第一節(jié)共價鍵［核心素養(yǎng)發(fā)展目標］1.宏觀辨識與微觀探析：能從微觀角度分析形成共價鍵的微粒、類型能辨識物質(zhì)中含有的共價鍵的類型及成鍵方式，了解鍵能、鍵長及鍵角對物質(zhì)性質(zhì)的影響。2.證據(jù)推理與模型認知：理解共價鍵中o鍵和n鍵的區(qū)別，建立判斷o鍵和n鍵的思維模型,熟練判斷分子中o鍵和n鍵的存在及個數(shù)。一、共價鍵的形成與特征1．共價鍵的形成概念：原子間通過共用電子對所形成的相互作用，叫做共價鍵。⑵成鍵的粒子：一般為韭金屬原子(相同或不相同)或金屬原子與非金屬原子。(3)本質(zhì)：原子間通過共用電子對(即電子云重疊)產(chǎn)牛的強烈作用。(4)形成條件：非金屬元素的原子之間形成共價鍵，大多數(shù)電負性之差小于1.7的金屬與非金屬原子之間形成共價鍵。2．共價鍵的特征飽和性按照共價鍵的共用電子對理論，一個原子有幾個未成對電子，便可和幾個自旋狀態(tài)相反的電子配對成鍵，這就是共價鍵的“飽和性”。方向性除s軌道是球形對稱外，其他原子軌道在空間都具有一定的分布特點。在形成共價鍵時，原子軌道重疊的愈多，電子在核間出現(xiàn)的概率越大，所形成的共價鍵就越牢固，因此共價鍵將盡可能沿著電子出現(xiàn)概率最大的方向形成，所以共價鍵具有方向性。■歸納總結共價鍵的特征及應用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(shù)量關系。(2)共價鍵的方向性決定了分子的立體構型，并不是所有共價鍵都具有方向性，如兩個s電子形成共價鍵時就沒有方向性。1(2018-南昌高二月考)共價鍵具有飽和性和方向性。下列有關敘述不正確的是()共價鍵的飽和性是由成鍵原子的未成對電子數(shù)決定的共價鍵的方向性是由成鍵原子軌道的方向性決定的共價鍵的飽和性決定了分子內(nèi)部原子的數(shù)量關系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，故原子的未成對電子數(shù)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(shù)，故A、C正確；形成共價鍵時，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就存在著必然的聯(lián)系，則共價鍵的方向性是由成鍵原子軌道的方向性決定的，故B正確；共價鍵的飽和性與原子軌道的重疊程度無關，與原子的未成對電子數(shù)有關，故D錯誤。二、共價鍵的類型1Q鍵(1)概念：未成對電子的原子軌道采取“頭碰頭”的方式重疊形成的共價鍵叫G鍵。⑵類型：根據(jù)成鍵電子原子軌道的不同，G鍵可分為S-SG鍵、S-pG鍵、p-pG鍵。S-SO鍵：兩個成鍵原子均提供S軌道形成的共價鍵。s-pO鍵：兩個成鍵原子分別提供S軌道和p軌道形成的共價鍵。p-pO鍵：兩個成鍵原子均提供p軌道形成的共價鍵。特征①以形成化學鍵的兩原子核的連線為軸作旋轉(zhuǎn)操作，共價鍵電子云的圖形不變，這種特征稱為軸對稱。②形成G鍵的原子軌道重疊程度較大，故G鍵有較強的穩(wěn)定性。0鍵的存在：共價單鍵為G鍵；共價雙鍵和共價三鍵中存在1個G鍵。2.n鍵概念：未成對電子的原子軌道采取“肩并肩”的方式重疊形成的共價鍵叫n鍵。特征每個n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(cè)，如果以它們之間包含原子核的平面為鏡面，它們互為鏡像，這種特征稱為鏡面對稱。形成n鍵時原子軌道重疊程度比形成o鍵時小，n鍵沒有o鍵牢固。(3)n鍵的存在：n鍵通常存在于雙鍵或三鍵中，雙鍵中有1個n鍵，三鍵中有2個n鍵?！鰵w納總結■o鍵和n鍵的比較鍵的類型o鍵n鍵原子軌道重疊方式兩個原子的成鍵軌道沿著鍵軸的方向以“頭碰頭”的方式重疊兩個原子的成鍵軌道以“肩并肩”的方式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化學活潑性不活潑活潑2下列有關o鍵和n鍵的說法錯誤的是()含有n鍵的分子在反應時，n鍵是化學反應的積極參與者當原子形成分子時，首先形成g鍵，可能形成n鍵有些原子在與其他原子形成分子時只能形成g鍵，不能形成n鍵D?在分子中，化學鍵可能只有n鍵而沒有g鍵答案D解析共價鍵形成時，原子軌道首先以“頭碰頭”的方式重疊形成g鍵，然后才可能以“肩并肩”的方式重疊形成n鍵，故B、C正確，D錯誤；從原子軌道重疊程度看，n鍵的重疊程度比g鍵的重疊程度小，故n鍵的穩(wěn)定性比g鍵小，易被破壞，是化學反應的積極參與者，A正確。（2018.四川綿陽南山中學高二期中）下列分子中g鍵和n鍵數(shù)目之比為1：1的是（）A.HCNB.COC.C6H6D.C2H2答案A解析HCN分子的結構式為H—C三N，其中含有2個g鍵和2個n鍵，o鍵和n鍵數(shù)目之比為1：1,A正確；CO分子的結構式為C三O，其中g鍵和n鍵的數(shù)目之比為1：2,B錯誤；C6H6分子中存在12個g鍵和1個大n鍵，C錯誤；C2H2分子的結構式為H—C三C—H,其中g鍵和n鍵的數(shù)目之比為3：2，D錯誤。方法規(guī)律——g鍵和n鍵的判斷根據(jù)成鍵原子的價電子排布確定其未成對電子數(shù)，進而判斷其能形成的共價鍵個數(shù)。如果只形成一個共價鍵，則該共價鍵一定是g鍵；如果形成多個共價鍵，則其中一個為g鍵，其他的為n鍵。一般規(guī)律是：共價單鍵是g鍵；共價雙鍵中有一個g鍵，另一個是n鍵；共價三鍵由一個g鍵和兩個n鍵組成。三、共價鍵的鍵參數(shù)1．鍵參數(shù)——鍵能、鍵長、鍵角概念作用鍵能氣態(tài)基態(tài)原子形成1mol化學鍵釋放的最低能量鍵能越大，鍵越穩(wěn)定，越難被破壞鍵長形成共價鍵的兩個原子之間的核間距鍵長越短，鍵冃匕越大，鍵越穩(wěn)定鍵角兩個共價鍵之間的夾角表明共價鍵有方向性，決定分子的立體構型2.鍵參數(shù)與分子結構和性質(zhì)的關系4鍵長、鍵角和鍵能是描述共價鍵的三個重要參數(shù)，下列敘述正確的是()鍵角是描述分子立體構型的重要參數(shù)因為H—O鍵的鍵能小于H—F鍵的鍵能，所以O2、F2與H2反應的能力逐漸減弱水分子的結構可表示為H—O—H,分子中的鍵角為180°D.H—O鍵的鍵能為463kJ.molF即18gH2O分解成H2和O2時，消耗的能量為2X463kJ答案A鍵越來越穩(wěn)定，O"解析H—O鍵、H—F鍵越來越穩(wěn)定，O"F2與H2反應的能力逐漸增強，B項錯誤；水分子呈V形，鍵角為105。，C項錯誤；H—O鍵的鍵能為463kJ.mol-1，指的是斷開1molH—0鍵形成氣態(tài)氫原子和氣態(tài)氧原子所需吸收的能量為463kJ，18gh2O即1molH2O中含2molH—O鍵，斷開時需吸收2X463kJ的能量形成氣態(tài)氫原子和氣態(tài)氧原子，再進一步形成H2和O2時，還會釋放出一部分能量，D項錯誤。本質(zhì)：原子之間形成共用電子對（或電子云重疊）特征：具有方向性和飽和性<r共價鍵Jo鍵—―匚電子云呈軸對稱成鍵方式］Jn鍵—込電子云呈鏡面對稱鍵參數(shù)影響分子結構和性質(zhì)1．正誤判斷只有非金屬原子之間才能形成共價鍵()兩個原子之間形成共價鍵時，至少有一個G鍵()0鍵和n鍵都能繞軸旋轉(zhuǎn)()g鍵和n鍵都只能存在于共價化合物中()IITOC\o"1-5"\h\z1mol丙酮(A)C==C鍵的鍵能等于C—C鍵鍵能的2倍()雙原子分子中，鍵長越短，分子越牢固()答案(1)X(2)V⑶X⑷X(5)V(6)X(7)V2．原子間形成分子時，決定各原子相互結合的數(shù)量關系的是()共價鍵的方向性B.共價鍵的飽和性C.形成共價鍵原子的大小D.共價鍵的穩(wěn)定性答案B3.(2019.南寧高二檢測)下列說法不正確的是()鍵能越小，表示化學鍵越牢固，越難以斷裂成鍵的兩原子核越近，鍵長越短，化學鍵越牢固，性質(zhì)越穩(wěn)定破壞化學鍵時消耗能量，而形成化學鍵時釋放能量鍵能、鍵長只能定性地分析化學鍵的強弱答案A解析鍵能越大，斷開該鍵所需的能量越多，化學鍵越牢固，性質(zhì)越穩(wěn)定，故A錯誤；B、C、D均正確。4.（2018?東莞期中）能說明BF3分子中四個原子在同一平面的理由是（）任意兩個鍵的夾角為120°B—F鍵是非極性共價鍵三個B—F鍵的鍵能相同三個B—F鍵的鍵長相等答案A解析本題考查共價鍵鍵參數(shù)的運用。當鍵角為120°時，BF3的立體構型為平面三角形，故分子中四個原子共面。5.（2019?唐山高二調(diào)研）下列說法中不正確的是（）o鍵比n鍵重疊程度大，形成的共價鍵強兩個原子之間形成共價鍵時，最多有一個o鍵C?氣體單質(zhì)中，一定有o鍵，可能有n鍵D.N2分子中有一個o鍵，兩個n鍵答案C在氣體單質(zhì)分子中存在o鍵（如Cl?、解析從原子軌道重疊程度看，n鍵重疊程度比在氣體單質(zhì)分子中存在o鍵（如Cl?、H2）、n鍵（N2中存在o鍵和n鍵），稀有氣體為單原子分子，不存在化學鍵。6.有以下物質(zhì):①HF,②Cl2,③H2O,④N2,⑤C2H4,⑥C2H6,⑦H2,⑧H2O2,⑨HCN（H—C三N）。TOC\o"1-5"\h\z（1）只有o鍵的是（填序號，下同）；既有o鍵又有n鍵的是。（2）含有由兩個原子的s軌道重疊形成的o鍵的是。（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o鍵的是。（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o鍵的是。答案（1）①②③⑥⑦⑧④⑤⑨⑵⑦（3）①③⑤⑥⑧⑨（4）②④⑤⑥⑧⑨解析（1）單鍵只有o鍵，雙鍵或三鍵才含有n鍵，故只有o鍵的是①②③⑥⑦⑧；既有o鍵又有n鍵的是④⑤⑨。（2）H原子只有s軌道，題給物質(zhì)中含有由兩個原子的s軌道重疊形成的o鍵的只有H2。（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o鍵的有①③⑤⑥⑧⑨。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G鍵，兌明構成這種G鍵的原子中一定沒有H原子，故正確答案為②④⑤⑥⑧⑨。題組一共價鍵的存在與特征1．下列元素的原子間易形成共價鍵的是()A.Na和ClB.K和FC.H和ClD.Ca和0答案C解析非金屬元素的原子間容易形成共價鍵，活潑的金屬和非金屬元素的原子間容易形成離子鍵。則Na和Cl形成的是離子鍵，A錯誤；K和F形成的是離子鍵，B錯誤；H和Cl均是非金屬元素，形成的是共價鍵，C正確；Ca和0形成的是離子鍵，D錯誤。2.硫化氫(HQ)分子中兩個共價鍵的夾角接近90°,其原因是()①共價鍵的飽和性②S原子的電子排布③共價鍵的方向性④S原子中p軌道的形狀

①②B.①③C.②③D.③④答案D解析S原子的價電子排布式是3s23p4，有2個未成對電子，并且分布在相互垂直的兩個p軌道中，當與兩個H原子配對成鍵時，形成的兩個共價鍵間夾角接近90°，這體現(xiàn)了共價鍵的方向性，是由p軌道的伸展方向決定的。（2019?濟南高二月考）下列說法正確的是（）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某原子跟其他原子形成共價鍵時，其共價鍵數(shù)一定等于該元素原子的價電子數(shù)基態(tài)C原子有兩個未成對電子，所以最多只能形成2個共價鍵1個N原子最多只能與3個H原子結合形成NH3分子，是由共價鍵的飽和性決定的答案D解析只有2個s原子軌道重疊形成的共價鍵沒有方向性，其他原子軌道重疊形成的共價鍵都有方向性，故A不正確；非金屬元素的原子形成的共價鍵數(shù)目一般等于該原子最外層的未成對電子數(shù)，不能說一定等于該元素原子的價電子數(shù)，故B不正確；在形成CH4分子的過程中，碳原子2s軌道中的1個電子激發(fā)到2p空軌道，這樣形成了4個未成對電子，C不正確；N原子最外層2p軌道上共有3個未成對電子，1個N原子可以與3個H原子結合形成NH3，此時共價鍵飽和，D正確。題組二o鍵與n鍵的判斷與比較下列說法正確的是（）p軌道之間以“肩并肩”方式重疊可形成o鍵p軌道之間以“頭碰頭”方式重疊可形成n鍵s軌道和p軌道以“頭碰頭”方式重疊可形成o鍵共價鍵是由兩個原子軌道以“頭碰頭”方式重疊形成的答案C解析A項，應形成n鍵；B項，應形成o鍵；C項，“頭碰頭”重疊即形成o鍵；D項，形成共價鍵的兩個原子軌道既可“肩并肩”重疊又可“頭碰頭”重疊。5.（2018.六安一中高二期中）下列物質(zhì)的分子中既含有o鍵又含有n鍵的是（）①HC1②H①HC1②H2O③N2④H2O2⑤C2H4⑥C2H2A.①②③B.③④⑤⑥C.①③⑤D.③⑤⑥答案D解析共價單鍵都是O鍵，共價雙鍵中含有一個G鍵和一個n鍵，共價三鍵中含有一個G鍵和兩個n鍵。HC1的結構式為H—Cl,H2O的結構式為H—O—H,H2O2的結構式為H—O—O—H,則HCl、H2O、H2O2分子中均只含o鍵；N2的結構式為N三N,C2H4的結構簡式為CH2==C斗，C2H2的結構簡式為CH三CH，則N2、C2H4、C2H2分子中均含o鍵和n鍵。綜上所述，D項正確。6?下列分子中含有兩個n鍵的組合是（）①H2O②CO2③H—C三N④NH3⑤N2⑥CH4A.①③⑥B.②③⑤①②③⑥D(zhuǎn).③④⑤⑥答案B解析H2O分子中有2個H—O鍵，不含n鍵，①錯誤；CO2的分子中只有兩個C==O鍵，含有兩個n鍵，②正確；H—C三N的分子中有1個C三N鍵，含有兩個n鍵，③正確；分子中有3個H—N鍵，不含n鍵，④錯誤；N2的分子中有1個N三N鍵，含有兩個n鍵，⑤正確；CH4的分子中有4個H—C鍵，不含n鍵，⑥錯誤。故分子中含有兩個n鍵的是②③⑤。7．下列有關化學鍵類型的判斷中正確的是（）全部由非金屬元素組成的化合物中肯定不存在離子鍵物質(zhì)中有o鍵一定有n鍵，有n鍵一定有o鍵已知乙炔的結構式為H—C三C—H,則乙炔分子中存在2個o鍵（C—H鍵）和3個n鍵（C三C鍵）乙烷分子中只存在o鍵，即C—H鍵和C—C鍵均為o鍵答案D解析NH4Cl、（NH4）2SO4均是由非金屬元素組成的，卻存在離子鍵，A項錯誤；共價雙鍵中有一個為o鍵另一個為n鍵共價三鍵中有一個為o鍵另兩個為n鍵故乙炔（H—C三C—H）分子中有2個C—Ho鍵，C^C中有1個o鍵，2個n鍵，C項錯誤；共價單鍵為o鍵，乙11EIII[[C「一H烷分子的結構式為二，其所含的6個C—H鍵和1個C—C鍵均為o鍵，D項正確。題組三共價鍵的鍵參數(shù)及應用8.已知1mol氣態(tài)基態(tài)氫原子完全結合形成氫氣時，釋放的最低能量為218kJ?molr,下列說法正確的是()H—H鍵的鍵能為218kJ.mo卜iH—H鍵的鍵能為436kJ.mo卜i1mol氣態(tài)氫原子的能量低于0.5molH2的能量1molH2完全分解至少需要218kJ的能量答案B解析鍵能是氣態(tài)基態(tài)原子形成1mol化學鍵釋放的最低能量。1mol氣態(tài)基態(tài)氫原子只能形成0.5molH—H鍵，故A、D項錯誤，B項正確；由能量守恒定律及鍵能的定義可知，C項錯誤。(2018?寧夏石嘴山三中高三月考)下列分子或離子中鍵角由大到小的排列順序是()①so3②nh3③h2o④ch4⑤co2A.⑤④①②③B.⑤①④②③C.④①②⑤③D.③②④①⑤答案B解析①SO3分子為平面三角形結構，鍵角為120°；②NH3為三角錐形結構，鍵角為107°；③H2O為V形結構，鍵角為105°；④CH4為正四面體結構，鍵角為109°28'；⑤CO2為直線形結構，鍵角為180。。所以鍵角的大小順序為CO2>SO3>CH4>NH3>H2O，所以B正確。(2019.天津高二月考)根據(jù)如表所列鍵能數(shù)據(jù)，下列分子中最不穩(wěn)定的是()化學鍵H—HH—ClH—BrCl—ClBr—Br鍵能/kJ?mo卜1436431299247193A.HClB.HBrC.H2D.Br2答案D解析由題表中數(shù)據(jù)可知，分子中鍵能：E(H2)>E(HCl)>E(HBr)>E(Cl2)>E(Br2)，鍵能越大越穩(wěn)定，故Br2分子最不穩(wěn)定，D項符合題意。11.(2018.邯鄲一中高二月考)下表所列數(shù)據(jù)是在相同條件下，不同物質(zhì)中氧氧鍵的鍵長和鍵能的實測數(shù)據(jù)，下列有關說法中正確的是()微粒O2-O-O20扌鍵長/pm149128121112鍵能/kJ?mo卜1ab496628A.a<bB.O—O鍵的鍵能為496kJ?mo卜iO2-中存在n鍵鍵長越長，鍵能越大答案A解析相同元素原子間形成的化學鍵，鍵長越短，鍵能越大，A對，D錯；02中的化學鍵是O==O鍵，B錯；02-中，兩個氧原子之間形成的是單鍵，C錯。12.化學反應可視為舊鍵的斷裂和新鍵的形成過程?；瘜W鍵的鍵能是形成化學鍵時釋放的能量。已知白磷和P4O6的分子結構如圖所示，現(xiàn)提供以下化學鍵的鍵能RJ.mo卜I）：P—P：198P—0：3600==O498，則反應P4（白磷）+302===1406的反應熱AH為（）A.—1638kJ?mol-iB.+1638kJ?mol-iC.—126kJ?mol-iD.+126kJ?mol-i答案A解析反應中的鍵能包括：斷裂1molP4和3molO2分子中共價鍵吸收的能量和形成1molP4O6分子中共價鍵放出的能量。由各物質(zhì)的分子結構知1molP4含6molP—P鍵，3mol02含3molO==O鍵，化學反應的反應熱AH二反應物的總鍵能-生成物的總鍵能。故AH二（198kJ^mol-1X6+498kJ^mol-1X3)-360kJ?mol-1X12二-1638kJ?mol-13.(2019?長沙高二月考)回答下列問題：(1)1個CO(NH2)2分子中含有o鍵的個數(shù)為。1mol乙醛分子中含有o鍵的數(shù)目為⑵已知CO和CN-與N2結構相似，CO分子內(nèi)o鍵與n鍵個數(shù)之比為。HCN分子內(nèi)o鍵與n鍵數(shù)目之比為。(3)C、H元素形成的化合物分子中共有16個電子，該分子中o鍵與n鍵的個數(shù)比為答案⑴76NA(或3.612X1024)(2)1:21:1(3)5:1解析I1解析I1川，1個CO(NH2)2(1)乙醛和CO(NH2)2的結構簡式分別為?…「…、分子中含有7個o鍵。1mol乙醛中含有o鍵的數(shù)目為6N。A⑵N2的結構式為N三N，推知：CO結構式為C三0,1個CO分子含有1個o鍵、2個n鍵；CN-結構式為UN]-,HCN的結構式為H—C三N,1個HCN分子中o鍵與n鍵均為2個。ILIE\/〔一IZ\(3)設分子式為CmHn,則6m+n=16,解之得m二2,n二4,即C2H4,結構式為二o單鍵為o鍵，雙鍵有1個o鍵和1個n鍵，所以1個C2H4分子中共含有5個o鍵和1個n鍵。14.(2018?武漢二中月考)1.已知氫分子的形成過程示意圖如圖所示，請據(jù)圖回答問題。

H—H鍵的鍵長為，①?⑤中，體系能量由高到低的順序是下列說法中正確的是(填字母)。氫分子中含有一個n鍵由①到④，電子在核間出現(xiàn)的概率增大由④到⑤，必須消耗外界的能量氫分子中含有一個極性共價鍵II?幾種常見化學鍵的鍵能如下表所示?；瘜W鍵Si—OH—OO==OSi—SiSi—C鍵能/kJ?mo卜1452462.8497.3226X請回答下列問題：試比較Si—C鍵與Si—Si鍵的鍵能大小:X(填“〉”“<”或“=”)226kJ?mo卜1。H2被認為是21世紀人類最理想的燃料，而又有科學家提出硅是“21世紀的能源”“未來的石油”等觀點。結合I中圖像，試計算每千克h2燃燒(生成水蒸氣)放出的熱量約為；每摩爾硅完全燃燒放出的熱量約為(已知1molSi中含有2molSi—Si鍵，1molSiO2中含有4molSi—O鍵)。答案I?(1)74pm①⑤②③④(2)BCII.(1)>(2)120475kJ858.7kJ解析I.(1)可以直接從題中讀出有關數(shù)據(jù)，H—H鍵的鍵長為74pm；體系能量由高到低的順序是①⑤②③④。(2)氫分子中含有一個g鍵，A項錯誤；核間距逐漸減小時，兩個氫原子的原子軌道會相互重疊，導致電子在核間出現(xiàn)的概率增大，B項正確