《2019-2020学年高中化学专题3第3单元共价键原子晶体第1课时共价键的形成及类型教案苏教版选修32.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019-2020学年高中化学专题3第3单元共价键原子晶体第1课时共价键的形成及类型教案苏教版选修32.docx（12页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、第1课时共价键的形成及类型核心素养发展目标1.了解共价键的形成条件及实质，能从微观角度分析共价键的类型，会区分键和键，极性键和非极性键，促进宏观辨识与微观探析学科核心素养的发展。2.能熟练判断分子中键和键的存在及个数，从而建立判断键和键的思维模型。一、共价键的形成1共价键原子间通过共用电子对所形成的强烈的相互作用，叫做共价键。2形成过程(以氢气分子形成为例)氢分子形成过程中能量随核间距的变化如下图曲线a所示：当两个氢原子相互接近，若两个氢原子核外电子的自旋方向相反，它们接近到一定距离时，两个氢原子的1s轨道发生重叠，电子在两原子核间出现的机会较大，体系的能量逐渐下降，达到能量最低状态。若核间距
2、离进一步地减小，两原子核间的斥力增大，使体系的能量迅速上升，这种排斥作用又将氢原子推回到平衡位置。氢分子形成过程中能量(主要指势能)随核间距的变化如上图曲线b所示。若两个氢原子核外电子的自旋方向相同，当它们相互接近时，两原子间总是排斥作用占主导地位，体系能量将逐渐升高。所以，两个带有自旋方向相同的电子的氢原子不可能形成氢分子。3形成的本质当成键原子相互接近时，原子轨道发生重叠，自旋方向相反的未成对电子形成共用电子对，两原子核间的电子密度增加，体系的能量降低。4共价键的特征(1)共价键的形成条件：电负性之差小于1.7的元素之间易形成共价键。(2)共价键的饱和性决定了各种原子形成分子时相互结合的数
3、量关系。共价键的方向性决定了分子的空间结构。(3)并不是所有共价键都具有方向性，如两个s电子形成共价键时就没有方向性。例1下列不属于共价键成键因素的是()A共用电子对在两原子核之间高概率出现B共用的电子必须配对C成键后体系能量降低，趋于稳定D两原子体积大小要适中答案D解析两原子形成共价键时，电子云发生重叠，即电子在两核之间出现的概率更大；两原子电子云重叠越多，键越牢固，体系的能量也越低；原子的体积大小与能否形成共价键无必然联系。例2(2018南昌月考)共价键具有饱和性和方向性，下列有关叙述不正确的是()A共价键的饱和性是由成键原子的未成对电子数决定的B共价键的方向性是由成键原子轨道的方向性决定
4、的C共价键的饱和性决定了分子内部原子的数量关系D共价键的饱和性与原子轨道的重叠程度有关答案D解析一般地，原子的未成对电子一旦配对成键，就不再与其他原子的未成对电子配对成键了，故原子的未成对电子数目决定了该原子形成的共价键具有饱和性，这一饱和性也就决定了该原子成键时最多连接的原子数，故A、C正确；形成共价键时，为了达到原子轨道的最大重叠程度，成键的方向与原子轨道的伸展方向就存在着必然的联系，则共价键的方向性是由成键原子轨道的方向性决定的，故B正确；共价键的饱和性与原子轨道的重叠程度无关，与原子的未成对电子数有关，故D错误。二、共价键的类型1键和键(1)(2)成键原子的原子轨道的重叠方式。(3)一
5、般地，键原子轨道重叠程度大，键的强度大；键原子轨道重叠程度小，键的强度小。2极性键和非极性键类型形成元素共用电子对偏移原子电性非极性键同种元素两原子电负性相同，共用电子对不偏移两原子都不显电性极性键不同种元素共用电子对偏向电负性较大的原子电负性较大的原子显负电性，电负性较小的原子显正电性3.配位键特殊共价键(1)概念：由一个原子提供一对电子与另一个接受电子的原子形成的共价键。(2)表示方法：配位键常用AB表示，其中A是提供孤电子对的原子，B是接受孤电子对或提供空轨道的原子。(3)配位键与共价键在形成过程上的主要不同是配位键的共用电子对是由某个原子提供的，共价键的共用电子对是成键原子双方共同提供
6、的。(1)键和键的比较两个s轨道只能形成键，不能形成键。两个原子形成共价键时，其原子轨道尽可能满足最大重叠程度，故两个原子形成共价键时先形成键，然后才能形成键。所以两个原子间可以只形成键，但不能只形成键。键原子轨道重叠程度较大，电子在核间出现的概率大，强度较大，不容易断裂；键原子轨道重叠程度较小，电子在核间出现的概率小，强度较小，容易断裂。总之，键一般比键强度大，表现在化学性质的不同，通常含键的物质的化学性质更活泼，如乙烯比乙烷更活泼。(2)非极性键、极性键、配位键的区别与联系类型非极性键极性键配位键本质相邻原子间的共用电子对(电子云重叠)与原子核间的静电作用成键条件(元素种类)同种非金属元素
7、不同非金属或金属元素与非金属元素成键原子一方有孤电子对，另一方有空轨道例3下列有关键和键的判断不正确的是()As-s键与s-p键的对称性不同B分子中含有共价键，则至少含有一个键C已知乙炔的结构式为HCCH，则乙炔分子中存在2个键(CH)和3个键(CC)D乙烷分子中只存在键，即6个CH键和1个CC键都为键，不存在键答案C解析s-s 键无方向性，s-p 键轴对称，A项正确；在含有共价键的分子中一定有键，可能有键，如HCl、N2等，B项正确；单键都为键，乙烷分子结构式为，其6个CH键和1个CC键都为键，D项正确；共价叁键中有一个为键，另外两个为键，故乙炔(HCCH)分子中有2个CH 键，CC键中有1
8、个键、2个键，C项错。方法规律键和键的判断思路化学式结构式例4下列化合物中指定化学键为非极性键的是()ACH3CH3BCH3C6H4OCH3CHCNDCH3Cl答案A解析CH3CH3分子中，碳碳键为同种元素形成的共价键，属于非极性键， A正确；CH3C6H4OCH3分子中CO键为极性键， B错误；HCN分子中HC键由不同元素形成，属于极性共价键， C错误；CH3Cl分子中CCl键为不同元素形成的，属于极性共价键， D错误。方法规律键的极性判断(1)从组成元素判断(2)从电子对偏移判断(3)从电负性判断例5若X、Y两种粒子之间可形成配位键，则下列说法正确的是()AX、Y只能是分子BX、Y只能是离
9、子C若X提供空轨道，则Y至少要提供一对孤电子对D若X提供空轨道，则配位键表示为XY答案C解析形成配位键的两种微粒可以均是分子或者均是离子，还可以一种是分子、一种是离子，但必须是一种微粒提供空轨道、另一种微粒提供孤电子对，A、B项错误，C项正确；配位键中箭头应该指向提供空轨道的X，D项错误。化学键的比较键型离子键共价键(含配位键)金属键概念阴、阳离子之间通过静电作用形成的化学键原子间通过共用电子对形成的化学键自由电子和金属阳离子之间强烈的相互作用成键方式通过得失电子达到稳定结构通过形成共用电子对达到稳定结构许多原子共用许多电子成键粒子阴、阳离子原子自由电子、金属阳离子成键性质静电作用静电作用静电
10、作用形成条件活泼金属元素与活泼非金属元素化合时形成离子键同种或不同种非金属元素化合时形成共价键(稀有气体元素除外)固态金属或合金成键特征无方向性和饱和性有方向性和饱和性无方向性和饱和性存在离子化合物绝大多数非金属单质、共价化合物、某些离子化合物金属单质、合金1正误判断(1)只有非金属原子之间才能形成共价键()(2)所有的物质中都含有化学键()(3)两个原子之间形成共价键时，至少有一个键()(4)非极性键只存在于单质分子中()(5)任意两个原子都能形成配位键()(6)1mol丙酮()中含有的键个数为9NA()2下列说法正确的是()A若把H2S分子写成H3S分子，违背了共价键的饱和性BH3O的存在
11、说明共价键不具有饱和性C所有共价键都有方向性D两个原子轨道发生重叠后，电子仅存在于两核之间答案A解析S原子有两个未成对电子，根据共价键的饱和性，形成的氢化物为H2S，A项对；H2O能结合1个H形成H3O，不能说明共价键不具有饱和性，B项错；H2分子中，H原子的s轨道成键时，因为s轨道为球形，所以H2分子中的HH键没有方向性，C项错；两个原子轨道发生重叠后，电子只是在两核之间出现的机会大，D项错。3下列说法中不正确的是()A键比键重叠程度大，形成的共价键强B两个原子之间形成共价键时，最多有一个键C气体单质中，一定有键，可能有键DN2分子中有一个键，两个键答案C解析从原子轨道重叠程度看，键轨道重叠
12、程度比键重叠程度小，故键稳定性低于键，在气体单质分子中存在键(如Cl2、H2)、键(N2中存在键和键)，稀有气体为单原子分子，不存在化学键。4下列分子或离子中，能提供孤电子对与某些金属离子形成配位键的是()H2ONH3FCNCOABCD答案D解析能与某些金属离子形成配位键应为含有孤电子对的阴离子或分子，以上五种微粒的结构中都含有孤电子对。5(2019佛山期中)下列关于共价键的叙述中，不正确的是()A由不同元素原子形成的共价键一定是极性键B由同种元素的两个原子形成的双原子分子中的共价键一定是非极性键C化合物中不可能含有非极性键D当氧原子与氟原子形成共价键时，共用电子对偏向氟原子一方答案C解析不同
13、元素的原子吸引电子的能力不同，形成极性键；同种元素的原子形成的双原子分子中，两原子吸引电子的能力相同，形成非极性键。某些化合物中，如Na2O2、H2O2中均含有非极性键。氟原子吸引电子的能力强于氧原子，二者成键时共用电子对偏向氟原子。6回答下列问题(1)今有A、B两种元素，A的1价阳离子与B的2价阴离子的电子层结构与氖相同。用电子式表示A与B两种元素构成的两种化合物分别为_和_。前者只有_键；后者既有_键，又有_键。元素B的气态氢化物的电子式为_，该分子中的键属于_(填“极性”或“非极性”)键，该氢化物与H形成的键属于_。元素A的最高价氧化物的水化物的电子式为_，其中既有_键，又有_键。(2)
14、某有机物的结构式如下所示：则分子中有_个键，_个键。答案(1)NaNaNaNa离子离子非极性(或共价)极性配位键Na离子极性(或共价)(2)73解析(1)由其离子的电子层结构判断A为Na，B2为O2。(2)除共价单键全部为键外，双键中有一个为键，另一个为键；叁键中有一个为键，另两个为键，故该有机物分子中键总数为7，键总数为3。题组一共价键的形成与判断1下列元素的原子间易形成共价键的是()ANa和ClBK和FCH和ClDCa和O答案C解析非金属元素的原子间容易形成共价键，活泼的金属和非金属元素的原子间容易形成离子键。则Na和Cl形成的是离子键，A错误；K和F形成的是离子键，B错误；H和Cl均是非
15、金属元素，形成的是共价键，C正确；Ca和O形成的是离子键，D错误。2已知X、Y、Z、W四种元素原子的电负性数值如下所示：元素XYZW电负性2.53.51.22.4你认为上述四种元素中，最容易形成共价键的是()AX与YBX与WCY与ZDY与W答案B解析当两种元素原子的电负性相差很大时，形成的将是离子键；当两种元素原子的电负性相差不大时，形成的将是共价键。3下列说法正确的是( )A所有的原子轨道都具有一定的伸展方向，因此所有的共价键都具有方向性B某原子跟其他原子形成共价键时，其共价键数一定等于该元素原子的价电子数C基态C原子有两个未成对电子，所以最多只能形成2个共价键D1个N原子最多只能与3个H原
16、子结合形成NH3分子，是由共价键的饱和性决定的答案D解析只有2个s原子轨道重叠形成的共价键没有方向性，其他原子轨道重叠形成的共价键都有方向性，故A不正确；非金属元素的原子形成的共价键数目一般等于该原子最外层的未成对电子数，不能说一定等于该元素原子的价电子数，故B不正确；在形成CH4分子的过程中，碳原子2s轨道中的1个电子激发到2p空轨道，这样形成了4个未成对电子，C不正确；N原子最外层2p轨道上共有3个未成对电子，1个N原子可以与3个H原子结合形成NH3，此时共价键饱和，D正确。4下列叙述错误的是()A离子键没有方向性和饱和性，而共价键有方向性和饱和性B金属键的实质是在整块固态金属中不停运动的
17、“自由电子”与金属阳离子的相互作用，使得体系的能量大大降低C配位键在形成时，由成键双方各提供一个电子形成共用电子对D三种不同的非金属元素可以形成离子化合物答案C解析A项为离子键和共价键的特征，正确；C项，配位键在形成时，由成键原子的一方提供孤电子对，另一方提供空轨道，错误；NH4Cl是不含金属元素的离子化合物且是由三种不同的非金属元素组成的，D项正确。题组二共价键的分类及判断5下列说法正确的是()Ap轨道之间以“肩并肩”方式重叠可形成键Bp轨道之间以“头碰头”方式重叠可形成键Cs轨道和p轨道以“头碰头”方式重叠可形成键D共价键是由两个原子轨道以“头碰头”方式重叠形成的答案C解析A项，应形成键；
18、B项，应形成键；C项，“头碰头”重叠即形成键；D项，形成共价键的两原子轨道既可“肩并肩”重叠又可“头碰头”重叠。6(2018六安一中高二期中)下列物质的分子中既含有键又含有键的是()HClH2ON2H2O2C2H4C2H2ABCD答案D解析共价单键都是键，共价双键中含有一个键和一个键，共价叁键中含有一个键和两个键。HCl的结构式为HCl，H2O的结构式为HOH，H2O2的结构式为HOOH，则HCl、H2O、H2O2分子中均只含键；N2的结构式为NN，C2H4的结构简式为CH2=CH2，C2H2的结构简式为CHCH，则N2、C2H4、C2H2分子中均含键和键。综上所述，D项正确。7(2018四川
19、中江龙台中学高二月考)下列物质中，既含有极性键又含有非极性键的是()ACO2BCH4CC2H4DNH4Cl答案C解析CO2、CH4中只含有极性键；C2H4中含有极性键和非极性键；NH4Cl中含有极性键和离子键。8下列不能形成配位键的组合是()AAg、NH3BH2O、HCCo3、CODAg、H答案D解析配位键的形成条件必须是一方能提供孤电子对，另一方能提供空轨道，A、B、C三项中，Ag、H、Co3能提供空轨道，NH3、H2O、CO能提供孤电子对，所以能形成配位键，而D项Ag与H都只能提供空轨道，而无法提供孤电子对，所以不能形成配位键。题组三键、键数目的判断9有关CH2=CHCN分子的说法正确的是
20、()A3个键，3个键B4个键，3个键C6个键，2个键D6个键，3个键答案D解析CH2=CHCN分子中，C=C键中含有1个键和1个键，CN键中含有1个键和2个键，CH、CC键均为键，则含有6个键，3个键，故选D。10(2018绵阳南山中学高二期中)下列分子中键和键数目之比为11的是()AHCNBCOCC6H6DC2H2答案A解析HCN分子的结构式为HCN，其中含有2个键和2个键，键和键数目之比为11，A正确；CO分子的结构式为CO，其中键和键的数目之比为12，B错误；C6H6分子中存在12个键和1个大键，C错误；C2H2分子的结构式为HCCH，其中键和键的数目之比为32，D错误。题组四关于共价键
21、的综合考查11下列关于丙醇(CH3CH2CH2OH)分子的说法正确的是()A分子中共含有11个极性键B分子中含有配位键C分子中只含键D分子中含有1个键答案C解析1个丙醇(CH3CH2CH2OH)分子中共含有9个极性键，A项错误；分子中不含有配位键，B项错误；分子中只有单键，所以只有键，C项正确、D项错误。12由短周期前10号元素组成的物质T和X，有如图所示的转化。X不稳定，易分解。下列有关说法正确的是()AT转化为X的过程中，断裂和形成的共价键类型相同B等物质的量的T、X分子中含有键的数目均为NACX分子中含有的键个数是T分子中含有的键个数的2倍DT分子中只含有极性键，X分子中既含有极性键又含
22、有非极性键答案A解析由X、T的球棍模型和性质可知，T为HCHO，X为H2CO3，对比二者结构的变化可知，断裂和形成的共价键都是极性键(或键)，A项正确；等物质的量并不一定是1 mol，B项错误；X分子中含有的键个数为5，T分子中含有的键个数为3，C项错误；T、X分子中均只含有极性键，无非极性键，D项错误。13现有以下物质：HFCl2H2ON2C2H4C2H6H2H2O2NH4Cl按要求回答下列问题(填序号)：(1)只含有极性键的是_；只含有非极性键的是_；既含有极性键，又含有非极性键的是_。(2)只含有键的是_；既含有键又含有键的是_。(3)含有由两个原子的s轨道重叠形成的键的是_。(4)含有
23、由一个原子的p轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的键的是_。(5)其中既含有离子键又含有极性键和配位键的是_。答案(1)(2)(3)(4)(5)解析(1)中HF键、中HO键属于极性共价键；中ClCl键、中NN键、中HH键属于非极性键；中CH键属于极性键，C=C键属于非极性键，中CH键属于极性键，CC键属于非极性键，中HO键属于极性键，OO键属于非极性键。(4) 中ClCl键、中NN键、中C=C键、中CC键、中OO键都是由一个原子的p轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的键。(5) 氯化铵中含有离子键、极性键和配位键。14回答下列问题：(1)1个CO(NH2)2分子中含有键的个数为_。1mol乙醛分子
24、中含有键的数目为_个。(2)已知CO和CN与N2结构相似，CO分子内键与键个数之比为_。HCN分子内键与键数目之比为_。(3)C、H元素形成的化合物分子中共有16个电子，该分子中键与键的个数比为_。答案(1) 76NA(或3.6121024)(2) 1211(3)51解析(1)乙醛和CO(NH2)2的结构简式分别为,1个CO(NH2)2分子中含有7个键。1 mol乙醛中含有键6NA个。(2)N2的结构式为NN，推知：CO结构式为CO,1个CO分子含有1个键、2个键；CN结构式为CN，HCN的结构式为HCN,1个HCN分子中键与键均为2个。(3)设分子式为CmHn，则6mn16，解之得m2，n4
25、，即C2H4，结构式为。单键为键，双键有1个键和1个键，所以1个C2H4分子中共含有5个键和1个键。15现有四种短周期元素A、B、C、D。已知：C、D在同一周期，A、B在同一主族；它们可以组成化合物A2C、B2C2、DC2、D2A4等；B的阳离子与C的阴离子的核外电子排布相同；B2C2同A2C或DC2反应都生成气体C2，B与A2C反应生成气体A2，A2与气体C2按体积比21混合后点燃发生爆炸，其产物是一种常温下常见的无色无味的液体。请回答：(1)写出元素符号：A_、B_、C_、D_。(2)在A2C、B2C2、DC2和D2A4中，同时含有离子键和共价键的化合物的电子式为_；化合物DC2的结构式为_。(3)A2C分子中的共价键按原子轨道重叠方式，其共价键的类型是_。D2A4是平面形分子，其分子中含有_个键，_个键。答案(1)HNaOC(2)NaNaO=C=O(3)s-p键51解析由A2与气体C2按体积比21混合后点燃能发生爆炸，其产物是一种常温下常见的无色无味的液体，可知该液体是H2O，A是H元素，C是O元素；由B与A2C反应生成气体A2知，B是Na元素；由B2C2同A2C或DC2反应都生成气体C2知，D是碳元素。