第二章

分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

第一節(jié)共價鍵

第1課時共價鍵

［核心素養(yǎng)發(fā)展目標］1.能從微觀角度分析形成共價鍵的微粒、類型，能辨識物質(zhì)中含有的表價鍵。2.理解

共價鍵中。鍵和兀鍵的區(qū)別，建立。鍵和兀鍵的思維模型，熟練判斷分子中。鍵和兀鍵的存在及個數(shù)。

一、共價鍵

1.共價鍵的形成

正義）原子間通過共用電子對所形成的相應(yīng)作用

成鍵原子相互接近時，原子軌道發(fā)生重疊.

成鍵白旋方向相反的未成對電子形成共用電子

本質(zhì)蟲,兩原子核間的電子云密度增加，體系能

量降低

甲八通常，電負性相同或差值小的韭金睡元素原

雪上——子之間或某些金屈元素原子與非金屬原子

、之間形成共價鍵

2.共價鍵的特征

（I）飽和性

①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，通常就能和幾個自旋相反的電子配對

成鍵，這就是共價鍵的飽和性。

②共價鍵的飽和性決定了分子的組成，即原子形成分子時相互結(jié)合的數(shù)量關(guān)系。

如氫原子、氟原子核外都只有一個未成對電子，形成H2、HF、F2分子后各原子核外電子達到飽和，不

能形成H.?、H2CKCL等分子。

（2）方句性

①共價鍵將盡可能沿著電子出現(xiàn)概率最大的方向形成。

②在形成共價鍵時，原子軌道重疊越多,電子在兩原子核間出現(xiàn)的概率越大，所形成的共價鍵越牢

固。因此，一個原子與周圍原子形成的共價鍵就表現(xiàn)出方向性。

③作用：共價鍵的方向性決定了分子的空間結(jié)構(gòu)。如：H20分子為V形是因為0原子與H

原子形成共價鍵時具有方向性。

「思考交流」

1.NH］分子中為什么N原子是1個，而H原子為3個？

提示N和H原子的電子式分別為田?和H?，N原子最外層有3個未成對電子，H原子有1個未成對電子,

形成共價鍵時每個N原子只需與3個H原子分別形成3個共用電子對即可達到穩(wěn)定狀態(tài)，共價鍵達到飽

和，從而決定了分子中H原子個數(shù)。

2.從電負性的角度理解共價鍵、離子鍵的形成條件，完成表中內(nèi)容。

原子NaClHClCO

電負性0.93.02.13.02.53.5

電負性之差

(絕對值)

結(jié)論：當元素的電負性相差很大，化學(xué)反應(yīng)形成的電子對不會被共用，形成的將是鍵；而

鍵是元素的電負性相差不大的原子之間形成的化學(xué)鍵。

答案2.10.91.0離子共價

「應(yīng)用體驗」

1.正誤判斷

(1)所有的共價鍵都有方向性和飽和性()

(2)離子化合物中也可以含有共價鍵()

(3)非金屬元素之間只能形成共價鍵()

(4)金屬與非金屬元素之間只能形成離子鍵()

答案(1)X(2)V(3)X(4)X

2.下列說法錯誤的是()

A.若把H2O分子寫成H3O,違背了共價鍵的飽和性

B.HC1中C1顯-1價,是因為共用乜子對只在氯原子周圍運動

C.H-O-O-H中的共價鍵都有方向性，但并非所有共價鍵都有方向性

D.己知N2的分子結(jié)構(gòu)是N三N,兩個N原子間原子軌道發(fā)生重疊后，電子不是只存在于兩原子核之間

答案B

解析0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H2O,故A正確；電負性：

C1>H,。原子吸引其用電子對的能力比H原子強，共用電子對偏向C1原子，導(dǎo)致共用電子對在C1原子附

近出現(xiàn)的概率較大，故HO中C1顯-1價，故B錯誤；由于s軌道為球形，故兩個s軌道重疊形成的共價鍵

沒有方向性，如Hz分子中的H—H沒有方向性，故C正確；兩個原子軌道發(fā)生重疊后，電子只是在兩原

子核之間出現(xiàn)的概率大，并不是只出現(xiàn)在兩原子核之間，故D正確。

3.下列分子的結(jié)構(gòu)與共價鍵的飽和性不相符的是（）

A.HC1O（次氯酸）：H—Cl—O

H—N—N—H

II

B.N2HM期）：HH

CR（白磷）:

Cl

H—Si—Cl

I

D.SiHCb（三氯氫硅）：C1

答案A

解析由共價鍵的飽和性知Si形成4個共價鍵，H形成1個共價鍵，N、P形成3個共價鍵，O形成2個

共價健，。形成1個共價鍵。HC1O的結(jié)構(gòu)式應(yīng)為H—O—Cl,A項符合題意。

4.下列各組物質(zhì)中，所有化學(xué)鍵都是共價鍵的是（）

A.H2s和Na2O2B.H2O2和CaF2

C.NH3和N2D.HNO3和NaCl

答案C

解析A項，NazCh中既有離子鍵又有O—O共價鍵，不符合題意；B項，CaF2中只有離子鍵，不符合題

意；D項，NaCl中只有離子鍵，不符合題意。

二、共價鍵類型

形成由兩個原子的S軌道或p軌道“頭碰頭”重疊形成

S-S型

H—H的S-SU鍵的形成

類型

HC1，且HC1

000808)=*??

s-p型

H—C1的s-p。鉞的形成

ClClClClCl2

p-p型COCO^>0X0=>o^^o

Cl—C】的p-p(T鍵的形成

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

特征

圖形不變,這種特征稱為軸對稱;一般來說，。鍵的強度較大

2.71鍵

形成由兩個原子的P軌道“肩并肩”重疊形成

8Go8q88Qg

p-p冗鍵

p-pF鍵的影成

兀鍵的電子云具有諼酗稱性，兀鍵丕能旋轉(zhuǎn)；兀鍵不

特征

如。鍵牢固，較易斷裂

3e鍵和兀鍵的一般判斷規(guī)律

共價單健。鍵

共價雙犍一個。鍵、一個兀鍵

共價三挫一個。鍵、兩個兀鍵

I■思考交流」

1.畫出基態(tài)氮原子的軌道表示式，并說明氮分子中的N三N是由哪些類型的共價鍵構(gòu)成的?

Js??2s

提示［O曰口

,在2P能級上有三個未成對電子，分別占據(jù)2p.t、2pv、2P二三個原子

軌道，當兩個氮原子結(jié)合成氮分子時，兩個氮原子的2p、軌道沿A■軸方向以“頭碰頭”的方式發(fā)生重疊,

形成一個。鍵；同時2p）「2p），和2pz-2P二軌道只能以相互平行的“肩并肩”的方式發(fā)生重疊，形成兩個兀

鍵。

2.觀察如圖乙烷、乙烯和乙塊分子的結(jié)構(gòu)，并回答下列問題。

乙烷乙烯乙塊

⑴它們的分子中的共價鍵分別由幾個c鍵和幾個兀鍵構(gòu)成？

提示乙烷：7個。鍵；乙烯：5個。鍵和1個兀鍵；乙快：3人o鍵和2個兀鍵。

（2）乙烯和乙快的化學(xué)性質(zhì)為什么比乙烷活潑？

提示乙烯的碳碳雙鍵和乙決的碳碳三鍵中分別含1個和2個兀鍵，兀鍵原子軌道重疊程度小，不牢固,

容易斷裂；而乙烷中沒有兀鍵，。縫牢固，不易斷裂。

（3）在氣體單質(zhì)分子中，一定含有。鍵，可能含有兀鍵嗎？

提示稀有氣體的單質(zhì)分子中不含化學(xué)鍵；多原子分子中一定含有。鍵，可能含有兀鍵。

r應(yīng)用體驗」

1.（2024?天津田家炳中學(xué)月考）觀察如圖所示原子軌道重疊情況，下列說法正確的是（）

A.s軌道與p軌道取向適當時發(fā)生重疊可形成。鍵（如圖I）

B.s軌道與p軌道取向適當時發(fā)生重疊可形成兀鍵（如圖II）

C.圖I中陰影區(qū)域的電子云最稀疏

D.只有s軌道與p軌道可形成。健，p軌道之間只能形成兀鍵

答案A

解析。鍵是原子軌道以“頭碰頭”方式重疊形成的，對于題圖，只有1s就道沿2p.,軌道的、軸方向重

疊，原子軌道才能達到最大重疊程度，才可形成穩(wěn)定的。鍵，非x軸方向上的重疊程度小，不能形成共價

鍵，且不存在s-p兀鍵，A項正確、B項錯誤；電子在圖【中的陰影區(qū)域出現(xiàn)的概率最大，是電子云最密集

的區(qū)域，C項錯誤；p軌道若以“頭碰頭”方式重疊可形成o鍵，若以“肩并肩”方式重疊可形成兀鍵，D

項錯誤。

2.下列關(guān)于o鍵和兀鍵的說法不正確的是（）

A.o鍵和兀鍵能同時存在于同一個分子中

B.o鍵是原子軌道“頭碰頭”重疊形成的，兀鍵是原子軌道“肩并肩”重疊形成的

C.乙烯分子中含有5個。鍵和1個71鍵

D.H2分子中只存在。鍵，N2分子中只存在兀鍵

答案D

解析共價單鍵為。鍵，共價雙鍵或三鍵中含有。鍵、兀鍵，故A正確；乙烯的結(jié)構(gòu)簡式為CH?一CH2,

存在4個C—H。鍵，一個碳碳雙鍵中含有1個。鍵和1個兀鍵，所以乙烯分子中含有5個G鍵和1個幾

鍵，故C正確；比結(jié)構(gòu)式為H—H,只存在o鍵，N?的結(jié)構(gòu)式為N三N,存在。鍵和兀鍵，故D錯誤。

（）

、I、

3.（1）1mol丙酮（CH，-C-CH：。分子中含有。鍵的數(shù)目為。

（2）在N2F2分子中，所有原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則該分子中兩個N原子間的共價鍵組成為

個。鍵和個兀鍵。

答案⑴9X6.02XI()23(或9NA)(2)11

■特別提醒

-極性共價鍵

r按共用電子對是否偏移一

非極性共價鍵

按共用共價單鍵---O-鍵

共

價-電子對一共價雙健---1個O■鍵、1個F鍵

健的數(shù)目共價三鍵一1個（7鍵、2個F鍵

的

分

類s-sO,鍵

S-p(T鍵

按原子

L軌道重一p-pCT健

檢方式”健

p-pIT維

課時對點練

［分值：100分］

對點訓(xùn)練

［1?9題，每小題6分］

題組一共價鍵的形成與特征

I.從電負性的角度來判斷下列元素的原子之間易形成共價鍵的是（）

A.K和QB.H和F

C.K和FD.Ca和O

答案B

解析一般也負性相差不大的非金屬元素原子之間易形成共價鍵。

2.（2024?湖北襄陽一中月考）下列說法錯誤的是（）

A.S原子有兩個未成對電子，能形成2個共價鍵

B.分子中的共價鍵數(shù)不一定等于該元素原子的價層電子數(shù)

C.成鍵后體系能量降低，趨于穩(wěn)定

D.F原子可以形成H2F、H2F2,也可能形成H3F

答案D

解析基態(tài)S原子的價層電子排布式是3s23P”,有兩個未成對電子，能形成2個共價健，原子形成共價鍵

時，價層電子不一定都形成共價鍵，A、B正確；形成共價鍵時放出能量，所以成鍵后體系的能量降低，

趨于穩(wěn)定，C正確：根據(jù)共價鍵的飽和性可知，F(xiàn)原子只能形成1個共價鍵，只存在HF分子，D錯誤。

3.下歹J說法正確的是（）

A.若把H2s寫成HaS,則違背了共價鍵的飽和性

B.H.Q+的存在說明共價鍵不應(yīng)有飽和性

C.原子軌道在空間都具有方向性

D.兩個原子軌道發(fā)生重疊后，兩核中的電子不僅存在于兩核之間，還會繞兩核運動

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，形成的氨化物為H?S,A項正確；兩個原子軌道

發(fā)生更疊后，只有共用電子對在兩核之間繞兩個原子核運動，D項錯誤。

題組二共價鍵的類型及判斷

4.以卜.物質(zhì)中物質(zhì)的量相同時，含有。鍵個數(shù)最多的是（）

A.NaBrB.CaCl2-8H2O

C.CH3CH=CH2D.N2H4

答案B

解析NaBr中不存在共價鍵，無。鍵;CaCLWHzO中Ca?.與C「之間為禹子鍵,1mol%0分子內(nèi)含2moi

H—0,故1molCaCl2-8H2O中含有16mol。鍵；1molCH3CH=CH2中含有1molC=C、6molC—H和1

molC—C,故1molCH3CH=CH2中含有8mol。鍵；1molN2H4中含有1molN—N和4molN—H,故1

molN2H4中含有5moio鍵。綜上所述，物質(zhì)的量相同的4種物質(zhì)中，含有o鍵公數(shù)最多的是

CaCl2-8H2Oo

5.（2024?山東荷澤郢城一中高二期耒）下列說法正確的是（）

A.氣體單質(zhì)中，一定有。鍵，可能有冗鍵

B.共價鍵不具有飽和性

C.H只能形成。鍵，0可以形成。鍵和兀鍵

D.分子中。鍵一定比兀鍵牢固

答案C

解析稀有氣體由單原子分子構(gòu)成，不存在化學(xué)鍵，A錯誤；共價鍵的特征是具有方向性和飽和性，B錯

誤；G鍵與兀鍵的強度不同，一般清況下o鍵比兀鍵強度大，但在N2分子中氤氮三鍵（由1個。鍵和2個兀

鍵構(gòu)成）的鍵能比氮氮單鍵9?。┑?倍還要大，說明N2分子中兀鍵的鍵能比。鍵的鍵能大，即兀鍵比。鍵

更牢固，D錯誤。

6.下列物質(zhì)的分子中既有。鍵又有兀鍵，并含有非極性鍵的是（）

①NH3②N2③比。@HC1⑤C2H4⑥C2H2

A.②⑤⑥B.①②?⑥C.②?④D.②?⑥

答案A

解析①NH3中只存在H—N,只有。鍵，故錯誤；②N2的結(jié)構(gòu)式為N三N,含有。鍵和兀鍵，N與N之間

為非極性鍵，故正確：③H?0中只存在H—0,只有。鍵，故錯誤；④HC1的結(jié)構(gòu)式為H—C1,只存在。

鍵，故錯誤；⑤C2H4中的氫原子和碳原子之間存在共價單鍵、碳碳之間存在共價雙鍵，含有G鍵和兀鍵，

C與C之間為非極性鍵，故正確；⑥C2H2中的氫原子和碳原子之間存在共價單鍵、碳碳之間存在共價三

鍵，所以含有。鍵和兀鍵，C與C之間為非極性鍵，故正確。

7.下列說法錯誤的是（）

A.1個CH3coOH分子中含有7個o鍵和1個兀鍵

B.標準狀況下，22.4L乙煥中。鍵的數(shù)目為NA

C.C2H4分子和N2H4分子中都含有5個。鍵

HClHClHC1

D.HC1中。鍵的形成過程：'

答案B

H（）

III

H—C—C—（）—H

I

解析乙酸的結(jié)構(gòu)式為H,1個CH3COOH分子中含有7個◎鍵和1個兀鍵，A正確；標

準狀況下，22.4L乙塊的物質(zhì)的量為Imol,1molH—C三C—H中o鍵的數(shù)目為3NA,B錯誤。

8.（2024.廣東梅州檢測）如圖為氯及其化合物的“價一類”二維圖。下列說法錯誤的是（）

氯元素化合價

+4........................?c

0..................-*b

-1------”aa?1a

氫化物單質(zhì)氧化物質(zhì)鹽物質(zhì)類別

A.a物質(zhì)的s-p。鍵電子云輪廓圖：??

B.b物質(zhì)的p-po鍵電子云輪廊圖：8

C.只能有HCI分子，而不可能有H2cl分子，這表明共價鍵有飽和性

D.d分廣中形成的共價鍵為s-p。鍵和p-pG鍵

答案B

解析由“價一類”二維圖可知a為HQ,b為。2,c為。Ch,d為HQO,e為次氯酸鹽。HC1分子中s-p

（1鍵的電子云廓圖為?°,A正確；?為兀鍵電子云掄廊圖，B錯誤；HC10的結(jié)構(gòu)式為H—O—

C1,形成H—O共價鍵和O—C1共價鍵，分別屬于s-po鍵和p-p。鍵，D正確。

9.在下列化學(xué)反應(yīng)所斷裂的共價鍵中，僅僅斷裂。鍵的是（）

高溫、高樂

A.N2+3H?'催化劑2NH3

點燃

B.2c2H2+502二"2H20+482

光照

C.C12+H2^2HC1

催化劑

D.C2H4+H2△C2H6

答案C

解析乳氣中兀鍵斷裂，故A不選；乙塊中兀鍵斷裂，故B不選；乙烯中兀鍵斷裂，故D不選。

IW綜合強化

[10?13題，每小題8分]

10.設(shè)刈為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列關(guān)于常見分子中。鍵、兀鍵的判斷正確的是（）

A.C廠與。戶結(jié)構(gòu)相似，1mol0/中含有的兀鍵數(shù)目為2NA

B.CO與N2結(jié)構(gòu)相似，CO分子中。鍵與兀鍵數(shù)目之比為2：1

C.CN-與N?結(jié)構(gòu)相似，CH2=CHCN分子中。鍵與九鍵數(shù)目之比為1：1

D.已知反應(yīng)N2O4⑴+2N2H$⑴=3N2（g）+4H?O⑴，若該反應(yīng)中有4moiN—H斷裂，則形成的兀鍵數(shù)目為

6NA

答案A

解析C獰與0＞結(jié)構(gòu)相似，所以一個0/中含有一個三鍵，因此1mol0＞中含有2NA個兀鍵，A正確；

CO與N2結(jié)構(gòu)相似，則一個CO分子中含有一個三鍵，分子中G鍵與兀鍵數(shù)目之比為1：2,B錯誤；CN

與N2結(jié)構(gòu)相似，1個CH2=CHCN分子中含有一個C=C和一個C三N,因此1個CH?=CHCN分子中含有

6個行鍵和3個兀鍵，。鍵與兀鍵的數(shù)目之比為2：1,C錯誤；若該反應(yīng)中有4molN—H斷裂，即1mol

N2H4參與反應(yīng)，則生成1.5molN2,N2中含有N三N,故形成兀健的數(shù)目是3NA,D錯誤。

11.某物質(zhì)可溶于水、乙醇，熔點為209.5°C,其分子的結(jié)構(gòu)簡式如圖所示。下列說法不正確的是（）

/NH2

N=C—N=C

X

NH2

A.該分子中含有極性共價鍵

B.lmol該物質(zhì)中。鍵和兀鍵的個數(shù)比為5:3

C.該分子中原:最外層均達到8電/?穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的為C原子、N原子

D.該分子中的共價鍵按原子軌道重疊方式劃分為2種

答案B

解析不同原子間的共價鍵為極性共價鍵，該分子中含有極性共價鍵，故A正確：單鍵是。鍵，每個雙鍵

含有I個。鍵和1個兀鍵，每個三鍵含有1個o鍵和2個兀鍵，則該物質(zhì)分子中o鍵和兀鍵的個數(shù)比為9：

3=3：I,故B錯誤；該分子中C原子和N原子都達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，H原子達到2電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，故C

正確；共價鍵按原子軌道重登方式分為2種，“頭碰頭”重疊形成。鍵，“肩并肩”重卷形成兀鍵，故D

正確。

12.據(jù)報道，大氣中存在一種潛在的溫室氣體SFs—CFK結(jié)構(gòu)如圖），雖然其數(shù)量有限，但它是己知氣體中吸

熱最高的。下列關(guān)于SF$-CF3的說法正確的是（）

A.分子中有。鍵也有兀鍵

B.C—F是s-p。鍵

C.分子中不是所有原子都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)

D.O.ImolSF$—CF3分子中含8mol電子

答案C

解析SF5YF3分子中只有共價單鍵，即只有。鍵，沒有兀鍵，故A錯誤；C—F是p-p。鍵，故B錯

誤；一個SF5—CF3分子中有94個也子，則0.1molSF5—CF3分子中含9.4mol包子，故D錯誤。

13.（2024?江西贛州聯(lián)考）有機物燃燒可生成CO?、山。等，“雙鍍烯”被譽為2023年最“炫”分子，結(jié)構(gòu)

如圖所示。下列敘述正確的是（）

A.標準狀況下，22.4LH2O中含有。鍵的數(shù)目為2刈

B.22gCO2分子中含有兀鍵數(shù)為05NA

C.1個“雙被烯”分子含9個C—Ho鍵

1=>

D.CO2分子中兀鍵的形成：U“fWYl=>fi

答案D

解析標準狀況下水不是氣體，22.4L水的物質(zhì)的量不是1mol,A錯誤；22gCC）2（0=C=0）的物質(zhì)的量

為0.5mol,含有71鍵數(shù)為NA,B錯誤；1個“雙鉞烯”分子含10個C—H。鍵，C錯誤；CO?中兀犍是p

軌道以“肩并肩”方式重杳形成的，D正確。

14.（6分）回答下列問題（設(shè)刈為阿伏加德羅常數(shù)的值）：

（1）1molCO2中含有的。鍵數(shù)目為_______o

（2）C、H元素形成的化合物分子中共有16個電子，該分