【基礎(chǔ)知識(shí)】分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)考點(diǎn)二共價(jià)鍵及其參數(shù)一、共價(jià)鍵的分類1、共價(jià)鍵的本質(zhì)及特征共價(jià)鍵是原子間通過(guò)形成的化學(xué)鍵，其特征是具有飽和性和方向性。(1)飽和性：每個(gè)原子所能形成共價(jià)鍵的是一定的。(2)方向性：在形成共價(jià)鍵時(shí)，原子軌道重疊，電子在核間出現(xiàn)的概率，所形成的共價(jià)鍵越穩(wěn)定，因此，共價(jià)鍵將盡可能沿著電子出現(xiàn)概率最大的方向形成，這就是共價(jià)鍵的方向性。2、分類分類依據(jù)類型形成共價(jià)鍵的原子軌道重疊方式鍵軌道“”重疊鍵軌道“”重疊形成共價(jià)鍵的電子對(duì)是否偏移鍵共用電子對(duì)偏移鍵共用電子對(duì)偏移原子間共用電子對(duì)的數(shù)目鍵原子間有共用電子對(duì)，鍵鍵原子間有共用電子對(duì)，鍵+鍵鍵原子間有共用電子對(duì)，鍵+鍵3、σ鍵與π鍵的形成過(guò)程（1）σ鍵：電子云“”重疊①分類：σ鍵可分為s-sσ鍵、s-pσ鍵、p-pσ鍵。s-sσ鍵：兩個(gè)成鍵原子均提供s電子形成的共價(jià)鍵。s-pσ鍵：兩個(gè)成鍵原子分別提供s、p電子形成的共價(jià)鍵。p-pσ鍵：兩個(gè)成鍵原子均提供p、p電子形成的共價(jià)鍵。②σ鍵的特征a．以形成化學(xué)鍵的兩原子核的連線為軸作旋轉(zhuǎn)操作，共價(jià)鍵電子云的圖形不變，這種特征稱為。b．形成σ鍵的原子軌道重疊程度，故σ鍵有較強(qiáng)的穩(wěn)定性，形成。（2）π鍵：電子云“”重疊π鍵的特征a．每個(gè)π鍵的電子云由兩塊組成，它們互為鏡面，這種特征稱為。b．形成π鍵時(shí)原子軌道重疊程度比形成σ鍵時(shí)，π鍵沒(méi)有σ鍵。例1、有以下物質(zhì)：①HF②Cl2③H2O④N2⑤C2H4⑥C2H6⑦H2⑧H2O2⑨HCN(1)只有σ鍵的是______________(填序號(hào)，下同)；既有σ鍵又有π鍵的是________。(2)含有由兩個(gè)原子的s軌道重疊形成的σ鍵的是____。(3)含有由一個(gè)原子的s軌道與另一個(gè)原子的p軌道重疊形成的σ鍵的是______________。(4)含有由一個(gè)原子的p軌道與另一個(gè)原子的p軌道重疊形成的σ鍵的是______________。例2、（1）1mol有________個(gè)σ鍵，________個(gè)π鍵。（2）1mol有________個(gè)σ鍵，________個(gè)π鍵。（3）分子中σ鍵和π鍵的比例為_(kāi)_____。二、鍵參數(shù)1、鍵長(zhǎng)（1）概念：鍵長(zhǎng)是構(gòu)成化學(xué)鍵的兩個(gè)原子處于平衡位置時(shí)的核間距。（2）比較：原子半徑越小，共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)越。同種原子形成共價(jià)鍵鍵長(zhǎng)：?jiǎn)捂I雙鍵三鍵。例3、設(shè)石墨晶體中碳碳鍵的鍵長(zhǎng)為a，金剛石中碳碳鍵和鍵長(zhǎng)為b，比較a<b，原因：?；卮鹣铝袉?wèn)題（1）(2015海南卷)SO3的三聚體環(huán)狀結(jié)構(gòu)如圖所示，該結(jié)構(gòu)中S原子的雜化軌道類型為sp3；該結(jié)構(gòu)中S與O形成的共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)有兩類，一類鍵長(zhǎng)約140pm，另一類鍵長(zhǎng)約為160pm，較短的鍵為（填a或b）。該分子中含有個(gè)σ鍵。（2）（2023海南卷，節(jié)選）我國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一種釩配合物Ⅰ可以充當(dāng)固氮反應(yīng)的催化劑，反應(yīng)過(guò)程中經(jīng)歷的中間體包括Ⅱ和Ⅲ。(代表單鍵、雙鍵或叁鍵)配合物Ⅱ和Ⅲ中，釩的化合價(jià)分別為+4和+3，配合物Ⅱ、Ⅲ和N2三者中，兩個(gè)氮原子間鍵長(zhǎng)最長(zhǎng)的是_______。2、鍵能（1）概念：態(tài)分子中斷裂（形成）mol化學(xué)鍵解離成態(tài)原子所吸收（釋放）的能量。（2）比較：同種元素形成共價(jià)鍵鍵能：?jiǎn)捂I雙鍵三鍵。（碳碳雙鍵鍵能等于碳碳單鍵鍵能的兩倍）一般鍵長(zhǎng)越，鍵能越。例5、（2014山東卷）石墨烯(圖甲)是一種由單層碳原子構(gòu)成的平面結(jié)構(gòu)新型碳材料，石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生改變，轉(zhuǎn)化為氧化石墨烯(圖乙)。1號(hào)C與相鄰C鍵能變化是。（填“增大”“減小”或“不變”）例6、簡(jiǎn)答題（1）N2為什么化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定？（2）比較CH4<NH3<H2O<HF的熱穩(wěn)定性，并說(shuō)明原因。（3）比較金剛石和晶體硅的熔點(diǎn)，并說(shuō)明原因。3、鍵角（1）鍵長(zhǎng)和鍵角的數(shù)值可通過(guò)晶體的實(shí)驗(yàn)獲得。鍵角表明共價(jià)鍵具有性，鍵角決定分子的空間構(gòu)型?！靖拍畋嫖觥刻继既I和碳碳雙鍵的鍵能分別是碳碳單鍵的3倍和2倍。（）鍵長(zhǎng)等于成鍵兩原子的半徑之和。（）鍵能是衡量化學(xué)鍵穩(wěn)定性的參數(shù)之一，鍵能越大，則化學(xué)鍵就越牢固。（）鍵長(zhǎng)與共價(jià)鍵的穩(wěn)定性沒(méi)有關(guān)系。（）鍵角是兩個(gè)相鄰共價(jià)鍵之間的夾角，說(shuō)明共價(jià)鍵有方向性。（）共價(jià)鍵是通過(guò)原子軌道重疊并共用電子對(duì)而形成的，說(shuō)明共價(jià)鍵有飽和性。（）共價(jià)鍵的成鍵原子只能是非金屬原子。()在任何情況下，都是σ鍵比π鍵強(qiáng)度大。()分子的穩(wěn)定性與分子間作用力的大小無(wú)關(guān)。()s-sσ鍵與s-pσ鍵的電子云形狀對(duì)稱性相同。()σ鍵能單獨(dú)形成，而π鍵一定不能單獨(dú)形成。()σ鍵可以繞鍵軸旋轉(zhuǎn)，π鍵一定不能繞鍵軸旋轉(zhuǎn)。()H2中的共價(jià)鍵不具有方向性。（）B3N3H6(無(wú)機(jī)苯)的結(jié)構(gòu)與苯類似，也有大π鍵。B3N3H6的熔點(diǎn)主要取決于所含化學(xué)鍵的鍵能(2020·山東)()鍵能C—C＞Si—Si、C—H＞Si—H，因此C2H6穩(wěn)定性大于Si2H6(2020·山東，4A)()28gC2H4分子中含有的σ鍵數(shù)目為4NA(2022·遼寧，3B)()【跟蹤練習(xí)】1、下列實(shí)驗(yàn)事實(shí)可以用共價(jià)鍵鍵能解釋的是()A.氯化氫的沸點(diǎn)低于溴化氫B.金剛石熔點(diǎn)高于晶體硅C.氦氣的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定D.甲烷是正四面體形分子2、二氯化二硫(S2Cl2)，非平面結(jié)構(gòu)，常溫下是一種黃紅色液體，有刺激性惡臭，熔點(diǎn)：－80℃，沸點(diǎn)：137.1℃。下列對(duì)于二氯化二硫敘述正確的是（）A.二氯化二硫的電子式為B.分子中既有極性鍵又有非極性鍵C.分子中S—Cl的鍵長(zhǎng)大于S—S的鍵長(zhǎng)D.分子中S—Cl的鍵能小于S—S的鍵能3、(2022·北京，9)由鍵能數(shù)據(jù)大小，不能解釋下列事實(shí)的是()化學(xué)鍵C—HSi—HC=OC—OSi—OC—CSi—Si鍵能/(kJ·mol－1)411318799358452346222A.穩(wěn)定性：CH4>SiH4B．鍵長(zhǎng)：C=O<C—OC．熔點(diǎn)：CO2<SiO2D．硬度：金剛石>晶體硅4、關(guān)于σ鍵和π鍵的形成過(guò)程，下列說(shuō)法不正確的是()A．HCl分子中的σ鍵為兩個(gè)s軌道“頭碰頭”重疊形成B．N2分子中的π鍵為p-pπ鍵，π鍵不能繞鍵軸旋轉(zhuǎn)C．CH4中的碳原子為sp3雜化，4個(gè)sp3雜化軌道分別與氫原子s軌道形成σ鍵D．乙烯(CH2=CH2)中的碳碳之間形成了1個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵5、已知C3N4晶體很可能具有比金剛石更大的硬度，且原子間以單鍵結(jié)合。下列有關(guān)C3N4晶體的說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()A、C3N4晶體與金剛石同屬于共價(jià)晶體B、C3N4晶體中C—N的鍵長(zhǎng)比金剛石中C—C的鍵長(zhǎng)長(zhǎng)C、C3N4晶體中每個(gè)碳原子連接4個(gè)氮原子，每個(gè)氮原子連接3個(gè)碳原子D、C3N4晶體中含有極性共價(jià)鍵，不含非極性共價(jià)鍵6、氰氣的化學(xué)式為(CN)2，結(jié)構(gòu)式為N≡C—C≡N，性質(zhì)與鹵素相似，下列敘述正確的是()A．不和氫氧化鈉溶液發(fā)生反應(yīng)B．分子中N≡C的鍵長(zhǎng)大于C≡C的鍵長(zhǎng)C．分子中既有極性鍵，又有非極性鍵D．分子中含有2個(gè)σ鍵和4個(gè)π鍵7、二茂鐵[(C5H5)2Fe]分子是一種金屬有機(jī)配合物，是燃料油的添加劑，用以提高燃燒的效率和去煙，可作為導(dǎo)彈和衛(wèi)星的涂料等。它的結(jié)構(gòu)如圖所示，下列說(shuō)法正確的是()A．二茂鐵中Fe2＋與環(huán)戊二烯離子(C5Heq\o\al(－,5))之間為離子鍵B．1mol環(huán)戊二烯()中含有σ鍵的數(shù)目為5NAC．分子中存在π鍵D．Fe2＋的電子排布式為1s22s22p63s23p63d44s28、MoO3可以催化1,2-丙二醇()獲得多種有機(jī)物，其反應(yīng)歷程如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A．轉(zhuǎn)化過(guò)程中涉及非極性共價(jià)鍵斷裂與形成B．反應(yīng)過(guò)程中Mo形成共價(jià)鍵的數(shù)目始終保持不變C．如果原料是乙二醇，則主要有機(jī)產(chǎn)物是乙二醛和乙烯D．Cu催化氧化1,2-丙二醇所得產(chǎn)物與MoO3催化時(shí)相同9、(1)1mol苯酚分子中含有的σ鍵數(shù)目為_(kāi)_______。1mol苯酚鈉中含有的σ鍵數(shù)目為_(kāi)_______。(2)1mol化合物A()中含有的σ鍵數(shù)目為_(kāi)_______。(3)[Cu(CH3CN)4]＋是非常穩(wěn)定的絡(luò)合離子，配體中σ鍵和π鍵個(gè)數(shù)之比為_(kāi)_______。(4)1mol碳酸二乙酯(DEC，)中含有σ鍵的數(shù)目為_(kāi)_____。(5)1mol[Ni(NH3)6]SO4中σ鍵的數(shù)目為_(kāi)_______。10、簡(jiǎn)單題（1）Ge與C是同族元素，C原子之間可以形成雙鍵、三鍵，但Ge原子之間難以形成雙鍵或三鍵。從原子結(jié)構(gòu)角度分析，原因是___________________________________________________________。（2）硅是重要的半導(dǎo)體材料，構(gòu)成了現(xiàn)代電子工業(yè)的基礎(chǔ)。碳和硅的有關(guān)化學(xué)鍵鍵能如表所示，簡(jiǎn)要分析和解釋下列有關(guān)事實(shí)：化學(xué)鍵C—CC—HC—OSi—SiSi—HSi—O鍵能/(kJ·mol－1)365413336226318452①硅與碳同族，也有系列氫化物，但硅烷在種類和數(shù)量上都遠(yuǎn)不如烷烴多，原因是____________________________________________________________________________。②SiH4的穩(wěn)定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是__________________