《共價鍵》素養(yǎng)目標學法指導1.認識原子間通過原子軌道重疊形成共價鍵，從微觀結構認識分子的產(chǎn)生原因2．根據(jù)原子軌道的重疊方式，了解共價鍵可分為σ鍵和π鍵等類型；結合原子軌道的伸展方向，了解共價鍵具有飽和性和方向性3．結合共價鍵的鍵長、鍵能和鍵角等數(shù)據(jù)，從微觀角度模型解釋分子的空間結構。理解分子的性質與鍵參數(shù)的關系，培養(yǎng)證據(jù)推理與模型認知的核心素養(yǎng)

1.通過實例列舉、討論總結，認識共價鍵形成的實質，根據(jù)共價鍵形成的過程，理解和區(qū)分共價鍵的類型2．根據(jù)典型的實例類比判斷鍵能大小，比較物質的穩(wěn)定性等性質

知識導圖

課前·新知導學

共價鍵1．共價鍵原子間通過__________________所形成的相互作用，共價鍵具有____________性。共用電子對飽和2．共價鍵的類型(按成鍵原子的原子軌道重疊方式分類)(1)σ鍵。頭碰頭s-s

s-p

頭碰頭p-p

連線不變軸對稱肩并肩鏡面對稱鏡像斷裂(3)判斷σ鍵、π鍵的一般規(guī)律。共價單鍵為σ鍵；共價雙鍵中有一個σ鍵、一個π鍵；共價三鍵由一個σ鍵和兩個π鍵組成。乙烷、乙烯和乙炔分子中的σ鍵、π鍵：7

5

3

0

1

2

3．共價鍵的形成條件原子NaClHClCO電負性________________________電負性之差(絕對值)________________________0.9

3.0

2.1

3.0

2.5

3.5

2.1

0.9

1.0

結論：當成鍵原子的電負性相差很大時，形成的電子對不會被共用，形成的將是離子鍵；而共價鍵是電負性相差不大的原子之間形成的化學鍵。兩個原子間可以只形成σ鍵，也可以只形成π鍵嗎？為什么乙烯和乙炔的性質比乙烷活潑？微思考【答案】π鍵不能獨立存在，π鍵電子云由兩塊組成，是以σ鍵所連接的兩個原子成鏡面對稱的。乙烯和乙炔分子中存在π鍵，π鍵穩(wěn)定性差，故乙烯、乙炔比乙烷性質活潑，容易發(fā)生加成反應。判斷正誤。(正確的畫“√”，錯誤的畫“×”)(1)共價鍵不具有飽和性。

(

)(2)N2分子中σ鍵與π鍵的個數(shù)比是2∶1。 (

)(3)CO2分子中有一個σ鍵和一個π鍵。 (

)(4)一般來說，π鍵不如σ鍵牢固，更易斷裂。 (

)【答案】(1)×

(2)×

(3)×

(4)√

(5)×

(6)×鍵參數(shù)——鍵能、鍵長與鍵角1．鍵參數(shù)的概念(1)鍵能：________分子中________化學鍵解離成氣態(tài)原子所______的能量。鍵能可用于估算化學反應的熱效應，如H—H鍵、F—F鍵、H—F鍵的鍵能分別為436kJ·mol－1、157kJ·mol－1、568kJ·mol－1，則H2與F2反應是______(填“放熱”或“吸熱”)反應。

氣態(tài)1

mol

吸收放熱(2)鍵長：構成化學鍵的兩個原子的__________?；瘜W鍵的鍵長與鍵能是相關的。例如，C—C、C==C、C≡C的鍵長分別為154pm、133pm、120pm，鍵長越來越______，它們的鍵能分別為347.7kJ·mol－1、615kJ·mol－1和812kJ·mol－1，越來越______。(3)鍵角：在多原子分子中，兩個______共價鍵之間的______。如CO2的結構式為OCO，鍵角為180°，是一種______形分子；H2O分子中的HOH鍵角是105°，是一種________(或稱角形)分子。多原子分子中的鍵角一定，表明共價鍵具有________性。注意：鍵長和鍵角的數(shù)值可以通過晶體的____________實驗獲得。核間距小大相鄰夾角直線V形方向X射線衍射2．鍵參數(shù)的應用(1)分子的熱穩(wěn)定性：參照教材37頁表2－1中的鍵能數(shù)據(jù)，可計算1molH2分別與1molCl2、1molBr2(蒸氣)反應生成2molHCl和2molHBr時，分別________(填“放出”或“吸收”，下同)184.9kJ和102.3kJ的熱量。則2molHBr分解需要________的能量比2molHCl________(填“高”或“低”)，故HBr更______(填“易”或“難”)分解。放出吸收低易(2)反應能力比較：N2、O2、F2與H2的反應能力依次______(填“減弱”或“增強”)，其原因是NN鍵、OO鍵、F—F鍵的鍵能依次為946kJ·mol－1、497.3kJ·mol－1、157kJ·mol－1，鍵能越來越______，共價鍵越來越容易__________。(3)鍵長越_____，鍵能越______，分子的化學性質越___________(填“活潑”或“不活潑”)。增強小斷裂小大不活潑根據(jù)元素周期律可知，NH3的穩(wěn)定性強于PH3，你能利用鍵參數(shù)進行解釋嗎？微思考【答案】N原子的半徑比P原子的半徑小，故鍵長N—H鍵比P—H鍵小，則N—H鍵的鍵能比P—H鍵的鍵能大，N—H鍵更難被破壞，NH3更難分解。判斷正誤。(正確的畫“√”，錯誤的畫“×”)(1)鍵角是描述分子空間結構的重要參數(shù)。 (

)(2)鍵長是成鍵兩原子半徑的和。 (

)(3)CC鍵的鍵能等于C—C鍵鍵能的2倍。 (

)(4)鍵長越小，鍵能一定越大，分子就一定越穩(wěn)定。 (

)(5)因為O—H鍵的鍵能小于H—F鍵的鍵能，所以O2、F2與H2反應的能力依次減弱。

(

)【答案】(1)√

(2)×

(3)×

(4)×

(5)×課堂·素養(yǎng)初培任務一共價鍵的本質、類型素養(yǎng)探源核心素養(yǎng)考查途徑宏觀辨識與微觀探析根據(jù)某些有機物的結構簡式或模型判斷共價鍵類型，電子式、結構式等式子的書寫，考查原子間的成鍵實質[情境導入](1)水分子中的共價鍵是由哪些原子形成的哪類共價鍵？【答案】水分子中的共價鍵是由O原子與H原子形成的σ鍵。(2)乙烯和乙炔的化學性質為什么比乙烷活潑？【答案】乙烯分子中的碳碳雙鍵和乙炔分子中的碳碳三鍵中分別含有1個和2個π鍵，π鍵原子軌道重疊程度較小，不穩(wěn)定，容易斷裂。而乙烷分子中沒有π鍵，σ鍵原子軌道重疊程度大，比較穩(wěn)定，不易斷裂。[深化理解]4．共價鍵存在的范圍(1)共價化合物中。如SO2、CO2、CH4、H2O2、CS2、H2SO4等。(2)非金屬單質分子中。如O2、F2、H2、C60、單質硫、白磷(P4)等(稀有氣體為單原子分子，不存在化學鍵)。(3)部分離子化合物的原子團中。如NH、OH－、SO。5．共價鍵的特征：具有飽和性和方向性(1)共價鍵的飽和性。按照共用電子對理論，一個原子有幾個未成對電子，便可以與幾個自旋相反的電子配對成鍵，這就是共價鍵的“飽和性”。(2)共價鍵的方向性。原子之間形成共價鍵時，兩個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，電子所在的原子軌道都具有一定的形狀，原子軌道要取得最大重疊決定了共價鍵必然具有方向性。6．σ鍵和π鍵的比較共價鍵類型σ鍵π鍵原子軌道重疊方式沿鍵軸方向重疊(“頭碰頭”)沿鍵軸方向平行重疊(“肩并肩”)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成鍵規(guī)律判斷共價單鍵是σ鍵；共價雙鍵中一個是σ鍵，另一個是π鍵；共價三鍵中一個是σ鍵，另兩個是π鍵下列各組物質中，所有化學鍵都是共價鍵的是 (

)A．H2S和Na2O2 B．H2O2和CaF2

C．NH3和N2 D．HNO3和NaCl【答案】C【解析】Na2O2中既有離子鍵又有O—O共價鍵，A不符合題意；CaF2中只有離子鍵，B不符合題意；NaCl屬于離子化合物，沒有共價鍵，D不符合題意。[典例精練]下列說法正確的是 (

)A．若把H2S寫成H3S，則違背了共價鍵的飽和性B．H3O＋的存在說明共價鍵不應有飽和性C．所有共價鍵都有方向性D．金屬元素與非金屬元素的原子間只形成離子鍵【答案】A【解析】硫原子有兩個未成對電子，根據(jù)共價鍵的飽和性，形成的氫化物為H2S，A正確；H2O只能結合1個H＋形成H3O＋，證明共價鍵有飽和性，B錯誤；H2分子中兩個氫原子的1s軌道發(fā)生重疊形成H—Hσ鍵，因為s軌道電子云呈球形，所以H2分子中的H—H鍵沒有方向性，C錯誤；AlCl3是鋁原子與氯原子通過共價鍵形成的共價化合物，D錯誤。下列說法不正確的是 (

)A．σ鍵一般比π鍵原子軌道重疊程度大，形成的共價鍵強B．兩個原子之間形成共價鍵時，最多有1個σ鍵C．氣體單質中，一定有σ鍵，可能有π鍵D．一個N2分子中有1個σ鍵，2個π鍵【答案】C【解析】氣體單質分子中，可能有σ鍵，如Cl2；可能有π鍵，如N2；也可能沒有化學鍵，如稀有氣體分子。

(1)1molHCHO分子中含有σ鍵的數(shù)目為______。

(2)CS2分子中，共價鍵的類型有__________。

(3)石墨烯是一種由單層碳原子構成的平面結構新型材料，題圖中1號C與相鄰C形成σ鍵的個數(shù)為______?！敬鸢浮?1)3NA

(2)σ鍵、π鍵(3)3石墨烯結構

任務二鍵參數(shù)及應用素養(yǎng)探源核心素養(yǎng)考查途徑科學探究與創(chuàng)新意識根據(jù)原子或元素性質的不同，比較鍵參數(shù)的強弱或大小，判斷對應物質性質的強弱，考查學生類比推理的能力[情境導入](1)根據(jù)上圖判斷H2與Cl2反應生成HCl是放熱反應還是吸熱反應？如何利用鍵能計算反應的反應熱ΔH?【答案】反應中斷裂舊鍵吸收436.0kJ＋242.7kJ＝678.7kJ熱量，形成新鍵放出431.8kJ/mol×2mol＝863.6kJ熱量，放熱值大于吸熱值，故該反應是放熱反應。ΔH＝反應物總鍵能－生成物總鍵能。(2)根據(jù)元素周期律可知，HF、HCl、HBr、HI的穩(wěn)定性依次減弱，請利用鍵參數(shù)加以解釋?！敬鸢浮挎I長：H—F＜H—Cl＜H—Br＜H—I；鍵能：H—F＞H—Cl＞H—Br＞H—I，故HF、HCl、HBr、HI的穩(wěn)定性依次減弱。(3)一般來說，鍵長越小，鍵能越大。但F—F鍵鍵長(141pm)比Cl—Cl鍵鍵長(198pm)小，而F—F鍵鍵能(157kJ·mol－1)卻比Cl—Cl鍵鍵能(242.7kJ·mol－1)小，為什么？【答案】氟原子的半徑小導致F—F鍵鍵長小，由于鍵長小，兩個氟原子形成共價鍵時，原子核之間的距離較小，兩原子核之間排斥力較大，導致F—F鍵鍵能不大，F(xiàn)2的穩(wěn)定性較差，容易與其他物質發(fā)生反應。1．共價鍵鍵參數(shù)的應用(1)鍵能的應用。①表示共價鍵的強弱。鍵能越大，斷開化學鍵需要吸收的能量越多，化學鍵越穩(wěn)定。[深化理解]②判斷分子的穩(wěn)定性。結構相似的分子中，共價鍵的鍵能越大，分子越穩(wěn)定。③判斷化學反應中的能量變化。在化學反應中，斷裂舊化學鍵吸收能量，形成新化學鍵釋放能量，因此反應焓變與鍵能的關系為ΔH＝反應物鍵能總和－生成物鍵能總和。ΔH＜0時，為放熱反應；ΔH＞0時，為吸熱反應。(2)鍵長的應用。①鍵長越小，一般鍵能越大，共價鍵越穩(wěn)定，含該共價鍵的分子越穩(wěn)定。②鍵長的比較方法。a．根據(jù)成鍵原子的原子半徑比較。同類型的共價鍵，成鍵原子的原子半徑越小，鍵長越小。b．根據(jù)共用電子對數(shù)比較，相同的兩個原子間形成共價鍵時，單鍵鍵長＞雙鍵鍵長＞三鍵鍵長。(3)鍵角的應用。鍵長和鍵角決定分子的空間結構。2．共價鍵強弱的判斷(1)由原子半徑和共用電子對數(shù)判斷：成鍵原子的原子半徑越小，兩原子間共用電子對數(shù)越多，則一般共價鍵越牢固，含有該共價鍵的分子越穩(wěn)定。(2)由鍵能判斷：共價鍵的鍵能越大，共價鍵越牢固，破壞共價鍵消耗的能量越多。(3)由鍵長判斷：一般共價鍵的鍵長越小，共價鍵越牢固，破壞共價鍵消耗的能量越多。(4)由電負性判斷：元素的電負性越大，該元素的原子對共用電子對的吸引力越大，形成的共價鍵一般越穩(wěn)定。【名師點撥】由分子構成的物質，其熔、沸點與共價鍵的鍵能和鍵長無關，而分子的穩(wěn)定性由鍵長和鍵能大小決定。有關碳和硅的共價鍵鍵能如下表所示：[典例精練]共價鍵C—CC—HC—OSi—SiSi—HSi—O鍵能/(kJ·mol－1)348413351226318452簡要分析和解釋下列有關事實。(1)比較通常條件下，CH4和SiH4的穩(wěn)定性強弱：______________。(2)硅與碳同族，也有系列氫化物，但硅烷在種類和數(shù)量上都遠不如