第01講共價(jià)

——?模塊導(dǎo)航?————?學(xué)習(xí)目標(biāo)?——

模塊一思維導(dǎo)圖串知識(shí)1.認(rèn)識(shí)原子間通過原子軌道重疊形成共價(jià)鍵，知道根據(jù)

模塊二基礎(chǔ)知識(shí)全梳理（吃透教材）原子軌道的重疊方式，共價(jià)鍵可分為。鍵和n鍵等類

模塊三核心考點(diǎn)精準(zhǔn)練型。

模塊四小試牛刀過關(guān)測(cè)2.了解共價(jià)鍵具有飽和性和方向性。

3.知道鍵能、鍵長(zhǎng)和鍵角的定義，能用鍵能、鍵長(zhǎng)、鍵

角等說明簡(jiǎn)單分子的某些性質(zhì)。

模塊一思維導(dǎo)圖串知識(shí)

6模塊二基礎(chǔ)知識(shí)全梳理

器跋0【學(xué)習(xí)新知】

知識(shí)點(diǎn)一共價(jià)鍵

1.共價(jià)鍵

（1）原子間通過共用電子對(duì)所形成的相互作用。本質(zhì)是電子云（或原子軌道）的重疊。

⑵共價(jià)鍵的特征：

共價(jià)鍵具有飽和性和方向性，飽和性決定分子的組成，方向性決定分子的空間結(jié)構(gòu)。

2.共價(jià)鍵的類型

⑴。鍵

形成由兩個(gè)原子的S軌道或P軌道“頭碰頭”重疊形成

10Q<3(?11?=>C=o?沙

S-S型

H—H的s-s。鍵的形成

IIC1IIClIIC1

類型S-P型OeoXoGJCo??>

H—Q的s-p。鍵的形成

ClClClClCl2

p-p型XeUoXX。。

Cl—Cl的p-p。鍵的形成

①以形成化學(xué)鍵的兩原子核的連線為軸做旋轉(zhuǎn)操作，共價(jià)鍵的電子云

特征的圖形不變，這種特征稱為軸對(duì)稱；

②。鍵的強(qiáng)度較大。

(2加鍵

形成由兩個(gè)原子的P軌道“肩并肩’’重疊形成

我-3r

P-P型

p-p兀鍵的形成

①每個(gè)兀鍵的電子云由兩塊組成，它們互為鏡像，這種特征稱為鏡面對(duì)稱；

特征

②兀鍵不能旋轉(zhuǎn)；不如。鍵牢固，比較容易斷裂。

【交流討論】下面是乙烷、乙烯、乙快的球棍模型和空間填充模型:

MM

乙烷乙烯乙塊

1.觀察乙烷、乙烯、乙煥的分子結(jié)構(gòu)，它們的分子中的共'介鍵分別由兒個(gè)。鍵和幾個(gè)冗鍵構(gòu)成？

乙烷乙烯乙煥

。鍵數(shù)目753

兀鍵數(shù)目012

2.解釋乙烯分子中兀鍵是如何形成的？

提示：乙烯分子中兩個(gè)碳原子的p軌道"頭碰頭''重置形成一個(gè)。鍵，而兩個(gè)碳原子間相互垂直的p軌

道“肩并肩’’重疊形成一個(gè)兀鍵，故乙烯分子中的碳碳雙鍵由一個(gè)。鍵和一個(gè)71鍵構(gòu)成。

知識(shí)點(diǎn)二鍵參數(shù)——鍵能、鍵長(zhǎng)與鍵角

1.鍵能

鍵能是指氣態(tài)分子中Imol化學(xué)鍵解離成氣態(tài)原子所吸收的能量。鍵能的單位是klmol、鍵能通常是

298.15K、lOlkPa條件下的標(biāo)準(zhǔn)值。

2.鍵長(zhǎng)

(1)鍵長(zhǎng)是構(gòu)成化學(xué)鍵的兩個(gè)原子的核間距。因此原子半徑?jīng)Q定化學(xué)鍵的鍵長(zhǎng)，原子半徑越小，共價(jià)鍵

的鍵長(zhǎng)越短。

(2)鍵長(zhǎng)與共價(jià)鍵的穩(wěn)定性之間的關(guān)系：共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)越短，往往鍵能越大，表明共價(jià)鍵越穩(wěn)定。

3.鍵角

鍵角是指在多原子分子中，兩個(gè)相鄰共價(jià)鍵之間的夾角。多原子分子的鍵角一定，表明共價(jià)鍵具有方向

性。鍵角是描述分子空間結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)，分子的許多性質(zhì)都與鍵角有關(guān)。

【交流討論】鍵能與鍵長(zhǎng)是衡量共價(jià)鍵穩(wěn)定性的參數(shù)，鍵長(zhǎng)和鍵角是描述分子空間結(jié)構(gòu)的參數(shù)。一般來

說，如果知道分子中的鍵長(zhǎng)和鍵角，這個(gè)分子的空間結(jié)構(gòu)就確定了。

1.根據(jù)元素周期律可知，N%的穩(wěn)定性強(qiáng)于P%,你能利用鍵參數(shù)加以解釋嗎？

提示：鍵長(zhǎng)：N—IKP—H,鍵能：N—H>P—H,因此NH3更穩(wěn)定。

2.在不知下列物質(zhì)鍵能的前提條件下，你能比較HF、HC1.HBr.HI的穩(wěn)定性大小嗎？你認(rèn)為鍵能、

鍵長(zhǎng)對(duì)分子的化學(xué)性質(zhì)有什么影響？

提示：能，因?yàn)樵影霃剑汗舒I長(zhǎng)：HI>HBr>HCl>HF,一般鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，共價(jià)鍵

越牢固，故穩(wěn)定性：HF>HCl>HBr>HL分子中共價(jià)鍵的鍵能越大，鍵長(zhǎng)越短，共價(jià)鍵越牢固，含有該鍵的

分子越穩(wěn)定，化學(xué)性質(zhì)越不活潑。

6模塊三核心考點(diǎn)精準(zhǔn)練-------------------------

奇核心考點(diǎn)一?共價(jià)鍵

【例1】共價(jià)鍵具有飽和性和方向性。下列有關(guān)敘述中不正確的是()

A.共價(jià)鍵的飽和性是由成鍵原子的未成對(duì)電子數(shù)決定的

B.共價(jià)鍵的方向性是由成鍵原子軌道的方向性決定的

C.共價(jià)鍵的方向性決定了分子的空間結(jié)構(gòu)

D.所有共價(jià)鍵都具有方向性

答案：D

解析：原子的未成對(duì)電子一旦配疝成鍵，就不再與具他原子的未成對(duì)電子配對(duì)成鍵，故成鍵原子的未成對(duì)電

子數(shù)決定了該原子形成的共價(jià)鍵數(shù)量，即飽和性，A項(xiàng)正確；形或共價(jià)鍵時(shí)，為了達(dá)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(jià)鍵的方向性是由成鍵原子軌道的方向

性決定的，而共價(jià)鍵的方向性又決定了所形成分子的空間結(jié)構(gòu)，B、C項(xiàng)正確；由于s軌道是球形對(duì)稱的,

故兩個(gè)s軌道重疊形成的共價(jià)鍵無方向性，D項(xiàng)不正確。

【歸納小結(jié)】。鍵和八鍵的特點(diǎn)

(l)s軌道與s軌道形成。鍵時(shí)，電子并不是只在兩核間運(yùn)動(dòng)，只是電子在兩核間出現(xiàn)的概率大。

B.共價(jià)鍵的鍵能越大，共價(jià)犍越牢固，由該鍵形成的分子越穩(wěn)定

C.CF4、CC14.CBu、CL中C—X(X=F、Cl、Br、I)的鍵長(zhǎng)、鍵角均相等

D.HzO分子中兩個(gè)O—H的鍵角為180。

答案：B

解析：分子的空間結(jié)構(gòu)是由鍵角、鍵長(zhǎng)共同決定的，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由于F、Cl、Br、I的原子半徑不同，故C—

X(X=F、Cl、Br、I)的鍵長(zhǎng)不相等，C項(xiàng)錯(cuò)誤；H?O分子中兩個(gè)O—H的鍵角為105。，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

【歸納小結(jié)】共價(jià)鍵強(qiáng)弱的判斷

(1)由原子半徑和共用電子對(duì)數(shù)判斷：成鍵原子的原子半徑越小，共用電子對(duì)數(shù)越多，則共價(jià)鍵越牢固，

含有該共價(jià)鍵的分子越穩(wěn)定。

(2)由鍵能判斷：共價(jià)鍵的鍵能越大，共價(jià)鍵越牢固，破壞共價(jià)鍵消耗的能量越大。

(3)由鍵長(zhǎng)判斷：共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)越短，共價(jià)鍵越牢固，破壞共價(jià)鍵消耗的能量越大。

(4)由電負(fù)性判斷：元素的電負(fù)性越大，該元素的原子對(duì)共用電子對(duì)的吸引力越大，與其他元素形成的

共價(jià)鍵越穩(wěn)定。

【變式訓(xùn)練】用個(gè)”或“式”填空“

(1)比較鍵長(zhǎng)大小：

?C—HN—HH—0；

②N2H4分子的N—NN2分子的N三N。

(2)比較鍵能大?。?/p>

C—HN—HH—Oo

(3)比較鍵角大小：

?CO2NH3;②H2ONH3O

答案：⑴①>>②)(2)<<(3)?>②<

解析：(1)①由于C、N、O的原子半徑依次減小，所以C—H、N—H、H—O的鍵長(zhǎng)依次減??；②N2H4

分子的N—N的鍵長(zhǎng)大于N2分子的N三N的鍵長(zhǎng)。(2)由于C—H、N—H、H—O的鍵長(zhǎng)依次減小，因此鍵能

依次增大。⑶①CO?為直線形分子，NE為三角錐形分子，故鍵角CO?大于NH3；②H2O為V形分子，H2O

分子鍵角是105。，N%分子鍵角是107。，比0分子中鍵角小于NH3分子。

3模塊四小試牛刀過關(guān)測(cè)-------------------------

【基礎(chǔ)練】

1.下列關(guān)于O鍵和兀鍵的說法中，錯(cuò)誤的是()。

A.。鍵的電子云圖形是軸對(duì)稱的，兀鍵的電子云圖形是鏡面對(duì)稱的

B.。鍵是原子軌道“頭碰頭”式重疊，兀鍵是原子軌道“肩并肩”式重疊

C.兩個(gè)p軌道不能形成o鍵，只能形成71鍵

D.H只能形成b鍵，o可以形成。鍵和兀鍵

答案:C

解析：兩個(gè)p軌道“頭碰頭”重疊可形成。健，如C1?中共價(jià)鍵是兩個(gè)。原子的3P軌道形成的b鍵，c錯(cuò)

誤。H原子只有Is軌道，只能形成。鍵，O原子的2p軌道可形成。鍵和兀鍵，D正確。

2.人們常用HX表示鹵化氫（X代表F、Cl、Br、I）,下列說法中，正確的是（）。

A.形成共價(jià)鍵的兩個(gè)原子之間的核間距叫做鍵長(zhǎng)

B.H—F的鍵長(zhǎng)是H—X中最長(zhǎng)的

C.H—F是pp。鍵

D.H—F的鍵能是H—X中最小的

答案：A

解析：X原子半徑越大，H-X的鍵長(zhǎng)越長(zhǎng)，則H-I的鍵長(zhǎng)最長(zhǎng)，B錯(cuò)誤；H-F是H原子的1s軌道和F

原子的2P軌道重疊形成的，應(yīng)是spb鍵，C錯(cuò)誤；一般情況下鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，H—F的鍵長(zhǎng)是H—

X中最短的，故H—F的鍵能是H—X中最大的，D錯(cuò)誤。

3.下列說法中，錯(cuò)誤的是（）。

A.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

D.鍵長(zhǎng)與共價(jià)鍵的穩(wěn)定性沒有關(guān)系

C.鍵角是兩個(gè)相鄰共價(jià)鍵之間的夾角，說明共價(jià)鍵有方向性

D.共價(jià)鍵是通過原子軌道重疊并共用電子對(duì)而形成的，所以共價(jià)鍵有飽和性

答案：B

解析：一般鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，共價(jià)鍵越穩(wěn)定，B錯(cuò)誤。

4.下列說法中，錯(cuò)誤的是（）。

A.氧原子有兩個(gè)未成對(duì)電子，因而能形成2個(gè)共價(jià)鍵

答案：B

5.正誤判斷，正確的打W"，錯(cuò)誤的打入”。

（1）共價(jià)鍵的成鍵原子只能是非金屬原子（）

（2）所有的。健的強(qiáng)度都比兀鍵的大（）

（3）在所有分子中都存在化學(xué)鍵（）

（4）ss。鍵與sp。鍵的電子云形狀的對(duì)稱性相同（）

（5）b鍵可以繞鍵軸旋轉(zhuǎn)，花鍵一定不能繞鍵軸旋轉(zhuǎn)（）

（6）碳碳三鍵和碳碳雙鍵的鍵能分別是碳碳單鍵鍵能的3倍和2倍（）

（7）鍵長(zhǎng)等于成鍵兩原子的半徑之和（）

答案：（1）x（2）x（3）x（4）4（5）4（6）x（7）x

6.共價(jià)鍵具有飽和性和方向性，下列有關(guān)敘述不正確的是（）

A.共價(jià)鍵的飽和性是由成健原子的未成對(duì)電子數(shù)決定的

B.共價(jià)鍵的方向性與成鍵原子的軌道的伸展方向有關(guān)

C.共價(jià)鍵的飽和性決定了各種原子形成分子時(shí)相互結(jié)合的數(shù)量關(guān)系

D.共價(jià)鍵的飽和性與原子軌道的重疊程度有關(guān)

答案：D

解析：一般地，原子的未成對(duì)電子一旦配對(duì)成鍵，就不再與其他原子的未成對(duì)電子配對(duì)成鍵了，故共價(jià)鍵的

飽和性由原子的未成對(duì)電子數(shù)決定，共價(jià)鍵的飽和性也就決定了各種原子形成分子時(shí)相互結(jié)合的數(shù)量關(guān)系，

故A、C正確，D錯(cuò)誤；形成共價(jià)鍵時(shí)，原子軌道重疊的程度越大，共價(jià)鍵越穩(wěn)定，原子軌道都有一定的形

狀，要達(dá)到最大重疊，共價(jià)鍵必然有方向性，故B正確。

答案：A

8.下列分子的結(jié)構(gòu)式與共價(jià)鍵的飽和性不相符的是（）

答案：A

解析：由共價(jià)鍵的飽和性可知：C、Si均形成4個(gè)共價(jià)鍵，H、。均形成1個(gè)共價(jià)鍵，N形成3個(gè)共價(jià)

鍵，0、S均形成2個(gè)共價(jià)鍵。A項(xiàng)中0原子間是雙鍵，且每個(gè)氧原子與1個(gè)氫原子形成1個(gè)單鍵，則每

個(gè)氧原子形成3個(gè)共價(jià)鍵，與其飽和性不相符。

9.下列對(duì)o鍵和兒鍵的認(rèn)識(shí)不正確的是（）

A.鍵不屬于共價(jià)鍵，是另一種化學(xué)鍵

B.sso鍵與spo鍵的對(duì)稱性相同

C.分子中含有共價(jià)鍵，則至少含有一個(gè)°鍵

D.含有兀鍵的化合物與只含°鍵的化合物的化學(xué)性質(zhì)不同

答案：A

解析：A項(xiàng)，o鍵屬于共價(jià)鍵；B項(xiàng)，ss。鍵與spG鍵都屬于b鍵，對(duì)稱性相同：C項(xiàng)，分子中含有

共價(jià)鍵，則至少含有一個(gè)O?鍵；D項(xiàng)，一般7T鍵容易斷裂，而b鍵不易斷裂，所以含有71鍵的化合物

與只含（7鍵的化合物的化學(xué)性質(zhì)不同。

10.下列事實(shí)中能夠用鍵能解釋的是（）

A.常溫常壓下，氯氣呈氣態(tài)而澳單質(zhì)呈液態(tài)

B.硝酸是揮發(fā)性酸，硫酸是難揮發(fā)性的酸

C.稀有氣體一般難發(fā)生化學(xué)反應(yīng)

D.氮?dú)庠诔叵潞芊€(wěn)定，化學(xué)性質(zhì)不活潑

答案：D

解析：常溫常壓下，氯氣呈氣態(tài)市澳單質(zhì)呈液態(tài)與分子間作用力有關(guān)，與鍵能無關(guān)，A不符合題意：硝酸

的分子間作用力小，沸點(diǎn)低，是揮發(fā)性酸，硫酸的分子間作用力大，沸點(diǎn)高，是難揮發(fā)性酸，揮發(fā)性屬于

物理性質(zhì)，與鍵能的大小無關(guān)，B不符合題意；稀有氣體為單原子分子，原子都形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，稀有氣體

一般難發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，與鍵能無關(guān)，C不符合題意；氨氣分子中N三N鍵的鍵能大，故在常溫下很穩(wěn)定，化

學(xué)性質(zhì)不活潑，D符合題意。

【提升練】

I.下列有關(guān)共價(jià)鍵的鍵參數(shù)的比較中，不正確的是（）

A.鍵能：C—N<C=N<C=N

B.鍵長(zhǎng)：C1

C.分子中的鍵角：H2O>NH3

D.乙烯分子中碳碳鍵的鍵能：。鍵R鍵

答案：C

解析：A對(duì)，成鍵原子相同時(shí)，三鍵的鍵能大于雙鍵，雙鍵的鍵能大于單鍵，故鍵能：C—N<C=N<C=N；

B對(duì)，CkBr、1屬于同一主族，原子半徑逐漸增大，共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)增大，故鍵長(zhǎng)：C

錯(cuò)，比0為V形結(jié)構(gòu)，鍵角為105。，N%為三角錐形結(jié)構(gòu)，鍵角為107。；D對(duì)，。鍵是原子軌道“頭碰頭”

重疊，重疊程度大，而兀鍵是“肩并肩”重疊，重疊程度小，故碳元素原子間形成的共價(jià)鍵的鍵能：。鍵”鍵。

2.已知P元素的價(jià)層電子排布為3s23P3,P與Cl形成的化合物有PCb、PCk，下列判斷正確的是（）

A.磷原子最外層有三個(gè)未成對(duì)電子，故只能結(jié)合三個(gè)氯原子形成PCb

B.PCb分子中的P—C1含有?兀鍵

C.PCk分子中的P—C1既含有。犍又含有兀鍵

D.磷原子最外層有三個(gè)未成對(duì)電子，但是能形成PC&說明傳統(tǒng)的價(jià)鍵理論存在缺陷

答案：D

:C1:P：C1：

:CI:

解析：PCh的電子式為???.，P—Q都是O鍵；一個(gè)PC15分子中有5個(gè)P—C1O鍵，這違背了傳

統(tǒng)價(jià)鍵理論飽和性原則，說明傳統(tǒng)價(jià)鍵理論不能解釋PCL的結(jié)杓，即傳統(tǒng)價(jià)鍵理論存在缺陷.

3.在N2F2分子中，所有原子均符合8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則該分子中兩個(gè)氮原子之間的鍵型構(gòu)成是（）

A.僅有一個(gè)。鍵B.僅有一個(gè)兀鍵

C.一個(gè)。鍵，一個(gè)兀鍵D.一個(gè)。鍵，兩個(gè)九鍵

答案：C

解析：由題給條件所有原子均符合8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)可知，其結(jié)構(gòu)式應(yīng)為F—N==N—F,則兩個(gè)氮原子之間

為氮氮雙鍵，即一個(gè)。鍵，一個(gè)兀鍵。

4.碳、氮、氧、氫是地球上極為豐富的元素。

（1）氫氣分子的形成過程示意圖如圖，請(qǐng)據(jù)圖回答相關(guān)問題。

能量/kJmo「

氫氣分子的形成過程示意圖

H—H鍵的鍵長(zhǎng)為,①?⑤中，體系能量由高到低的順序是o

(2)下列說法正確的是o

A.一個(gè)氫氣分子中含有一個(gè)兀鍵

B.由①到④，電子在核間出現(xiàn)的概率增大

C.由④到⑤，必須消耗外界的能量

D.一個(gè)氫氣分子中含有一個(gè)。鍵

(3)C0和N2分子中根據(jù)電子云重疊的方式不同，都包含的共價(jià)鍵類型有,CO、N2的結(jié)構(gòu)可表

示為00、N三N,相關(guān)化學(xué)鍵的鍵能如表：(單位kJ-moF)

物質(zhì)化學(xué)鍵

單鍵雙鍵三鍵

co3517451071.9

N2193418946

結(jié)合數(shù)據(jù)說明CO比Nz活潑的原因o

⑷某有機(jī)物的結(jié)構(gòu)式如圖所示，則分子中有個(gè)。健，個(gè)兀鍵。

HH

\/

C=C

/\

HC

Q

C

\

H

⑸腫(N2H4)分子可視為NH3分子中的一個(gè)氫原子被一NH2(氨基)取代形成的另一種氮的氫化物。聃可用作火

箭燃料，燃燒時(shí)發(fā)生反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為N2OMD+2N2H山)^—3N2(g)+4H2O(g)△”=1038.7kJmol'o

若該反應(yīng)中有4molN—H鍵斷裂，則形成的兀鍵有mol。

答案：(1)0.074nm①>(§)>②>③〉④

(2)BCD

(3)o鍵和冗鍵CO中斷裂第一個(gè)7C鍵消耗的能量為1071.9kJ745kj=326.9kJ；而N2中斷裂第一個(gè)it鍵消

耗的能量為946kJ418kJ=528kJ,可見CO的一個(gè)K鍵容易斷裂,因此CO比N?活潑

(4)73(5)3

解析：(1)可以直接從題圖中的有關(guān)數(shù)據(jù)讀出H—H鍵的鍵長(zhǎng)為0.074nm；由題圖可以看出體系能量由高到

低的順序是①：>⑤>②>@>④。(2)一個(gè)氫氣分子中含有一個(gè)。鍵，A錯(cuò)誤、D正確；共價(jià)鍵的本質(zhì)就是高概

率地出現(xiàn)在原子核間的電子與原子核間的電性作用，B正確；④已經(jīng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，由題圖可以看出⑤的能

量比④高，C正確。(3)CO與N2的結(jié)構(gòu)相似，所以N2與CO的分子中都包含的共價(jià)鍵有o鍵和7T鍵。CO

中斷裂第一個(gè)7T鍵消耗的能量為1071.9kJ745kJ=326.9kJ；而N2中斷裂第一個(gè)兀鍵消耗的能量為946kJ418

kJ=528kJ,可見CO的一個(gè)兀鍵容易斷裂，因此CO比N2活潑。(4)分子中5個(gè)共價(jià)單鍵是。鍵，雙鍵中有

1個(gè)。鍵和I個(gè)兀鍵，三鍵中有I個(gè)。鍵，另2個(gè)是兀鍵，故。鍵總數(shù)是7,H鍵總數(shù)是3。⑸反應(yīng)中有4

molN—H鍵斷裂,即有1molN2H4參加反應(yīng),生成1.5molN2,則形成的n鍵有3moL

5.X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的常見元素,其原子序數(shù)依次增大。X元素的一種核素的質(zhì)量數(shù)

為12,中子數(shù)為6：Y元素是動(dòng)植物生長(zhǎng)不可缺少的、構(gòu)