人教版 (2019)选择性必修2第一节 共价键精品课件ppt

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共价键的形成与特征 / 共价键类型(按成键原子的原子轨道的重叠方式分类) / 随堂演练　知识落实 / 课时对点练
核心素养 发展目标
1.能从微观角度分析形成共价键的微粒、类型，能辨识物质中含有的共价键。
2.理解共价键中σ键和π键的区别，建立σ键和π键的思维模型，熟练判断分子中σ键和π键的存在及个数。
一、共价键的形成与特征
二、共价键类型(按成键原子的原子轨道的重叠方式分类)
1.共价键的形成(1)概念：原子间通过 所形成的相互作用。(2)成键的粒子：一般为 原子(相同或不相同)或金属原子与非金属原子。(3)本质：原子间通过 (即原子轨道重叠)产生的强烈作用。
2.共价键的特征(1)饱和性按照共价键的共用电子对理论，一个原子有几个 ，便可和几个 电子配对成键，这就是共价键的饱和性。
(2)方向性除s轨道是球形对称外，其他原子轨道在空间都具有一定的分布特点。在形成共价键时，原子轨道重叠的越多，电子在核间出现的概率越大，所形成的共价键就越牢固，因此共价键将尽可能沿着电子出现概率最大的方向形成，所以共价键具有方向性，如图所示。
(1)形成共价键后体系的能量降低，趋于稳定(　　)(2)共价键的饱和性是由成键原子的未成对电子数决定的(　　)(3)共价键的饱和性决定了分子内部原子的数量关系(　　)(4)共价键的方向性是由成键原子轨道的方向性决定的(　　)
1.水分子中的共价键是哪些原子形成的？为什么水分子中的三个原子不在一条直线上？
提示　水分子中的共价键是由O原子和H原子形成的单键；共价键的方向性导致水分子中的三个原子不在一条直线上。
2.NH3分子中为什么N原子是1个，而H原子为3个？
提示　 N和H原子的电子式分别为 和 ，N原子最外层有3个未成对电子，H原子有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个共用电子对即可达到稳定状态，共价键达到饱和，从而决定了分子中H原子个数。
3.从电负性的角度理解共价键、离子键的形成条件，完成表中内容。
结论：当元素的电负性相差很大，化学反应形成的电子对不会被共用，形成的将是______键；而______键是元素的电负性相差不大的原子之间形成的化学键。
1.下列不属于共价键成键因素的是A.共用电子对在两原子核之间高概率出现B.共用的电子必须配对C.成键后体系能量降低，趋于稳定D.两原子体积大小要适中
两原子形成共价键时，原子轨道在两个原子核间重叠，即电子在两核之间出现的概率更大；两原子原子轨道重叠越多，键越牢固，体系的能量也越低；原子的体积大小与能否形成共价键无必然联系。
2.下列说法正确的是A.Cl2是双原子分子，H2S是三原子分子，这是由共价键的方向性决定的B.H2O与H2S的空间结构一样是由共价键的饱和性决定的C.并非所有的共价键都有方向性D.两原子轨道发生重叠后，电子在两核间出现的概率减小
Cl2是双原子分子，H2S是三原子分子，这是由共价键的饱和性决定的，A不正确；氢气中的共价键没有方向性，C正确；两原子轨道发生重叠后，电子在两核间出现的概率增大，D不正确。
3.下列各组物质中，所有化学键都是共价键的是A.H2S和Na2O2 B.H2O2和CaF2C.NH3和N2 D.HNO3和NaCl
A项，Na2O2中既有离子键又有O—O共价键，不符合题意；B项，CaF2中只有离子键，不符合题意；D项，NaCl中只有离子键，不符合题意。
对于共价键的错误认识(1)共价键不仅存在于共价化合物中，也可以存在于离子化合物中，如NaOH、NH4Cl中都含有共价键，还可以存在于非金属单质中，如H2、O3等。(2)非金属元素之间并不是只形成共价键，也可以形成离子键，如铵盐(NH4NO3)只由非金属元素组成，但是含有离子键。
(3)活泼的金属元素和非金属元素之间也可以形成共价键，如AlCl3中只有共价键。(4)所有共价键都有饱和性，但并不是所有的共价键都有方向性，如s-s σ键就没有方向性。
共价键类型(按成键原子的原子轨道的重叠方式分类)
3.判断σ键、π键的一般规律共价单键为 键；共价双键中有一个 键、一个 键；共价三键由一个 键和两个 键构成。
(1)氢原子和氟原子、氯原子均可以以σ键相结合，其成键轨道完全相同(　　)(2)1 ml丙酮( )分子中含有σ键的数目为9×6.02×1023(　　)(3)N2分子里有一个σ键和一个π键(　　)
1.画出氮原子的轨道表示式，并说明氮分子中的N≡N是由哪些类型的共价键构成的？
提示　 ，在2p能级上有三个未成对电子，分别占据2px、2py、2pz三个原子轨道，当两个氮原子结合成氮分子时，两个氮原子的2px轨道沿x轴方向以“头碰头”的方式发生重叠，形成一个σ键；同时2py-2py和2pz-2pz轨道只能以相互平行的“肩并肩”的方式发生重叠，形成两个π键。
2.观察如图乙烷、乙烯和乙炔分子的结构，并回答下列问题。
提示　乙烷：7个σ键；乙烯：5个σ键和1个π键；乙炔：3个σ键和2个π键。
(1)它们的分子中的共价键分别由几个σ键和几个π键构成？
(2)乙烯和乙炔的化学性质为什么比乙烷活泼？
提示　乙烯的碳碳双键和乙炔的碳碳三键中分别含1个和2个π键，π键原子轨道重叠程度小，不牢固，容易断裂；而乙烷中没有π键，σ键牢固，不易断裂。
(3)在气体单质分子中，一定含有σ键，可能含有π键吗？
提示　稀有气体的单质分子中不含化学键；多原子分子中一定含有σ键，可能含有π键。
1.下列说法对σ键和π键的认识不正确的是A.分子中只要含有共价键，则至少含有一个σ键B.s-s σ键、p-p σ键与s-p σ键都是轴对称的C.p-p σ键和p-p π键的重叠方式是相同的D.含有π键的分子在反应时，π键是化学反应的积极参与者
单键为σ键，双键和三键中均含1个σ键，所以分子中只要含有共价键，则至少含有一个σ键，故A正确；因s-s σ键、p-p σ键与s-p σ键均为“头碰头”重叠，则均为轴对称，故B正确；p-p σ键和p-p π键的重叠方式是不相同的，p-p σ键是“头碰头”重叠而p-p π键是“肩并肩”重叠，故C错误；π键不稳定，易断裂，则含有π键的分子在反应时，π键是化学反应的积极参与者，故D正确。
2.丁烯二酸(HOOCCH==CHCOOH)分子结构中含有σ键、π键的个数分别是A.4个σ键，1个π键 B.11个σ键，3个π键C.4个σ键，3个π键 D.9个σ键，5个π键
分子中含有1个C==C,2个C==O、2个C—H、2个C—O、2个C—C、2个O—H，其中C==C、C==O均含有1个σ键、1个π键，其他都为σ键，则分子中含有11个σ键、3个π键。
3.有以下物质：①HF，②Cl2，③H2O，④N2，⑤C2H4，⑥C2H6，⑦H2，⑧H2O2，⑨HCN(H—C≡N)。(1)只有σ键的是______________(填序号，下同)；既有σ键又有π键的是________。
单键只有σ键，双键或三键才含有π键，故只有σ键的是①②③⑥⑦⑧；既有σ键又有π键的是④⑤⑨。
(2)含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的是_____。
H原子只有s轨道，题给物质中含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的只有H2。
(3)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______________。(4)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______________。
共价单键——σ键共价双键——1个σ键、1个π键共价三键——1个σ键、2个π键
σ键 电子云图形呈轴对称π键 电子云图形呈镜面对称
1.(2022·乌鲁木齐市第八中学高二期中)下列说法正确的是A.所有的共价键都具有方向性B.某原子跟其他原子形成共价键时，其共价键数一定等于该元素原子的 价电子数C.基态C原子有两个未成对电子，所以最多只能形成2个共价键D.1个N原子最多只能与3个H原子结合形成NH3分子，是由共价键的饱 和性决定的
非金属元素的原子形成的共价键数目一般等于该原子最外层未成对电子数，不能说一定等于该元素原子的价电子数，故B不正确；在形成CH4分子的过程中，碳原子2s轨道中的1个电子激发到2p空轨道上，形成了4个未成对电子，C不正确；N原子最外层2p轨道上共有3个未成对电子，1个N原子可以与3个H原子结合形成NH3，此时共价键饱和，D正确。
2.下列有关σ键和π键的说法错误的是A.π键是原子轨道以“肩并肩”方式重叠形成的共价键B.当原子形成分子时，首先形成σ键，可能形成π键C.σ键较π键稳定D.苯分子中含有12个σ键和3个π键
3.下列分子中存在的共价键类型完全相同(从σ键、π键的形成方式角度分析)的是A.CH4与NH3 B.C2H6与C2H4C.H2与Cl2 D.Cl2与N2
CH4与NH3分子中全是s-p σ键，A正确；C2H6中只存在σ键，而C2H4中存在σ键和π键，B错误；H2中为s-s σ键，Cl2中为p-p σ键，C错误；Cl2中只存在σ键，而N2中存在σ键和π键，D错误。
4.在N2F2分子中，所有原子均符合8电子稳定结构，则该分子中两个氮原子之间的键型构成是A.仅有一个σ键B.仅有一个π键C.一个σ键，一个π键D.一个σ键，两个π键
由题给条件所有原子均符合8电子稳定结构可知，其结构式应为F—N==N—F，则两个氮原子之间为氮氮双键，含有一个σ键和一个π键。
5.(1) 分子中σ键和π键的比例为________。
共价单键是σ键，共价双键中含有1个π键、1个σ键，又因分子两边的单键碳原子还分别含有2个C—H，所以σ键和π键的比例为9∶1。
(2)已知反应N2O4(l)＋2N2H4(l)===3N2(g)＋4H2O(l)，若该反应中有4 ml N—H断裂，则形成的π键的数目为_____。
若该反应中有4 ml N—H断裂，则生成1.5 ml氮气，形成π键的数目为3NA。
题组一　共价键的形成与特征1.下列分子的结构式与共价键的饱和性不相符的是A.H2O2(过氧化氢)：H—O==O—HB.N2H4(肼)：C.C2H5SH(乙硫醇)：D.SiHCl3(三氯氢硅)：
由共价键的饱和性可知：C、Si均形成4个共价键，H形成1个共价键，N形成3个共价键，O、S均形成2个共价键。A项中O原子间是双键，且每个氧原子与1个氢原子再形成1个单键，即每个氧原子形成3个共价键，与其饱和性不相符。
2.下列说法正确的是A.若把H2S写成H3S，则违背了共价键的饱和性B.H3O＋的存在说明共价键不应有饱和性C.原子轨道在空间都具有方向性D.两个原子轨道发生重叠后，两核中的电子不仅存在于两核之间，还会 绕两核运动
硫原子有两个未成对电子，根据共价键的饱和性，形成的氢化物为H2S，A项正确；两个原子轨道发生重叠后，只有共用电子对在两核之间绕两个原子核运动，D项错误。
3.从电负性的角度来判断下列元素的原子之间易形成共价键的是A.K和Cl B.H和FC.K和F D.Ca和O
一般电负性相差不大的非金属元素原子之间容易形成共价键。
题组二　共价键的类型及判断4.下列有关σ键和π键的说法错误的是A.H只能形成σ键，O可以形成σ键和π键B.两个原子间可以只形成σ键，但不能只形成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
单键为σ键，而双键、三键中有σ键和π键，则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，如HCl，故C正确；共价键中一定含σ键，则在分子中，化学键可能只有σ键，而没有π键，故D错误。
5.下列物质的分子中既有σ键又有π键，并含有非极性键的是①NH3　②N2　③H2O　④HCl　⑤C2H4　⑥C2H2A.②⑤⑥ B.①②⑤⑥C.②③④ D.②④⑥
①NH3中存在H—N，只有σ键，故错误；②N2的结构式为N≡N，含有σ键和π键，N与N之间为非极性键，故正确；③H2O中只存在H—O，即只有σ键，故错误；④HCl的结构式为H—Cl，只存在σ键，故错误；⑤C2H4中的氢原子和碳原子之间存在共价单键、碳碳之间存在共价双键，含有σ键和π键，C与C之间为非极性键，故正确；⑥C2H2中的氢原子和碳原子之间存在共价单键、碳碳之间存在共价三键，所以含有σ键和π键，C与C之间为非极性键，故正确。
6.(2022·成都高二期中)某有机物的结构简式为HC≡CCH2CH==CH2，则该有机物分子中含有的σ键和π键的数目分别为A.11、3 B.10、3C.11、4 D.10、4
单键全部为σ键，双键中有1个σ键和1个π键，三键中有1个σ键和2个π键，故该有机物分子中的C—H σ键有6个，C—C σ键有4个，因此σ键总数为10个，π键总数为3个，故B正确。
7.化合物X是一种新型锅炉水除氧剂，其结构式为 ，设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法中正确的是A.X分子中只有极性键，没有非极性键B.1个X分子中的共用电子对数目为11C.1 ml X分子中所含的σ键数目为10NAD.X是共价化合物
N—N是非极性键，A项不正确；1个X分子中存在12个共用电子对，11个σ键，B、C项均不正确；X分子中只有共价键，故X是共价化合物，D项正确。
8.据报道，大气中存在一种潜在的温室气体SF5—CF3(结构如图)，虽然其数量有限，但它是已知气体中吸热最高的。关于SF5—CF3的说法正确的是A.分子中有σ键也有π键B.C—F是s-p σ键C.分子中不是所有原子都满足8电子稳定结构D.0.1 ml SF5—CF3分子中电子数为8 ml
该分子中只有共价单键，则分子中只有σ键，没有π键，故A错误；C—F是p-p σ键，故B错误；
一个SF5—CF3分子中有94个电子，则0.1 ml SF5—CF3分子中电子数为9.4 ml，故D错误。
9.碳酸亚乙烯酯是锂离子电池低温电解液的重要添加剂，其结构如图所示。下列有关该物质的说法正确的是A.分子中含6个σ键B.分子式为C3H2O3C.分子中只有极性键D.8.6 g该物质完全燃烧得到6.72 L CO2
根据题图中该分子的结构可知该物质的分子式为C3H2O3，1个分子中含有4个C—O、1个C==C、2个C—H、1个C==O，其中单键均为σ键，双键中含有1个σ键和1个π键，因此分子中含8个σ键，故A错误、B正确；
该分子中的C—H、C—O等为极性键，C==C为非极性键，故C错误；未给出CO2所处的状态，不能根据其物质的量计算体积，故D错误。
10.下列化学反应所断裂的共价键中，仅仅断裂σ键的是
氮气中π键断裂，故A不选；乙炔中π键断裂，故B不选；氯气、氢气中均为σ键断裂，故C选；乙烯中π键断裂，故D不选。
11. N2的结构可以表示为 ，CO的结构可以表示为 ，其中椭圆框表示π键，·表示对应原子提供的电子。下列说法错误的是A.N2分子与CO分子中都含σ键和π键B.N2分子与CO分子中的π键不完全相同C.电负性：C