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化学选择性必修2第三单元 共价键 共价晶体第1课时学案
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这是一份化学选择性必修2第三单元 共价键 共价晶体第1课时学案，共12页。学案主要包含了共价键的形成，共价键的类型等内容，欢迎下载使用。
一、共价键的形成
1．共价键的形成
吸引电子能力相近的原子之间通过共用电子对形成共价键。
2．共价键形成的本质
当成键原子相互接近时，原子轨道发生重叠，自旋方向相反的未成对电子形成共用电子对，两原子核间的电子云密度增加，体系的能量降低。
3．共价键的特征
(1)饱和性：成键过程中，每种元素的原子有几个未成对的电子，通常就只能和几个自旋方向相反的电子形成共价键。意义：在共价分子中，每个原子形成共价键的数目是一定的。
(2)方向性：形成共价键时，两个参与成键的原子轨道总是尽可能沿着电子出现机会最大的方向重叠成键，而且原子轨道重叠越多，电子在两核间出现的机会越多，体系的能量下降也就越多，形成的共价键越牢固。因此，一个原子与周围原子形成的共价键就表现出方向性。
4．形成共价键的条件
通常情况下，吸引电子能力相近的原子(电负性差值一般小于1.7)之间易通过共用电子对形成共价键。
5．存在共价键的物质
非金属单质、共价化合物、某些离子化合物。
判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)金属元素原子与非金属元素原子之间不能形成共价键。(×)
(2)氢气分子是由两个核外电子自旋方向相同的氢原子结合而成的。(×)
(3)N、O、F原子与氢原子形成的简单化合物分别为NH3、H2O和HF，说明共价键具有饱和性。(√)
(4)s—s、s—p、p—p共价键都有方向性。(×)
(5)离子晶体中可能含有共价键。(√)
二、共价键的类型
1．按成键原子轨道的重叠方式不同分
(1)σ键：原子轨道以“头碰头”方式重叠而形成的共价键。按形成σ键的原子轨道类型的不同，σ键可分为s—s_σ键、s—p_σ键、p—p_σ键。
(2)π键：原子轨道以“肩并肩”方式重叠而形成的共价键。
(3)规律
①共价单键——σ键。
②共价双键—— 一个σ键，一个π键。
③共价三键——一个σ键，两个π键。
(4)区别
有机物中，碳原子与碳原子间形成π键的重叠程度比形成σ键的重叠程度小得多，所以σ键比π键牢固，故反应中π键易断裂。
2．按成键原子吸引电子的能力分
(1)非极性键：两个成键原子吸引电子的能力相同，共用电子对不发生偏移。
(2)极性键
①两个成键原子吸引电子的能力不同，共用电子对发生偏移。
②在极性键中，成键原子吸引电子的能力差别越大，共用电子对发生偏移的程度越大，共价键的极性越强。
3．特殊的共价键——配位键
(1)由一个原子提供弧电子对与另一个有些轨道可接受电子的原子形成共价键。
(2)NHeq \\al(＋,4)的结构式可表示为,4个N—H键完全相同。
1．下列分子中只含σ键不含π键的是( )
A．CO2 B．COCl2
C．N2 D．H2O2
D [单键都是σ键，双键中含有1个σ键和1个π键，三键中含有1个σ键和2个π键，二氧化碳分子中含有碳氧双键，既有σ键又有π键，A错误；COCl2分子中含有碳氧双键，既有σ键又有π键，B错误；氮气分子中含有氮氮三键，既有σ键又有π键，C错误；双氧水分子中全部是单键，只含σ键不含π键，D正确。]
2．下列化学反应中，既有离子键、极性键、非极性键断裂，又有离子键、极性键、非极性键形成的是( )
A．2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
B．Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2↓＋2NH3↑
C．Cl2＋H2O===HClO＋HCl
D．NH4Cl＋NaOHeq \(=====,\s\up10(△))NaCl＋NH3↑＋H2O
A [注意：Na2O2中Oeq \\al(2－,2)内部存在非极性键。]
肼(N2H4)又称联氨。有类似于氨的刺鼻气味，一种强极性化合物。无色、油状液体，能很好地混溶于水、醇等极性溶剂中，与卤素、过氧化氢等强氧化剂作用能自燃，长期暴露在空气中或短时间受高温作用会爆炸分解，具有强烈的吸水性，贮存时用氮气保护并密封。有毒，能强烈侵蚀皮肤，对眼睛、肝脏有损害作用。
[问题1] 请写出基态H、N原子的价电子排布式。
[提示] 1s1、2s22p3。
[问题2] 肼(N2H4)分子的电子式如何书写？
[提示]
[问题3] 肼分子中原子轨道形成共价键的重叠方式有哪些？
[提示] s—p和p—p轨道重叠。
[问题4] H、N原子形成共价键数目分别为1、3，这体现了共价键具有方向性还是饱和性？
[提示] 饱和性。
共价键的饱和性与方向性
(1)所有的共价键都具有饱和性，但并不是所有的共价键都具有方向性，如两个s轨道形成的共价键就没有方向性(原因是轨道是球形的)。
(2)共价键的饱和性决定了分子的组成，而共价键的方向性决定了分子的空间结构。
(3)以NH3分子为例，理解共价键的饱和性和方向性。
①饱和性：N原子(2s22p3)最外层有3个未成对电子，H原子(1s1)有1个未成对电子，形成共价键时每个N原子只需与3个H原子分别形成3对共用电子即可达到稳定状态，共价键达到饱和，从而决定了分子中H原子个数。
②方向性图示：。
1．下列各组物质中，所有化学键都是共价键的是( )
A．H2S和Na2O2B．H2O2和CaF2
C．NH3和N2D．HNO3和NaCl
C [Na2O2、CaF2、NaCl中均存在离子键，C正确。]
2．书写电子式
(1)—OH________________，OH－________________，
H3O＋________________，NHeq \\al(＋,4)________________，
N2Heq \\al(＋,5)________________。
(2)HClO________________，CCl4________________，
CO2________________，CS2________________，
COS________________，HCHO________________，
C2H4________________，(CN)2________________，
(SCN)2________________，COCl2____________________，
N2H4________________________。
(3)Na2S________________，NaH_________________________，
NH4H________________，NaCN________________，
NaSCN________________，NaBH4________________。
[答案] (1)
材料1：乙烷、乙烯、乙炔的球棍模型如下：
材料2：
[问题1] 根据乙烷分子的球棍模型，请分析乙烷分子所含共价键类型有哪些？
[提示] 根据原子轨道重叠方式：只含σ键(C—H、C—C)；根据共用电子对是否偏移：含极性键(C—H)和非极性键(C—C)。
[问题2] 根据乙烯、乙炔分子的球棍模型，请分析二者分子中σ键和π键之比分别是多少？
[提示] 5∶1、3∶2。
[问题3] 乙烯、乙炔分子与氢气在一定条件下发生加成反应，断裂的哪种共价键？说明原因。
[提示] 断裂的π键。原子轨道重叠程度：π键小于σ键，故π键稳定性比σ键弱。
[问题4] 根据材料2分析苯分子中所含共价键类型和数目。
[提示] 6个C—H σ键、6个C—C σ键、6个C原子提供的6个p轨道电子形成的1个大π键。
1．σ键的特征
(1)以形成化学键的两原子核的连线为轴做旋转操作，共价键的电子云的图形不变，这种特征称为轴对称。
(2)以形成σ键的两个原子核的连线为轴，任意一个原子可以绕轴旋转，并不破坏σ键的结构。
(3)形成σ键的原子轨道重叠程度较大，故σ键的稳定性较高。
2．π键的特征
(1)镜面对称：每个π键的电子云由两块组成，分别位于由两原子核构成平面的两侧，如果以它们之间包含原子核的平面为镜面，它们互为镜像，这种特征称为镜面对称。
(2)强度小：形成π键时，原子轨道重叠程度比σ键小，π键不如σ键牢固。
(3)不能旋转：以形成π键的两个原子核的连线为轴，任意一个原子并不能单独旋转，若单独旋转则会破坏π键的结构。
3．σ键和π键的区别与联系
一般规律：共价化合物分子中，共价单键全是σ键；共价双键中有一个σ键，另一个是π键；共价三键由一个σ键和两个π键构成。
4．金属键、离子键和共价键的比较
1．下列关于化合物A(结构简式如图)的叙述中正确的是( )
A．分子中只有极性键
B．该分子中三种元素的电负性：H>C>O
C．分子中有σ键和π键
D．该分子中所有原子均满足8电子稳定结构
C [该有机分子中碳碳键为非极性键，A错误；非金属性越强，电负性越大，则该分子中三种元素的电负性：O>C>H，B错误；分子中含有碳碳双键，则有σ键和π键，C正确；该分子中含有氢原子，不满足8电子稳定结构，D错误。]
2．下列关于σ键和π键的说法不正确的是( )
A．s轨道与s轨道只能“头碰头”重叠而形成s—s σ键
B．s轨道与p轨道只能“头碰头”重叠而形成s—p σ键
C．p轨道与p轨道可以“肩并肩”重叠而形成p—p σ键
D．p轨道与p轨道可以“肩并肩”重叠而形成p—p π键
C [s轨道与s轨道只能“头碰头”重叠而形成σ键，A正确；s轨道与p轨道只能“头碰头”重叠而形成s—p σ键，B正确；p轨道与p轨道可以“头碰头”重叠形成p—p σ键，C错误；p轨道与p轨道可以“肩并肩”重叠而形成p—p π键，D正确。]
3．有以下物质：①HF ②Cl2 ③H2O ④N2 ⑤C2H4 ⑥C2H6 ⑦H2 ⑧HCN(CH≡N)，试回答下列问题(用序号回答)：
(1)只含有极性键的是________，只含有非极性键的是________，既含有极性键又含有非极性键的是________。
(2)只有σ键的是________，既有σ键又有π键的是________。
(3)在上述双原子分子中，含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的是________，含有由一个原子的s轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是________，含有由一个原子的p轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是________。
[解析] (1)按共用电子对是否偏移，共价键分为极性键和非极性键，由同种原子形成的共价键，属于非极性共价键，而由不同种原子形成的共价键属于极性共价键。由此可知只含有极性键的是①③⑧，只含有非极性键的是②④⑦，既含有极性键又含有非极性键的是⑤⑥。
(2)根据σ键和π键的形成方式可知，两个原子之间只形成单键时，则只有σ键，没有π键；两个原子形成双键或三键时，存在σ键的同时一定存在π键。由此可知只有σ键的是①②③⑥⑦，既有σ键又有π键的是④⑤⑧。
(3)①②④⑦为双原子分子，H2分子里的σ键是由两个氢原子的s轨道重叠形成的；HF分子里的σ键是由一个氢原子的1s轨道与一个氟原子的2p轨道重叠形成的；Cl2分子里的σ键是由两个氯原子的3p轨道重叠形成的；N2分子里既有σ键又有π键，其中σ键是由两个氮原子的2p轨道重叠形成的。
[答案] (1)①③⑧ ②④⑦ ⑤⑥ (2)①②③⑥⑦ ④⑤⑧ (3)⑦ ① ②④
1．关于离子键、共价键的各种叙述中，下列说法中正确的是( )
A．在离子化合物里，只存在离子键，没有共价键
B．非极性键只存在于双原子的单质分子(如Cl2)中
C．在共价化合物分子内，一定不存在离子键
D．由不同元素组成的多原子分子里，一定只存在极性键
C [离子化合物中一定存在离子键，可能也有共价键，A错；一些化合物中也存在非极性键，如Na2O2、CH3CH3等中都存在非极性键，B错；共价化合物分子中一定不存在离子键，C正确；H2O2、CH3CH2CH3等多原子化合物中，也存在非极性键，D错。]
2．下列有关σ键和π键的说法错误的是( )
A．含有π键的分子在反应时，π键是化学反应的积极参与者
B．当原子形成分子时，首先形成σ键，可能形成π键
C．有些原子在与其他原子形成分子时，只能形成σ键，不能形成π键
D．在分子中，化学键可能只有π键而没有σ键
D [σ键比π键稳定，所以反应时π键易断裂，A正确；分子形成时，必须使其能量最低，故首先形成σ键，再根据形成的原子核外电子排布情况看能否形成 π键，B、C正确，D错。]
3．既有离子键又有共价键和配位键的化合物是( )
A．NH4NO3B．NaOH
C．H2SO4 D．H2O
A [NH4NO3中存在NHeq \\al(＋,4)与NOeq \\al(－,3)形成的离子键，NHeq \\al(＋,4)内部既有共价键，又有配位键。]
4．下列各分子中所有原子都满足最外层8电子稳定结构且含有π键的是( )
A．H2O2 B．N2
C．BeCl2 D．PCl3
B [对于ABn的共价化合物，各元素满足|化合价|＋元素原子的最外层电子数＝8，原子都满足最外层8电子结构；单质分子根据最外层电子和成键数目分析；成键元素的非金属性不同时，共用电子对会发生偏移。A中H2O2有氢原子，不可能满足8电子稳定结构，A错误；N2中N原子最外层5个电子，氮气结构式为N≡N，N原子形成3个共价键，每个共价键提供一个电子，所以每个N原子周围电子数为5＋3＝8；分子中含有两个π键，B正确；BeCl2中Be元素化合价为＋2，Be原子最外层电子数为2，所以2＋2＝4，Be原子不满足8电子结构；Cl元素化合价为－1，Cl原子最外层电子数为7，所以1＋7＝8，Cl原子满足8电子结构，C错误；PCl3中P元素化合价为＋3，P原子最外层电子数为5，所以3＋5＝8，P原子满足8电子结构；Cl元素化合价为－1，Cl原子最外层电子数为7，所以1＋7＝8，Cl原子满足8电子结构，但PCl3分子中不含π键，D错误。故选B。]
5．下列关于σ键和π键的理解不正确的是( )
A．CH4中的化学键均是σ键
B．σ键可以绕键轴旋转，π键一定不能绕键轴旋转
C．CH3—CH3、CH2===CH2、CH≡CH中的σ键都是C—C键
D．碳碳双键中有1个σ键、1个π键，碳碳三键中有1个σ键、2个π键
C [CH4分子中只含C—H键，C—H是σ键，A正确；σ键为球对称，π键为镜面对称，则σ键可以绕键轴旋转，π键一定不能绕键轴旋转，B正确；三种分子中分别含C—C、C===C、C≡C键，则C—C的键长、键能均不相同，C错误；双键、三键中均只含1个σ键，其余为π键，则碳碳双键中有一个σ键，一个π键，碳碳三键中有一个σ键，两个π键，D正确。]
6．下列有关σ键的说法错误的是( )
A．如果电子云图像是由两个s电子重叠形成的，即形成 s—s σ键
B．s电子与p电子形成s—p σ键
C．p电子与p电子不能形成σ键
D．HCl分子里含一个s—p σ键
C [σ键有s—s、s—p、p—p三种类型，C错。]
7．某有机物的结构如图：
则分子中有________个σ键，________个π键。
[解析] 根据有机物结构可知，分子有5条单键均是σ键，一个双键中含有一个σ键和一个π键，一个三键中含有一个σ键和两个π键，故分子中有7个σ键，3个π键。
[答案] 7 3学 习 任 务
1．能结合实例描述共价键的成键特征及其本质。
2．能分析不同类型的共价键对物质化学性质的影响。
3．能举例说明共价键的极性及其应用。
共价键的形成
共价键的类型
σ键
π键
轨道
组成
s—s轨道、s—p轨道、
p—p轨道
p—p轨道
成键
方式
以“头碰头”方式重叠
以“肩并肩”方式重叠
重叠
部分
沿键轴呈轴对称，电子密集出现在键轴上
以包含原子核的平面为镜面，电子云呈镜面对称，电子密集出现在键轴的上面或下面
存在
形式
一般是由一对电子组成的单键
仅存在于双键或三键中
键的
性质
轨道重叠程度大，键能大，稳定性高
轨道重叠程度小，键能小，稳定性低
联系
只有在形成σ键后，余下的p轨道才能形成π键
金属键
离子键
共价键
非极性键
极性键
本质
金属离子与自由电子间的作用
阴、阳离子间的静电作用
相邻原子间通过共用电子对形成
成键
条件
同种金属或不同种金属(合金)
成键原子的吸引电子能力差别很大(金属与非金属之间)
成键原子吸引电子能力相同(同种非金属)
成键原子的吸引电子能力差别较小(不同非金属)
特征
无方向性、无饱和性
无方向性、无饱和性
有方向性、有饱和性
存在
金属晶体
离子化合物(离子晶体)
单质如H2，共价化合物如H2O2，离子化合物如Na2O2
共价化合物如HCl，离子化合
物如NaOH
一、共价键的形成
1．共价键的形成
吸引电子能力相近的原子之间通过共用电子对形成共价键。
2．共价键形成的本质
当成键原子相互接近时，原子轨道发生重叠，自旋方向相反的未成对电子形成共用电子对，两原子核间的电子云密度增加，体系的能量降低。
3．共价键的特征
(1)饱和性：成键过程中，每种元素的原子有几个未成对的电子，通常就只能和几个自旋方向相反的电子形成共价键。意义：在共价分子中，每个原子形成共价键的数目是一定的。
(2)方向性：形成共价键时，两个参与成键的原子轨道总是尽可能沿着电子出现机会最大的方向重叠成键，而且原子轨道重叠越多，电子在两核间出现的机会越多，体系的能量下降也就越多，形成的共价键越牢固。因此，一个原子与周围原子形成的共价键就表现出方向性。
4．形成共价键的条件
通常情况下，吸引电子能力相近的原子(电负性差值一般小于1.7)之间易通过共用电子对形成共价键。
5．存在共价键的物质
非金属单质、共价化合物、某些离子化合物。
判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)金属元素原子与非金属元素原子之间不能形成共价键。(×)
(2)氢气分子是由两个核外电子自旋方向相同的氢原子结合而成的。(×)
(3)N、O、F原子与氢原子形成的简单化合物分别为NH3、H2O和HF，说明共价键具有饱和性。(√)
(4)s—s、s—p、p—p共价键都有方向性。(×)
(5)离子晶体中可能含有共价键。(√)
二、共价键的类型
1．按成键原子轨道的重叠方式不同分
(1)σ键：原子轨道以“头碰头”方式重叠而形成的共价键。按形成σ键的原子轨道类型的不同，σ键可分为s—s_σ键、s—p_σ键、p—p_σ键。
(2)π键：原子轨道以“肩并肩”方式重叠而形成的共价键。
(3)规律
①共价单键——σ键。
②共价双键—— 一个σ键，一个π键。
③共价三键——一个σ键，两个π键。
(4)区别
有机物中，碳原子与碳原子间形成π键的重叠程度比形成σ键的重叠程度小得多，所以σ键比π键牢固，故反应中π键易断裂。
2．按成键原子吸引电子的能力分
(1)非极性键：两个成键原子吸引电子的能力相同，共用电子对不发生偏移。
(2)极性键
①两个成键原子吸引电子的能力不同，共用电子对发生偏移。
②在极性键中，成键原子吸引电子的能力差别越大，共用电子对发生偏移的程度越大，共价键的极性越强。
3．特殊的共价键——配位键
(1)由一个原子提供弧电子对与另一个有些轨道可接受电子的原子形成共价键。
(2)NHeq \\al(＋,4)的结构式可表示为,4个N—H键完全相同。
1．下列分子中只含σ键不含π键的是( )
A．CO2 B．COCl2
C．N2 D．H2O2
D [单键都是σ键，双键中含有1个σ键和1个π键，三键中含有1个σ键和2个π键，二氧化碳分子中含有碳氧双键，既有σ键又有π键，A错误；COCl2分子中含有碳氧双键，既有σ键又有π键，B错误；氮气分子中含有氮氮三键，既有σ键又有π键，C错误；双氧水分子中全部是单键，只含σ键不含π键，D正确。]
2．下列化学反应中，既有离子键、极性键、非极性键断裂，又有离子键、极性键、非极性键形成的是( )
A．2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
B．Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2↓＋2NH3↑
C．Cl2＋H2O===HClO＋HCl
D．NH4Cl＋NaOHeq \(=====,\s\up10(△))NaCl＋NH3↑＋H2O
A [注意：Na2O2中Oeq \\al(2－,2)内部存在非极性键。]
肼(N2H4)又称联氨。有类似于氨的刺鼻气味，一种强极性化合物。无色、油状液体，能很好地混溶于水、醇等极性溶剂中，与卤素、过氧化氢等强氧化剂作用能自燃，长期暴露在空气中或短时间受高温作用会爆炸分解，具有强烈的吸水性，贮存时用氮气保护并密封。有毒，能强烈侵蚀皮肤，对眼睛、肝脏有损害作用。
[问题1] 请写出基态H、N原子的价电子排布式。
[提示] 1s1、2s22p3。
[问题2] 肼(N2H4)分子的电子式如何书写？
[提示]
[问题3] 肼分子中原子轨道形成共价键的重叠方式有哪些？
[提示] s—p和p—p轨道重叠。
[问题4] H、N原子形成共价键数目分别为1、3，这体现了共价键具有方向性还是饱和性？
[提示] 饱和性。
共价键的饱和性与方向性
(1)所有的共价键都具有饱和性，但并不是所有的共价键都具有方向性，如两个s轨道形成的共价键就没有方向性(原因是轨道是球形的)。
(2)共价键的饱和性决定了分子的组成，而共价键的方向性决定了分子的空间结构。
(3)以NH3分子为例，理解共价键的饱和性和方向性。
①饱和性：N原子(2s22p3)最外层有3个未成对电子，H原子(1s1)有1个未成对电子，形成共价键时每个N原子只需与3个H原子分别形成3对共用电子即可达到稳定状态，共价键达到饱和，从而决定了分子中H原子个数。
②方向性图示：。
1．下列各组物质中，所有化学键都是共价键的是( )
A．H2S和Na2O2B．H2O2和CaF2
C．NH3和N2D．HNO3和NaCl
C [Na2O2、CaF2、NaCl中均存在离子键，C正确。]
2．书写电子式
(1)—OH________________，OH－________________，
H3O＋________________，NHeq \\al(＋,4)________________，
N2Heq \\al(＋,5)________________。
(2)HClO________________，CCl4________________，
CO2________________，CS2________________，
COS________________，HCHO________________，
C2H4________________，(CN)2________________，
(SCN)2________________，COCl2____________________，
N2H4________________________。
(3)Na2S________________，NaH_________________________，
NH4H________________，NaCN________________，
NaSCN________________，NaBH4________________。
[答案] (1)
材料1：乙烷、乙烯、乙炔的球棍模型如下：
材料2：
[问题1] 根据乙烷分子的球棍模型，请分析乙烷分子所含共价键类型有哪些？
[提示] 根据原子轨道重叠方式：只含σ键(C—H、C—C)；根据共用电子对是否偏移：含极性键(C—H)和非极性键(C—C)。
[问题2] 根据乙烯、乙炔分子的球棍模型，请分析二者分子中σ键和π键之比分别是多少？
[提示] 5∶1、3∶2。
[问题3] 乙烯、乙炔分子与氢气在一定条件下发生加成反应，断裂的哪种共价键？说明原因。
[提示] 断裂的π键。原子轨道重叠程度：π键小于σ键，故π键稳定性比σ键弱。
[问题4] 根据材料2分析苯分子中所含共价键类型和数目。
[提示] 6个C—H σ键、6个C—C σ键、6个C原子提供的6个p轨道电子形成的1个大π键。
1．σ键的特征
(1)以形成化学键的两原子核的连线为轴做旋转操作，共价键的电子云的图形不变，这种特征称为轴对称。
(2)以形成σ键的两个原子核的连线为轴，任意一个原子可以绕轴旋转，并不破坏σ键的结构。
(3)形成σ键的原子轨道重叠程度较大，故σ键的稳定性较高。
2．π键的特征
(1)镜面对称：每个π键的电子云由两块组成，分别位于由两原子核构成平面的两侧，如果以它们之间包含原子核的平面为镜面，它们互为镜像，这种特征称为镜面对称。
(2)强度小：形成π键时，原子轨道重叠程度比σ键小，π键不如σ键牢固。
(3)不能旋转：以形成π键的两个原子核的连线为轴，任意一个原子并不能单独旋转，若单独旋转则会破坏π键的结构。
3．σ键和π键的区别与联系
一般规律：共价化合物分子中，共价单键全是σ键；共价双键中有一个σ键，另一个是π键；共价三键由一个σ键和两个π键构成。
4．金属键、离子键和共价键的比较
1．下列关于化合物A(结构简式如图)的叙述中正确的是( )
A．分子中只有极性键
B．该分子中三种元素的电负性：H>C>O
C．分子中有σ键和π键
D．该分子中所有原子均满足8电子稳定结构
C [该有机分子中碳碳键为非极性键，A错误；非金属性越强，电负性越大，则该分子中三种元素的电负性：O>C>H，B错误；分子中含有碳碳双键，则有σ键和π键，C正确；该分子中含有氢原子，不满足8电子稳定结构，D错误。]
2．下列关于σ键和π键的说法不正确的是( )
A．s轨道与s轨道只能“头碰头”重叠而形成s—s σ键
B．s轨道与p轨道只能“头碰头”重叠而形成s—p σ键
C．p轨道与p轨道可以“肩并肩”重叠而形成p—p σ键
D．p轨道与p轨道可以“肩并肩”重叠而形成p—p π键
C [s轨道与s轨道只能“头碰头”重叠而形成σ键，A正确；s轨道与p轨道只能“头碰头”重叠而形成s—p σ键，B正确；p轨道与p轨道可以“头碰头”重叠形成p—p σ键，C错误；p轨道与p轨道可以“肩并肩”重叠而形成p—p π键，D正确。]
3．有以下物质：①HF ②Cl2 ③H2O ④N2 ⑤C2H4 ⑥C2H6 ⑦H2 ⑧HCN(CH≡N)，试回答下列问题(用序号回答)：
(1)只含有极性键的是________，只含有非极性键的是________，既含有极性键又含有非极性键的是________。
(2)只有σ键的是________，既有σ键又有π键的是________。
(3)在上述双原子分子中，含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的是________，含有由一个原子的s轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是________，含有由一个原子的p轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是________。
[解析] (1)按共用电子对是否偏移，共价键分为极性键和非极性键，由同种原子形成的共价键，属于非极性共价键，而由不同种原子形成的共价键属于极性共价键。由此可知只含有极性键的是①③⑧，只含有非极性键的是②④⑦，既含有极性键又含有非极性键的是⑤⑥。
(2)根据σ键和π键的形成方式可知，两个原子之间只形成单键时，则只有σ键，没有π键；两个原子形成双键或三键时，存在σ键的同时一定存在π键。由此可知只有σ键的是①②③⑥⑦，既有σ键又有π键的是④⑤⑧。
(3)①②④⑦为双原子分子，H2分子里的σ键是由两个氢原子的s轨道重叠形成的；HF分子里的σ键是由一个氢原子的1s轨道与一个氟原子的2p轨道重叠形成的；Cl2分子里的σ键是由两个氯原子的3p轨道重叠形成的；N2分子里既有σ键又有π键，其中σ键是由两个氮原子的2p轨道重叠形成的。
[答案] (1)①③⑧ ②④⑦ ⑤⑥ (2)①②③⑥⑦ ④⑤⑧ (3)⑦ ① ②④
1．关于离子键、共价键的各种叙述中，下列说法中正确的是( )
A．在离子化合物里，只存在离子键，没有共价键
B．非极性键只存在于双原子的单质分子(如Cl2)中
C．在共价化合物分子内，一定不存在离子键
D．由不同元素组成的多原子分子里，一定只存在极性键
C [离子化合物中一定存在离子键，可能也有共价键，A错；一些化合物中也存在非极性键，如Na2O2、CH3CH3等中都存在非极性键，B错；共价化合物分子中一定不存在离子键，C正确；H2O2、CH3CH2CH3等多原子化合物中，也存在非极性键，D错。]
2．下列有关σ键和π键的说法错误的是( )
A．含有π键的分子在反应时，π键是化学反应的积极参与者
B．当原子形成分子时，首先形成σ键，可能形成π键
C．有些原子在与其他原子形成分子时，只能形成σ键，不能形成π键
D．在分子中，化学键可能只有π键而没有σ键
D [σ键比π键稳定，所以反应时π键易断裂，A正确；分子形成时，必须使其能量最低，故首先形成σ键，再根据形成的原子核外电子排布情况看能否形成 π键，B、C正确，D错。]
3．既有离子键又有共价键和配位键的化合物是( )
A．NH4NO3B．NaOH
C．H2SO4 D．H2O
A [NH4NO3中存在NHeq \\al(＋,4)与NOeq \\al(－,3)形成的离子键，NHeq \\al(＋,4)内部既有共价键，又有配位键。]
4．下列各分子中所有原子都满足最外层8电子稳定结构且含有π键的是( )
A．H2O2 B．N2
C．BeCl2 D．PCl3
B [对于ABn的共价化合物，各元素满足|化合价|＋元素原子的最外层电子数＝8，原子都满足最外层8电子结构；单质分子根据最外层电子和成键数目分析；成键元素的非金属性不同时，共用电子对会发生偏移。A中H2O2有氢原子，不可能满足8电子稳定结构，A错误；N2中N原子最外层5个电子，氮气结构式为N≡N，N原子形成3个共价键，每个共价键提供一个电子，所以每个N原子周围电子数为5＋3＝8；分子中含有两个π键，B正确；BeCl2中Be元素化合价为＋2，Be原子最外层电子数为2，所以2＋2＝4，Be原子不满足8电子结构；Cl元素化合价为－1，Cl原子最外层电子数为7，所以1＋7＝8，Cl原子满足8电子结构，C错误；PCl3中P元素化合价为＋3，P原子最外层电子数为5，所以3＋5＝8，P原子满足8电子结构；Cl元素化合价为－1，Cl原子最外层电子数为7，所以1＋7＝8，Cl原子满足8电子结构，但PCl3分子中不含π键，D错误。故选B。]
5．下列关于σ键和π键的理解不正确的是( )
A．CH4中的化学键均是σ键
B．σ键可以绕键轴旋转，π键一定不能绕键轴旋转
C．CH3—CH3、CH2===CH2、CH≡CH中的σ键都是C—C键
D．碳碳双键中有1个σ键、1个π键，碳碳三键中有1个σ键、2个π键
C [CH4分子中只含C—H键，C—H是σ键，A正确；σ键为球对称，π键为镜面对称，则σ键可以绕键轴旋转，π键一定不能绕键轴旋转，B正确；三种分子中分别含C—C、C===C、C≡C键，则C—C的键长、键能均不相同，C错误；双键、三键中均只含1个σ键，其余为π键，则碳碳双键中有一个σ键，一个π键，碳碳三键中有一个σ键，两个π键，D正确。]
6．下列有关σ键的说法错误的是( )
A．如果电子云图像是由两个s电子重叠形成的，即形成 s—s σ键
B．s电子与p电子形成s—p σ键
C．p电子与p电子不能形成σ键
D．HCl分子里含一个s—p σ键
C [σ键有s—s、s—p、p—p三种类型，C错。]
7．某有机物的结构如图：
则分子中有________个σ键，________个π键。
[解析] 根据有机物结构可知，分子有5条单键均是σ键，一个双键中含有一个σ键和一个π键，一个三键中含有一个σ键和两个π键，故分子中有7个σ键，3个π键。
[答案] 7 3学 习 任 务
1．能结合实例描述共价键的成键特征及其本质。
2．能分析不同类型的共价键对物质化学性质的影响。
3．能举例说明共价键的极性及其应用。
共价键的形成
共价键的类型
σ键
π键
轨道
组成
s—s轨道、s—p轨道、
p—p轨道
p—p轨道
成键
方式
以“头碰头”方式重叠
以“肩并肩”方式重叠
重叠
部分
沿键轴呈轴对称，电子密集出现在键轴上
以包含原子核的平面为镜面，电子云呈镜面对称，电子密集出现在键轴的上面或下面
存在
形式
一般是由一对电子组成的单键
仅存在于双键或三键中
键的
性质
轨道重叠程度大，键能大，稳定性高
轨道重叠程度小，键能小，稳定性低
联系
只有在形成σ键后，余下的p轨道才能形成π键
金属键
离子键
共价键
非极性键
极性键
本质
金属离子与自由电子间的作用
阴、阳离子间的静电作用
相邻原子间通过共用电子对形成
成键
条件
同种金属或不同种金属(合金)
成键原子的吸引电子能力差别很大(金属与非金属之间)
成键原子吸引电子能力相同(同种非金属)
成键原子的吸引电子能力差别较小(不同非金属)
特征
无方向性、无饱和性
无方向性、无饱和性
有方向性、有饱和性
存在
金属晶体
离子化合物(离子晶体)
单质如H2，共价化合物如H2O2，离子化合物如Na2O2
共价化合物如HCl，离子化合
物如NaOH
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