯(cuò)誤；46 g乙醇的物質(zhì)的量是1 mol，1個(gè)CH3CH2OH分子中含有5個(gè)C—H鍵，1個(gè)C—O鍵，1個(gè)H—O鍵，因此在乙醇分子中共含有7個(gè)極性共價(jià)鍵，則在1 mol乙醇分子中含極性共價(jià)鍵的數(shù)目為7NA，D錯(cuò)誤。]
3．(雙選)化合物A是近年來(lái)采用的鍋爐水添加劑，其結(jié)構(gòu)式如圖，A能除去鍋爐水中溶解的氧氣，下列對(duì)化合物A說(shuō)法正確的是(　　)
A．該分子既有非極性鍵也有極性鍵
B．所含的σ鍵與π鍵個(gè)數(shù)之比為10∶1
C．所含的σ鍵與π鍵個(gè)數(shù)之比為11∶1
D．N元素的化合價(jià)均為－3價(jià)
AC　[由該有機(jī)物的成鍵方式可知，該分子既有N—N非極性鍵也有C==O、N—H、C—N極性鍵，故A正確；一個(gè)單鍵含1個(gè)σ鍵，一個(gè)雙鍵含有1個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵，所以一個(gè)A分子中含有11個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵，故B錯(cuò)誤、C正確；因N的電負(fù)性大于C、H，故N元素的化合價(jià)均為－2價(jià)，故D錯(cuò)誤。]
4．(雙選)四氟乙烯是一種無(wú)色無(wú)臭的氣體，可用于制聚四氟乙烯，四氟乙烯是平面形分子()，對(duì)于四氟乙烯分子的說(shuō)法正確的是(　　)
A．四氟乙烯分子中σ鍵與π鍵個(gè)數(shù)分別為5、1，π鍵比σ鍵活潑
B．四氟乙烯分子中的F原子無(wú)法與其他碳原子形成共價(jià)鍵
C．碳氟鍵、碳碳鍵可沿鍵軸旋轉(zhuǎn)不被破壞
D．氟原子與碳原子可以共用電子形成共價(jià)鍵，也可以發(fā)生電子得失形成離子鍵
[答案]　AB
5．A、B、C、D、E、F為6種短周期主族元素，它們的核電荷數(shù)依次增大。已知B原子核最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的兩倍，電子總數(shù)是E原子電子總數(shù)的；F是同周期主族元素中原子半徑最小的元素；D2-與E2+的電子層結(jié)構(gòu)相同；B與D可以形成三原子化合物甲；A是非金屬元素，且A、C、F可形成離子化合物乙。
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
(1)F的元素名稱是______________________，E的元素符號(hào)是________。
(2)寫(xiě)出化合物乙的電子式：___________________________________。
(3)化合物甲有____________個(gè)σ鍵和__________個(gè)π鍵。
(4)B、C、D三種元素對(duì)應(yīng)的簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性由強(qiáng)到弱的順序是_____________________________________________________________________(填氫化物化學(xué)式)。
[解析]　A、B、C、D、E、F為6種短周期主族元素，它們的核電荷數(shù)依次增大，B原子核最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的兩倍，則B為C元素；B原子核外電子總數(shù)是E原子核外電子總數(shù)的，則E為Mg元素；F是同周期主族元素中原子半徑最小的元素，則F為Cl元素；D2-與E2+的電子層結(jié)構(gòu)相同，則D為O元素；B與D可以形成三原子化合物甲，則甲為CO2；C的核電荷數(shù)介于BD之間，則C為N元素A是非金屬元素，且A與N、Cl元素可形成離子化合物乙，則乙為NH4Cl，所以A為H元素。
(1)根據(jù)上述分析可知，F(xiàn)為Cl元素，元素名稱是氯，E為鎂元素，元素符號(hào)為Mg。
(2)化合物乙為NH4Cl，是離子化合物，故其電子式為。
(3)化合物甲為CO2，結(jié)構(gòu)式為O==C==O，所以有2個(gè)σ鍵和2個(gè)π鍵。
(4)B、C、D分別為C、N、O元素，同周期主族元素從左到右，元素的非金屬性增強(qiáng)，元素的非金屬性越強(qiáng)，對(duì)應(yīng)簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性越強(qiáng)，則CH4、NH3、H2O的穩(wěn)定性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)镠2O>NH3>CH4。
[答案]　(1)氯　Mg
(2) 　(3)2　2
(4)H2O＞NH3＞CH4
課時(shí)分層作業(yè)(八)　共價(jià)鍵
(選擇題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求)
1．下列關(guān)于共價(jià)鍵的描述正確的是(　　)
A．兩個(gè)原子的未成對(duì)電子若自旋狀態(tài)相同，則兩兩配對(duì)可形成共價(jià)鍵
B．原子軌道具有一定的伸展方向，所形成的共價(jià)鍵都具有方向性
C．兩個(gè)原子的p軌道不僅能形成σ鍵，也能形成π鍵
D．π鍵只能由相同電子層的p軌道形成
C　[A．兩個(gè)原子的未成對(duì)電子若自旋狀態(tài)相反，則兩兩配對(duì)可形成共價(jià)鍵，A錯(cuò)誤；B．s軌道在形成共價(jià)鍵時(shí)，沒(méi)有方向性，則不是所有共價(jià)鍵都有方向性，B錯(cuò)誤；C．兩個(gè)原子的p軌道不僅能形成σ鍵，也能形成π鍵，C正確；D．π鍵可由不同電子層的p軌道形成，如二氧化硫分子中氧原子與硫原子形成的π鍵，故D錯(cuò)誤。]
2．下列分子的結(jié)構(gòu)式與共價(jià)鍵的飽和性不相符的是(　　)
A．H2O2(過(guò)氧化氫)：H—O==O—H
B．N2H4(肼)：
C．C2H5SH(乙硫醇)：
D．SiHCl3(三氯氫硅)：
A　[由共價(jià)鍵的飽和性可知：C、Si均形成4個(gè)共價(jià)鍵，H形成1個(gè)共價(jià)鍵，N形成3個(gè)共價(jià)鍵，O、S均形成2個(gè)共價(jià)鍵。A項(xiàng)分子中O原子間是雙鍵，且每個(gè)氧原子與1個(gè)氫原子再形成1個(gè)單鍵，即每個(gè)氧原子形成3個(gè)共價(jià)鍵，與共價(jià)鍵的飽和性不相符。]
3．下列對(duì)HBr、H2、NH3、C2H4中共價(jià)鍵存在類型的判斷正確的是(　　)
A．都有σ鍵，沒(méi)有π鍵
B．都有π鍵，沒(méi)有σ鍵
C．都既有σ鍵，又有π鍵
D．除C2H4外，都只有σ鍵
D　[先寫(xiě)出四種分子的結(jié)構(gòu)式：
H—Br、H—H、、只有C2H4中既存在單鍵又存在雙鍵，其余分子中都只有單鍵，故只有C2H4中存在π鍵，其余分子中都只有σ鍵。]
4．下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　)
A．s—s σ鍵與p—p σ鍵的電子云圖像都呈軸對(duì)稱
B．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
C．乙烯與乙烷化學(xué)性質(zhì)不同，主要是因?yàn)橐蚁┲械摩墟I不如σ鍵牢固
D．1，3-丁二烯(CH2==CHCH==CH2)分子中含有7個(gè)σ鍵、2個(gè)π鍵
D　[A．σ鍵為原子軌道通過(guò)“頭碰頭”方式電子云重疊形成，s—s軌道和p—p軌道形成的σ鍵均呈軸對(duì)稱，故A正確；B．s軌道為球形，只能通過(guò)“頭碰頭”形成σ鍵，p軌道為啞鈴形，既能通過(guò)“頭碰頭”形成σ鍵也能通過(guò)肩并肩形成p鍵，故B正確；C．乙烯中的π鍵不如σ鍵牢固，π鍵容易斷裂，所以乙烯比乙烷活潑，故C正確；D．由1，3-丁二烯的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知分子中含有9個(gè)σ鍵、2個(gè)π鍵，故D錯(cuò)誤。]
5．下列物質(zhì)中既含有極性共價(jià)鍵，又含有非極性共價(jià)鍵的是(　　)
A．CCl4 B．CO2
C．C2H4 D．NH4Cl
C　[CCl4、CO2中只含有極性共價(jià)鍵，A、B項(xiàng)不符合題意；C2H4中既含有C===C非極性共價(jià)鍵，又含有C—H極性共價(jià)鍵，C項(xiàng)符合題意；NH4Cl中含有離子鍵和極性共價(jià)鍵，D項(xiàng)不符合題意。]
6．下列關(guān)于有機(jī)化合物中化學(xué)鍵的說(shuō)法不正確的是(　　)
A．烷烴中的化學(xué)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(gè)丙炔(C3H4)分子中含有5個(gè)σ鍵和3個(gè)π鍵
D　[烷烴為飽和烴，所有的化學(xué)鍵均為σ鍵，A正確；溴元素的電負(fù)性強(qiáng)于氫元素，元素的電負(fù)性相差越大，鍵的極性越強(qiáng)，故C—H鍵的極性比C—Br鍵的極性弱，B正確；乙烯中含碳碳非極性鍵和碳?xì)錁O性鍵，C正確；丙炔的結(jié)構(gòu)式：，三鍵中含1個(gè)σ鍵和2個(gè)π鍵，單鍵全部是σ鍵，共含6個(gè)σ鍵和2個(gè)π鍵，D錯(cuò)誤。]
7．科學(xué)家宣稱普通鹽水在無(wú)線電波的作用下可燃燒，這很可能是21世紀(jì)人類偉大的發(fā)現(xiàn)之一，未來(lái)人類的能源危機(jī)問(wèn)題將有望解決。無(wú)線電頻率可以降低鹽水中所含元素原子之間的結(jié)合力，釋放出氫原子，一旦點(diǎn)燃，氫原子就會(huì)在這種頻率下持續(xù)燃燒。上述“結(jié)合力”的實(shí)質(zhì)是(　　)
A．離子鍵 B．s-s σ鍵
C．s-p σ鍵 D．p-p π鍵
C　[“釋放出氫原子”必須破壞水分子中的氫氧鍵，這是由氫原子的1s軌道與氧原子的2p軌道重疊形成的一種s-p σ鍵。]
8．化合物A是一種新型鍋爐水除氧劑，其結(jié)構(gòu)式為，設(shè)NA是阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說(shuō)法中正確的是(　　)
A．A分子中只有極性鍵沒(méi)有非極性鍵
B．A分子中的共用電子對(duì)數(shù)為11
C．1 mol A分子中所含的σ鍵數(shù)目為10NA
D．A是共價(jià)化合物
D　[A項(xiàng)，N—N鍵是非極性鍵，A項(xiàng)不正確；A分子中存在12個(gè)共價(jià)鍵，其中有一個(gè)碳氧雙鍵，故有12個(gè)共用電子對(duì)、11個(gè)σ鍵，B、C項(xiàng)均不正確；A分子中只有共價(jià)鍵，故A是共價(jià)化合物，D項(xiàng)正確。]
9．按要求回答問(wèn)題。
(1)1 mol HCHO分子中含有σ鍵的數(shù)目為_(kāi)_____ NA(NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)。
(2)CS2分子中，共價(jià)鍵的類型有________(填“極性鍵”或“非極性鍵”)。
(3)有關(guān)物質(zhì)中：①M(fèi)gCl2；②Na2O2；③CS2；④NaOH；⑤H2，只存在極性鍵的是________(填序號(hào)，后同)，只存在非極性鍵的是________，只存在離子鍵的是________，既存在離子鍵又存在極性共價(jià)鍵的是________，既存在離子鍵又存在非極性共價(jià)鍵的是________。
[解析]　(1)HCHO結(jié)構(gòu)式是，共價(jià)單鍵都是σ鍵，共價(jià)雙鍵中一個(gè)是σ鍵，一個(gè)是π鍵，可見(jiàn)1個(gè)HCHO分子中含有3個(gè)σ鍵，則在1 mol HCHO分子中含有σ鍵的數(shù)目為3NA。
(2)CS2的結(jié)構(gòu)式是S==C==S，C==S鍵是兩種不同的非金屬元素的原子形成的共價(jià)鍵，因此屬于極性鍵。(3)①M(fèi)gCl2是離子化合物，Mg2+與2個(gè)Cl－之間以離子鍵結(jié)合，存在離子鍵；②Na2O2是離子化合物，2個(gè)Na＋與以離子鍵結(jié)合，在中2個(gè)O原子之間以非極性共價(jià)鍵結(jié)合，故Na2O2中存在離子鍵、非極性共價(jià)鍵；③CS2是由CS2分子構(gòu)成的共價(jià)化合物，其結(jié)構(gòu)式是S==C=
=S，分子中存在極性共價(jià)鍵；④NaOH是離子化合物，Na＋與OH－之間以離子鍵結(jié)合，在OH－中H、O原子之間以極性鍵結(jié)合，故NaOH中含有離子鍵、極性共價(jià)鍵；⑤H2是由分子構(gòu)成的非金屬單質(zhì)，在H2中2個(gè)H原子之間以非極性鍵結(jié)合，故其中只含非極性鍵。
[答案]　(1)3　(2)極性鍵　(3)③　⑤　①　④　②
(選擇題有一個(gè)或兩個(gè)選項(xiàng)符合題目要求)
10．如圖所示的分子中含有σ鍵和π鍵的數(shù)目分別為(　　)
A．13　2 B．10　2
C．10　3 D．9　3
C　[題述分子中含有6個(gè)C—H鍵、2個(gè)C—C鍵、1個(gè)C==C鍵、1個(gè)C≡C鍵、單鍵中只含有σ鍵，雙鍵中含有1個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵，三鍵中含有1個(gè)σ鍵和2個(gè)π鍵，故該分子中共有10個(gè)σ鍵和3個(gè)π鍵，故C項(xiàng)正確。]
11．下列關(guān)于共價(jià)鍵的理解不正確的是(　　)
A．如圖可知?dú)浞肿又袃蓚€(gè)氫原子的核間距為0.074 nm
B．H2O2分子中既有極性鍵又有非極性鍵
C．氫分子中共價(jià)鍵有方向性
D．形成共價(jià)鍵后共用電子只在兩個(gè)原子核之間出現(xiàn)
CD　[由題圖可知，兩個(gè)氫原子相互靠近的過(guò)程中，在相距0.074 nm時(shí)體系能量最低，體系最穩(wěn)定，此時(shí)形成穩(wěn)定的氫分子，A項(xiàng)正確；H2O2分子中既存在H—O極性鍵，又存在O—O非極性鍵，B項(xiàng)正確；氫分子中兩個(gè)氫原子的未成對(duì)電子均為1s電子，s軌道在空間呈球形對(duì)稱，故s軌道之間的重疊不具有方向性，C項(xiàng)錯(cuò)誤；形成共價(jià)鍵后共用電子在兩個(gè)原子核之間出現(xiàn)的概率增大，并不是只在兩個(gè)原子核之間出現(xiàn)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。]
12．下面原子軌道重疊情況正確的是(　　)
A．s電子與p電子取向適當(dāng)時(shí)發(fā)生重疊可形成σ鍵如圖Ⅰ
B．s電子與p電子取向適當(dāng)時(shí)發(fā)生重疊可形成π鍵如圖Ⅱ
C．在圖Ⅰ中陰影區(qū)域電子云最稀疏
D．只有s電子與p電子可形成σ鍵，p電子之間只能形成π鍵
[答案]　A
13．二氯化二硫(S2Cl2)是廣泛用于橡膠工業(yè)的硫化劑，其分子結(jié)構(gòu)如圖所示。常溫下S2Cl2是一種橙黃色的液體，遇水易水解，并產(chǎn)生能使品紅褪色的氣體，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　)
A．電負(fù)性：Cl>S
B．S2Cl2為含有極性鍵和非極性鍵的分子
C．S2Br2與S2Cl2結(jié)構(gòu)相似，都含有σ鍵和π鍵
D．S2Cl2與H2O反應(yīng)的化學(xué)方程式為S2Cl2＋2H2O===SO2↑＋3S↓＋4HCl
CD　[同周期從左到右主族元素的電負(fù)性逐漸增強(qiáng)，則電負(fù)性：Cl＞S，故A正確；S—S鍵為非極性共價(jià)鍵，S—Cl鍵為極性共價(jià)鍵，則S2Cl2為含有極性鍵和非極性鍵的分子，故B正確；S2Br2與S2Cl2結(jié)構(gòu)相似，都僅含有σ鍵，不含π鍵，故C錯(cuò)誤；S2Cl2遇水易水解，并產(chǎn)生能使品紅溶液褪色的氣體，該氣體為SO2，在反應(yīng)過(guò)程中硫元素一部分升高到＋4價(jià)(生成SO2)，一部分降低到0價(jià)(生成S)，Cl元素的化合價(jià)不變，則S2Cl2與H2O反應(yīng)的化學(xué)方程式為2S2Cl2＋2H2O===SO2↑＋3S↓＋4HCl，故D錯(cuò)誤。]
14．設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。回答下列問(wèn)題：
(1)1 mol CO2中含有的σ鍵數(shù)目為_(kāi)_______。
(2)已知CO和CN－與N2結(jié)構(gòu)相似，CO分子內(nèi)σ鍵與π鍵個(gè)數(shù)之比為_(kāi)_______。HCN分子中σ鍵與π鍵數(shù)目之比為_(kāi)_______。
(3)肼(N2H4)分子可視為NH3分子中的一個(gè)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(shí)發(fā)生的反應(yīng)如下：
N2O4(l)＋2N2H4(l)===3N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－1 038.7 kJ·mol-1。
若該反應(yīng)中有4 mol N—H鍵斷裂，則形成的π鍵有________mol。
(4)C、H元素形成的化合物分子中共有16個(gè)電子，該分子中σ鍵與π鍵的個(gè)數(shù)比為_(kāi)_______。
(5)1 mol乙醛分子中含σ鍵的數(shù)目為_(kāi)_____________________，1個(gè)CO(NH2)2分子中含有σ鍵的個(gè)數(shù)為_(kāi)_______。
(6)CH4、NH3、H2O、HF分子中共價(jià)鍵的極性由強(qiáng)到弱的順序是_____________
_____________________________________________________________________。
[解析]　(1)CO2分子內(nèi)含有碳氧雙鍵，雙鍵中一個(gè)是σ鍵，另一個(gè)是π鍵，則1 mol CO2中含有的σ鍵個(gè)數(shù)為2NA或1.204×1024。(2)N2的結(jié)構(gòu)式為N≡N，推知CO的結(jié)構(gòu)式為C≡O(shè)，分子中含有1個(gè)σ鍵、2個(gè)π鍵；HCN分子的結(jié)構(gòu)式為H—C≡N，HCN分子中σ鍵與π鍵個(gè)數(shù)均為2。
(3)反應(yīng)中有4 mol N—H鍵斷裂，即有1 mol N2H4參加反應(yīng)，生成1.5 mol N2，則形成的π鍵有3 mol。
(4)設(shè)分子式為CmHn，則6m＋n＝16，n＝2m＋2(不合題意)或n＝2m，解之得m＝2，n＝4，即C2H4，結(jié)構(gòu)式為，單鍵為σ鍵，雙鍵中有1個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵，所以一個(gè)C2H4分子中共含有5個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵。(5)乙醛與的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式分別為、，故1 mol乙醛中含有σ鍵為6NA或3.612×1024個(gè)，1個(gè)CO(NH2)2分子中含有7個(gè)σ鍵。(6)兩個(gè)成鍵原子的電負(fù)性差別越大，它們形成共價(jià)鍵的極性就越強(qiáng)(或從非金屬性強(qiáng)弱上來(lái)判斷)。由于電負(fù)性：F＞O＞N＞C，因此四種元素與H形成的共價(jià)鍵的極性：F—H＞O—H＞N—H＞C—H。
[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)HF＞H2O＞NH3＞CH4
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第1課時(shí)　共價(jià)鍵(基礎(chǔ)課)
第2章　微粒間相互作用與物質(zhì)性質(zhì)
第1節(jié)　共價(jià)鍵模型
素養(yǎng)目標(biāo) 1．認(rèn)識(shí)原子間通過(guò)原子軌道重疊形成共價(jià)鍵，了解共價(jià)鍵具有飽和性和方向性。
2．能根據(jù)原子軌道的重疊方式知道共價(jià)鍵可分為σ鍵和π鍵；知道共價(jià)鍵可分為極性共價(jià)鍵和非極性共價(jià)鍵，建立共價(jià)鍵認(rèn)知模型。
舊知
回顧 1．化學(xué)鍵：相鄰原子間的強(qiáng)相互作用，分為離子鍵和共價(jià)鍵。
2．離子鍵：陰、陽(yáng)離子之間通過(guò) 靜電作用形成的化學(xué)鍵，成鍵微粒是陰離子和陽(yáng)離子。一般情況下，活潑金屬元素原子與活潑非金屬元素原子之間易形成離子鍵。
3．共價(jià)鍵：原子間通過(guò)共用電子形成的化學(xué)鍵，成鍵微粒是原子，一般情況下，非金屬元素原子間形成共價(jià)鍵。
用電子云表示形成過(guò)程 能量變化
相距較遠(yuǎn)時(shí)
體系的能量____兩個(gè)氫原子的能量之和(能量最高)
必備知識(shí) 自主預(yù)習(xí)
一、共價(jià)鍵的形成與特征
1．氫分子中共價(jià)鍵(H—H鍵)的形成
等于
用電子云表示形成過(guò)程 能量變化
原子軌道重疊 兩原子逐漸接近時(shí)，原子軌道會(huì)相互重疊，使電子在核間區(qū)域出現(xiàn)的概率增大，原子核對(duì)兩個(gè)電子都產(chǎn)生吸引作用，使體系能量逐漸____
下降
用電子云表示形成過(guò)程 能量變化
形成共價(jià)鍵 原子軌道重疊，兩個(gè)單電子形成__________即形成共價(jià)鍵(核間距為0.074 nm時(shí)，能量最低)
[注意]　形成共價(jià)鍵的氫原子不能無(wú)限靠近，因?yàn)榭康眠^(guò)近時(shí)，原子核以及電子之間的排斥作用會(huì)導(dǎo)致體系能量上升，分子不穩(wěn)定。
共用電子對(duì)
2．共價(jià)鍵的形成
概念 原子間通過(guò)________形成的化學(xué)鍵
本質(zhì) 原子之間通過(guò)共用電子對(duì)形成的相互作用
形成
元素 通常，在電負(fù)性差值__的元素原子之間形成
共用電子
小
表示
方法 ①共價(jià)單鍵：用一條短線表示由____________所形成的共價(jià)鍵，如H—H鍵
②共價(jià)雙鍵：用“==”表示原子間共用________所形成的共價(jià)鍵，如C==C鍵
③共價(jià)三鍵：用“≡”表示原子間共用________所形成的共價(jià)鍵，如C≡C鍵
一對(duì)共用電子
兩對(duì)電子
三對(duì)電子
3．共價(jià)鍵的特征
(1)飽和性
定義 每個(gè)原子所能形成共價(jià)鍵的總數(shù)或以共價(jià)鍵連接的原子數(shù)目是一定的
原因 每個(gè)原子所能提供的______電子的數(shù)目是一定的，因此在共價(jià)鍵形成的過(guò)程中，一個(gè)原子中的一個(gè)未成對(duì)電子與另一個(gè)原子中的一個(gè)未成對(duì)電子配對(duì)成鍵后，一般來(lái)說(shuō)就不能再與其他原子的未成對(duì)電子配對(duì)成鍵
應(yīng)用 決定了各種原子形成分子時(shí)相互結(jié)合的____關(guān)系。
未成對(duì)
數(shù)量
(2)方向性
定義 共價(jià)鍵將盡可能沿著電子出現(xiàn)概率____的方向形成
原因 除s軌道是球形對(duì)稱外，其他原子軌道都具有一定的空間取向。在形成共價(jià)鍵時(shí)，原子軌道重疊得多，電子在核間出現(xiàn)的概率大，所形成的共價(jià)鍵就牢固
應(yīng)用 分子的空間結(jié)構(gòu)與共價(jià)鍵的方向性密切相關(guān)
最大
判一判　(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)
(1)只有非金屬元素之間才能存在共價(jià)鍵。 (　　)
(2)所有物質(zhì)中的原子間都存在化學(xué)鍵。 (　　)
(3)原子軌道在空間都具有方向性。 (　　)
×
×
×
二、共價(jià)鍵的類型
1．σ鍵與π鍵：(按原子軌道重疊方式分類)
σ鍵 原子軌道以“______”方式相互重疊導(dǎo)致電子在核間出現(xiàn)的概率____而形成的共價(jià)鍵
π鍵 原子軌道以“______”方式相互重疊導(dǎo)致電子在核間出現(xiàn)的概率____而形成的共價(jià)鍵
頭碰頭
增大
肩并肩
增大
2．極性鍵和非極性鍵
按兩原子核間的共用電子是否偏移可將共價(jià)鍵分為極性鍵和非極性鍵。
形成元素 電子對(duì)偏移 原子電性
非極
性鍵 ____元素 因兩原子電負(fù)性相同，共用電子______ 兩原子均不顯電性
極性鍵 ____元素 共用電子偏向電負(fù)性較__的原子 電負(fù)性較大的原子顯負(fù)電性
同種
不偏移
不同
大
想一想　C2H4比C2H6的化學(xué)性質(zhì)活潑的原因是什么？
提示：乙烯分子中含有π鍵，原子軌道重疊程度小，共價(jià)鍵不穩(wěn)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(jià)鍵穩(wěn)定，不容易斷裂。
關(guān)鍵能力 情境探究
[問(wèn)題探究]
1．非金屬元素只能形成共價(jià)鍵嗎？只有非金屬原子之間才能形成共價(jià)鍵嗎？
共價(jià)鍵的形成與特征
提示：不是。有些離子鍵是由非金屬元素形成的，如銨鹽；金屬與非金屬原子間形成的化學(xué)鍵也可能是共價(jià)鍵，如AlCl3中的化學(xué)鍵是共價(jià)鍵。
2．為什么氖原子不能形成雙原子分子，而氯分子是雙原子分子？
提示：因?yàn)槟试榆壍乐胁缓形闯蓪?duì)電子，原子軌道間不能發(fā)生重疊而形成化學(xué)鍵。而氯原子3p軌道上有一個(gè)未成對(duì)電子，兩個(gè)氯原子之間發(fā)生原子軌道重疊而形成雙原子分子。
[歸納總結(jié)]
1．共價(jià)鍵的飽和性由成鍵原子的未成對(duì)電子數(shù)決定，共價(jià)鍵的方向性由成鍵原子的軌道的方向性決定。
2．共價(jià)鍵的飽和性決定了各種原子形成分子時(shí)相互結(jié)合的數(shù)量關(guān)系。
3．共價(jià)鍵的方向性決定了分子的空間結(jié)構(gòu)，并非所有的共價(jià)鍵都有方向性，如兩個(gè)s軌道電子形成共價(jià)鍵時(shí)就沒(méi)有方向性。
[能力達(dá)成]
1．下列化學(xué)式及結(jié)構(gòu)式中，從成鍵情況看不合理的是(　　)
√
B　[根據(jù)每種元素原子形成的化學(xué)鍵判斷正誤，氮原子能形成3個(gè)共價(jià)鍵，碳原子能形成4個(gè)共價(jià)鍵，硅原子能形成4個(gè)共價(jià)鍵，硫原子能形成2個(gè)共價(jià)鍵，氫原子能形成1個(gè)共價(jià)鍵，氧原子能形成2個(gè)共價(jià)鍵。]
2．(雙選)下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　)
A．Cl2是雙原子分子，H2S是三原子分子，這是由共價(jià)鍵的飽和性決定的
B．H2O與H2S的空間結(jié)構(gòu)一樣，都是由共價(jià)鍵的飽和性決定的
C．HCl中Cl顯－1價(jià)是因?yàn)楣灿秒娮訉?duì)只在氯原子周圍運(yùn)動(dòng)
D．兩原子軌道發(fā)生重疊后，電子在兩核間出現(xiàn)的概率增大
√
√
BC　[共價(jià)鍵的飽和性決定組成分子的原子間的數(shù)量關(guān)系，A項(xiàng)正確；共價(jià)鍵的方向性決定分子的空間結(jié)構(gòu)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；在形成HCl分子時(shí)，Cl原子吸引電子的能力比H原子強(qiáng)，共用電子對(duì)偏向Cl，導(dǎo)致共用電子在Cl原子附近出現(xiàn)的概率較大，從而使Cl原子帶部分負(fù)電荷，H原子帶部分正電荷，故HCl中Cl顯－1價(jià)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；兩原子軌道發(fā)生重疊使電子出現(xiàn)在兩核間的概率增大，D項(xiàng)正確。]
[教材鏈接]
[教材　聯(lián)想·質(zhì)疑]
共價(jià)鍵是由成鍵原子雙方各提供自旋狀態(tài)相反的未成對(duì)價(jià)電子用以成對(duì)，核間電子概率密度大吸引原子核而成的。即共價(jià)鍵形成的本質(zhì)就是電子云的重疊，電子云重疊越多，分子越穩(wěn)定。且兩個(gè)原子的未成對(duì)電子，只有自旋相反，才能配對(duì)形成一個(gè)共價(jià)鍵。回答下列問(wèn)題：
(1)為什么共價(jià)鍵有方向性？任何分子中的共價(jià)鍵都有方向性嗎？
(2)所有單質(zhì)都有共價(jià)鍵嗎？
(3)為什么不存在H3、H3O、Cl3等分子？
[提示]　(1)共價(jià)鍵形成時(shí)，兩個(gè)參與成鍵的原子軌道總是盡可能沿著電子出現(xiàn)概率最大的方向重疊，重疊程度越大，形成的共價(jià)鍵越牢固，所以共價(jià)鍵有方向性。不是任何分子中的共價(jià)鍵都有方向性，如H2分子中的共價(jià)鍵沒(méi)有方向性。
(2)并不是所有的單質(zhì)中都有共價(jià)鍵，稀有氣體中不存在化學(xué)鍵，金屬單質(zhì)中不存在共價(jià)鍵。
(3)H原子和Cl原子都只有1個(gè)未成對(duì)電子，而O原子有2個(gè)未成對(duì)電子，根據(jù)共價(jià)鍵的飽和性，兩個(gè)H原子通過(guò)未成對(duì)電子配對(duì)成鍵形成H2分子，而不是H3分子。兩個(gè)Cl原子通過(guò)未成對(duì)電子配對(duì)成鍵形成Cl2分子，而不是Cl3分子。一個(gè)O原子的兩個(gè)未成對(duì)電子分別和兩個(gè)H原子的未成對(duì)電子配對(duì)成鍵形成H2O分子，而不是H3O分子。
[情境探究]
如圖所示表示成鍵的兩種方式。
深度理解σ鍵和π鍵
1．哪種成鍵方式電子云重疊程度大？
提示：頭碰頭。
2．σ鍵與π鍵哪個(gè)更牢固？
提示：σ鍵。
3．所有σ鍵都有方向性嗎？
提示：s-s σ鍵沒(méi)有方向性。
[歸納總結(jié)]
σ鍵和π鍵的比較
鍵類型 σ鍵 π鍵
原子軌道重疊方式 沿鍵軸方向“頭碰頭”重疊 沿鍵軸方向“肩并肩”重疊
類型 s-s σ鍵、s-p σ鍵、p-p σ鍵 p-p π鍵
原子軌道重疊部分 兩原子核之間，在鍵鈾處 鍵軸上方和下方，鍵軸處為零
鍵類型 σ鍵 π鍵
原子軌道重疊程度 大 小
鍵的強(qiáng)度 較大 較小
化學(xué)活潑性 不活潑 活潑
鍵的存在 共價(jià)單鍵為σ鍵，1個(gè)共價(jià)雙鍵、三鍵中含有一個(gè)σ鍵 1個(gè)共價(jià)雙鍵、三鍵分別含有1個(gè)、2個(gè)π鍵
[能力達(dá)成]
1．下列關(guān)于σ鍵和π鍵的說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　)
A．1個(gè)共價(jià)雙鍵中含有1個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵
B．烯烴分子中σ鍵比π鍵穩(wěn)定，不易斷裂
C．雙原子單質(zhì)分子中一定既有σ鍵又有π鍵
D．σ鍵是原子軌道“頭碰頭”方式相互重疊，π鍵則為“肩并肩”方式相互重疊
√
C　[1個(gè)共價(jià)雙鍵中含有1個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵，A正確；σ鍵比π鍵重疊程度大，因此烯烴分子中σ鍵比π鍵穩(wěn)定，不易斷裂，B正確；雙原子單質(zhì)分子中可能只含有σ鍵不含π鍵，如Cl2分子中只含σ鍵不含π鍵，C錯(cuò)誤；原子軌道以“頭碰頭”方式相互重疊形成的共價(jià)鍵為σ鍵，以“肩并肩”方式相互重疊形成的共價(jià)鍵為π鍵，D正確。]
2．下列物質(zhì)的分子中既有σ鍵又有π鍵的是(　　)
①HCl　②H2O　③N2　④H2O2　⑤C2H4　⑥C2H2
A．①②③　　　　　　 B．③④⑤⑥
C．①③⑥ D．③⑤⑥
√
D　[當(dāng)兩個(gè)原子間能形成多個(gè)共用電子對(duì)時(shí)，形成一個(gè)σ鍵，另外的原子軌道只能形成π鍵。HCl中只有一個(gè)H—Cl σ鍵；H2O中含有兩個(gè)H—O σ鍵；H2O2中含有兩個(gè)H—O σ鍵和一個(gè)O—O σ鍵；N2中含有三個(gè)共價(jià)鍵：一個(gè)為σ鍵，兩個(gè)為π鍵；C2H4中，碳原子與碳原子之間有兩個(gè)共價(jià)鍵，一個(gè)為σ鍵，一個(gè)為π鍵，另外有四個(gè)C—H σ鍵；C2H2中，碳原子與碳原子之間有三個(gè)共價(jià)鍵，一個(gè)為σ鍵，兩個(gè)為π鍵，另外有兩個(gè)C—H σ鍵。]
3．(雙選)下列關(guān)于σ鍵和π鍵的理解不正確的是(　　)
A．σ鍵能單獨(dú)形成，而π鍵一定不能單獨(dú)形成
B．σ鍵可以繞鍵軸旋轉(zhuǎn)，π鍵一定不能繞鍵軸旋轉(zhuǎn)
C．CH3—CH3、CH2==CH2、CH≡CH中σ鍵都是C—C鍵，所含σ鍵數(shù)目相同
D．π鍵比σ鍵的重疊程度大，形成的共價(jià)鍵強(qiáng)
√
√
CD　[分子中單鍵中只含σ鍵，雙鍵和三鍵中含π鍵和σ鍵，σ鍵能單獨(dú)形成，而π鍵不能單獨(dú)形成，故A正確；σ鍵為軸對(duì)稱，則σ鍵可以繞鍵軸旋轉(zhuǎn)，π鍵一定不能繞鍵軸旋轉(zhuǎn)，故B正確；三種分子中分別含C—C鍵、C—H鍵，都是σ鍵，由于所含C—H鍵數(shù)目不同，故所含σ鍵數(shù)目均不相同，故C錯(cuò)誤；σ鍵“頭碰頭”重疊，π鍵“肩并肩”重疊，σ鍵重疊程度大，共價(jià)鍵強(qiáng)，故D錯(cuò)誤。]
學(xué)習(xí)效果 隨堂評(píng)估
1．下列有機(jī)化合物中σ鍵與π鍵個(gè)數(shù)比為3∶2的是(　　)
A．CH3CH3　　　　 B．CH2==CH2
C．CH≡CH D．CH4
2
4
3
題號(hào)
1
5
√
C　[CH3CH3中有7個(gè)σ鍵，沒(méi)有π鍵，A不符合題意；CH2===CH2中有5個(gè)σ鍵，1個(gè)π鍵，B不符合題意；CH≡CH中有3個(gè)σ鍵，2個(gè)π鍵，C符合題意；CH4中有4個(gè)σ鍵，沒(méi)有π鍵，D不符合題意。]
2．設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說(shuō)法正確的是(　　)
A．14 g N2含有π鍵數(shù)為NA
B．22.4 L CO2含π鍵的數(shù)目為2NA
C．1 mol 18O原子含中子的數(shù)目為8NA
D．46 g CH3CH2OH含極性共價(jià)鍵的數(shù)目為8NA
2
3
題號(hào)
1
4
5
√
2
3
題號(hào)
1
4
5
3．(雙選)化合物A是近年來(lái)采用的鍋爐a水添加劑，其結(jié)構(gòu)式如圖，A能除去鍋爐水a(chǎn)中溶解的氧氣，下列對(duì)化合物A說(shuō)法正確的是(　　)
A．該分子既有非極性鍵也有極性鍵
B．所含的σ鍵與π鍵個(gè)數(shù)之比為10∶1
C．所含的σ鍵與π鍵個(gè)數(shù)之比為11∶1
D．N元素的化合價(jià)均為－3價(jià)
2
3
題號(hào)
4
1
5
√
√
AC　[由該有機(jī)物的成鍵方式可知，該分子既有N—N非極性鍵也有C==O、N—H、C—N極性鍵，故A正確；一個(gè)單鍵含1個(gè)σ鍵，一個(gè)雙鍵含有1個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵，所以一個(gè)A分子中含有11個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵，故B錯(cuò)誤、C正確；因N的電負(fù)性大于C、H，故N元素的化合價(jià)均為－2價(jià)，故D錯(cuò)誤。]
2
3
題號(hào)
4
1
5
4．(雙選)四氟乙烯是一種無(wú)色無(wú)臭的氣體，可用于制聚四氟乙烯，
四氟乙烯是平面形分子( )，對(duì)于四氟乙烯分子的說(shuō)法正確的是(　　)
A．四氟乙烯分子中σ鍵與π鍵個(gè)數(shù)分別為5、1，π鍵比σ鍵活潑
B．四氟乙烯分子中的F原子無(wú)法與其他碳原子形成共價(jià)鍵
C．碳氟鍵、碳碳鍵可沿鍵軸旋轉(zhuǎn)不被破壞
D．氟原子與碳原子可以共用電子形成共價(jià)鍵，也可以發(fā)生電子得失形成離子鍵
2
4
3
題號(hào)
1
5
√
√
2
4
3
題號(hào)
1
5
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
(1)F的元素名稱是____，E的元素符號(hào)是________。
(2)寫(xiě)出化合物乙的電子式：___________________________。
2
4
3
題號(hào)
1
5
氯
Mg
(3)化合物甲有_______個(gè)σ鍵和_______個(gè)π鍵。
(4)B、C、D三種元素對(duì)應(yīng)的簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性由強(qiáng)到弱的順序是______________________(填氫化物化學(xué)式)。
2
2
H2O＞NH3＞CH4
2
4
3
題號(hào)
1
5
(1)根據(jù)上述分析可知，F(xiàn)為Cl元素，元素名稱是氯，E為鎂元素，元素符號(hào)為Mg。
(2)化合物乙為NH4Cl，是離子化合物，故其電子式
為 。
2
4
3
題號(hào)
1
5
(3)化合物甲為CO2，結(jié)構(gòu)式為O==C==O，所以有2個(gè)σ鍵和2個(gè)π鍵。
(4)B、C、D分別為C、N、O元素，同周期主族元素從左到右，元素的非金屬性增強(qiáng)，元素的非金屬性越強(qiáng)，對(duì)應(yīng)簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性越強(qiáng)，則CH4、NH3、H2O的穩(wěn)定性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)镠2O>NH3>CH4。
2
4
3
題號(hào)
1
5

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