素养目标学习要点1.通过氢分子的形成、氮分子中共价键的特征,了解共价键的形成和特征,培养宏观辨识与微观探析的化学核心素养。2.通过氮分子中共价键的形成过程,了解共价键的主要类型键和键,会判断共价键的极性。能从内因和外因、量变与质变等方面较全面地分析物质的化学变化,形成变化观念与平衡思想的化学核心素养。两种特征:饱和性和方向性两种标准:原子轨道重叠方式、形成共价键的元素两种分类:键和键、极性键和非极性键键特征:轴对称键特征:镜面对称知识点一共价键的形成与特征基础落实必备知识全过关知识点一共价键的形成与特征知识点一共价键的形成与特征一、共价键的形成1.共价键的形成过程两个原子在逐渐接近时,它们的原子轨道会相互重叠,使电子在两个原子核之间出现的概率,它们同时受到两个原子核的吸引,从而导致体系能量,形成共价键。增大降低2.共价键的定义、形成原子及表示方法(1)定义:原子间通过形成的化学键。(2)形成原子:通常,形成共价键的原子为电负性相同或差值小的。(3)表示方法:用一条短线“”表示共用所形成的共价键,如HH键;用两条短线“”表示原子间共用所形成的共价键,如CC键;用“”表示原子间共用所形成的共价键,如CC键。共用电子非金属原子一对电子两对电子三对电子二、共价键的特征1.饱和性每个原子所能形成共价键的总数或以共价键连接的原子数目是一定的,这称为共价键的饱和性。共价键的饱和性决定了各种原子形成分子时相互结合的关系。2.方向性氢气中s-s键不具有方向性在形成共价键时,原子轨道重叠得越多,电子在核间出现的概率越大,所形成的共价键就越。因此,共价键将尽可能沿着电子出现概率最大的方向形成,这就是共价键的方向性。分子的与共价键的方向性密切相关。数量牢固空间结构名师点拨关于共价键的饱和性的认识因为共价键的本质是原子轨道的重叠和共用电子对的形成,而每个原子的未成对电子数是一定的,所以形成共用电子对的数目也就一定。例如:每个H原子只有一个未成对电子,两个H原子配对形成H2分子,则不能形成H3分子。深度思考只有非金属元素原子之间才能形成共价键吗?提示不是。电负性差值小于1.7的两种元素的原子之间一般形成共价键。可以同为非金属原子,也可以为非金属原子与金属原子,如Al与Cl、Fe与Cl电负性差值小于1.7,元素之间形成共价键。正误判断(1)所有的共价键都有方向性。()提示氢气中s-s键不具有方向性。(2)所有的物质都存在化学键。()提示稀有气体中不存在化学键。(3)非金属原子之间只能形成共价键。()提示铵盐中存在离子键。(4)共价键尽可能沿着电子出现概率最大的方向形成。()(5)形成共价键时,原子轨道重叠得越多,形成的共价键越牢固。()重难突破能力素养全提升探究角度1共价键的形成例1下列说法正确的是()A.氩气分子中存在共价键B.金属与非金属原子之间一定不能形成共价键C.非金属原子只能形成共价键D.两个原子在逐渐接近时,原子轨道会相互重叠D解析氩气分子为单原子分子,分子内不存在共价键,A项错误;金属与非金属原子之间的电负性差值小于1.7时可能形成共价键,B项错误;NH4Cl中与Cl-形成离子键,C项错误;两个原子在逐渐接近时,原子轨道会相互重叠,D项正确。对点训练1下列不属于共价键成键因素的是()A.共用电子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.两原子核体积大小要适中D解析成键原子之间以共用电子结合,形成稳定的共价键后体系能量降低,共用电子在两原子核之间高概率出现是共价键的成键因素,A、B、C正确;成键原子的原子核体积的大小对共价键的形成没有影响,D错误。探究角度2共价键的特征例2下列说法正确的是()A.若把H2O分子写成H3O分子,违背了共价键的饱和性B.H3O+的存在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A解析氧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H2O,A项正确;H+不存在未成对电子,与H2O结合形成H3O+时,H+只提供空轨道,不提供配对电子,不违背共价键的饱和性,不能说明共价键不具有饱和性,B项错误;H2分子中,H原子通过1s轨道成键,因为s轨道为球形,所以H2分子中的HH键没有方向性,C项错误;两个原子轨道发生重叠后,电子只是在两原子核之间出现的概率大,D项错误。【变式设问】将上述B项中的“H3O+”改为“”是否能说明共价键不具有饱和性?提示氮原子有3个未成对电子,根据共价键的饱和性,形成的氢化物为NH3,H+不存在未成对电子,与NH3结合形成时,H+只提供空轨道,不提供配对电子,不违背共价键的饱和性,不能说明共价键不具有饱和性。对点训练2下列说法正确的是()A.N2是双原子分子,H2O是三原子分子,这是由共价键的方向性决定的B.NH3与PH3的空间结构一样是由共价键的饱和性决定的C.并非所有的共价键都有方向性D.两原子轨道发生重叠后,电子在两核间出现的概率减小C解析N2是双原子分子,H2O是三原子分子,这是由共价键的饱和性决定的,A不正确;NH3与PH3的空间结构一样是由共价键的方向性决定的,B不正确;氢气中的共价键没有方向性,C正确;两原子轨道发生重叠后,电子在两核间出现的概率增大,D不正确。名师点拨(1)共价键的饱和性决定了分子的组成,共价键的方向性决定了分子的空间结构。所有的共价键都具有饱和性,但并不是所有的共价键都具有方向性,如两个s轨道重叠形成的共价键就没有方向性。(2)共价键的存在范围非金属单质分子中(稀有气体除外),如O2、Cl2等。非金属元素形成的化合物中,如HClO、HCl、有机物分子等。知识点二共价键的类型基础落实必备知识全过关知识点二共价键的类型知识点二共价键的类型一、键与键1.分类标准:原子轨道的。2.键(1)定义原子轨道以“”方式相互重叠导致电子在核间出现的概率而形成的共价键。重叠方式头碰头增大(2)类型:根据成键电子原子轨道的不同,键可分为s-s键、s-p键和p-p键。s-s键:两个成键原子均提供s轨道形成的共价键。如H2分子中键的形成过程:均为球形,没有方向性s-p键:两个成键原子分别提供s轨道和p轨道形成的共价键。如HCl分子中键的形成过程:HCl的s-p键的形成p-p键:两个成键原子均提供p轨道形成的共价键。如Cl2分子中p-p键的形成过程:ClCl的p-p键的形成3.键(1)定义:原子轨道以“”方式相互重叠导致电子在核间出现的概率增大而形成的共价键。(2)p-p键的形成s轨道不参与键的形成p-p键的形成肩并肩二、极性键和非极性键1.分类标准:共用电子是否偏移。2.比较类型形成元素共用电子偏移原子电性非极性键 元素两原子电负性相同,共用电子两原子都不显电性极性键一般为元素共用电子偏向电负性的原子电负性较大的原子显电性,电负性较小的原子显电性同种不偏移不同种较大负正3.共价键极性强弱判断成键原子所属元素电负性差值越,键的极性就越强。4.应用键的极性可以解释和预测物质性质,判断反应活性部位和反应产物。大概念辨析共价键类型 键键原子轨道重叠方式沿键轴方向(“头碰头”)重叠,可沿键轴自由旋转沿键轴方向平行(“肩并肩”)重叠,不能旋转原子轨道重叠程度大小键的强度较大较小化学活泼性 不活泼较活泼成键规律判断键可单独存在,键不能单独存在。共价单键是键;共价双键中一个是键,另一个是键;共价三键中一个是键,另两个是键实例CH4、OH-只含有键,NN中既含有键又含有键深度思考观察如图乙烷、乙烯和乙炔分子的结构,并回答下列问题。(1)它们的分子中的共价键分别由几个键和几个键构成?(2)乙烯和乙炔的化学性质为什么比乙烷活泼?(3)在气体单质分子中,一定含有键吗?可能含有键吗?提示乙烷有7个键;乙烯有5个键和1个键;乙炔有3个键和2个键。提示乙烯的碳碳双键和乙炔的碳碳三键中分别含1个和2个键,键原子轨道重叠程度小,不牢固,容易断裂;而乙烷中没有键,键牢固,不易断裂。提示不一定。稀有气体的单质分子中不含化学键;多原子分子中一定含有键,可能含有键。正误判断(1)Cl2分子内存在非极性键,HCl分子内存在极性键。()(2)分子内若存在共价键,则一定存在键。()(3)1mol乙烯中含有键的数目为4NA。()提示1mol乙烯中含有键的数目为5NA。(4)氢原子和氟原子、氯原子均可以以键相结合,其成键轨道完全相同。()提示氢原子和氟原子、氯原子均可以以键相结合,氟原子成键轨道为2p轨道,氯原子成键轨道为3p轨道,成键轨道不完全相同。重难突破能力素养全提升探究角度1键与键例1下列说法对键和键的认识不正确的是()A.键比键重叠程度大,形成共价键的强度大B.s-s键、p-p键与s-p键都是轴对称的C.p-p键和p-p键的重叠方式是相同的D.含有键的分子在反应时,键是化学反应的积极参与者C解析因s-s键、p-p键与s-p键都属于键,均为“头碰头”重叠,则均为轴对称,故B正确;p-p键和p-p键的重叠方式是不相同的,p-p键是“头碰头”重叠而p-p键是“肩并肩”重叠,故C错误;键不稳定,易断裂,则含有键的分子在反应时,键是化学反应的积极参与者,故D正确。名师点拨含有键的分子在反应时,键是化学反应的积极参与者。例如在乙烯发生加成反应时,碳碳双键中的键断裂,在碳碳双键两端的碳原子上加上其他原子或者原子团。对点训练1关于键和键的比较,下列说法不正确的是()A.键是轴对称的,键是镜面对称的B.键是“头碰头”式重叠,键是“肩并肩”式重叠C.键不能断裂,键容易断裂D.H原子只能形成键,Cl原子可以形成键和键C解析键较稳定,不易断裂,而不是不能断裂。如在甲烷燃烧时,键全部断裂,故C项错误。H原子的未成对电子在s轨道上,只能形成键,Cl原子的未成对电子在p轨道上,可以形成s-p键、p-p键及p-p键,D项正确。名师点拨由于s轨道只有一个轨道,最多只有一个未成对电子,只能形成共价单键,故只能形成键;p原子轨道有3个轨道,可以有多个未成对电子,能形成共价单键、共价双键或者共价三键,故既能形成键又能形成键。键类型可以有s-s键、s-p键及p-p键,而键通常只有p-p键。探究角度2极性键和非极性键例2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.非极性键只能存在于非金属单质分子中D.当P原子与Cl原子形成共价键时,共用电子对偏向Cl原子一方C解析不同元素的原子吸引电子的能力不同,形成极性键,同种元素的原子吸引电子的能力相同,双原子分子中形成非极性共价键,A、B项正确;某些化合物如Na2O2、H2O2中均含有非极性键,C项错误;Cl原子吸引电子的能力强于P原子,二者成键时共用电子对偏向Cl原子,D项正确。特别提醒一般情况同种元素的原子吸引电子的能力相同,形成非极性共价键,但是现代科学实验表明臭氧(O3)分子中的共价键为极性键。对点训练2下列各组分子中,按共价键极性由强到弱排序正确的是()A.HFH2ONH3CH4B.CH4NH3H2OHFC.H2OHFCH4NH3D.HFH2OCH4NH3A解析共价键极性的强弱取决于形成共价键的两个原子的电负性差值,其电负性相差越大,形成的共价键极性越强,电负性FONC,故电负性差值HFH2ONH3CH4,故答案选A。学以致用随堂检测全达标123456题组1共价键的形成与特征1.原子间形成分子时,决定相互结合的各原子的数量关系的是()A.共价键的方向性B.共价键的饱和性C.形成共价键的原子大小D.共价键的稳定性B解析共价键具有饱和性和方向性,方向性与分子的空间结构密切相关,饱和性则决定原子形成分子时相互结合的数量关系,B项正确。1234562.下列分子的结构式与共价键的饱和性不相符的是()A.H2O2(过氧化氢):HOOHA123456解析氧原子的价电子排布式为1s22s22p4,未成对电子是2,可以与其他原子形成两条共价键,故A项H2O2的结构式与共价键的饱和性不相符。1234563.下列有关共价键的叙述不正确