高中化学人教版 (2019)选择性必修2第一节 共价键学案

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修2第一节 共价键学案，共9页。学案主要包含了温故知新，新知学习等内容，欢迎下载使用。

2.1.1 共价键

1.认识共价键的本质，原子间通过原子轨道重叠形成共价键。
2.熟知共价键的概念与形成，知道共价键的特征——具有饱和性和方向性。
3.能够从不同的角度对共价键分类，会分析σ键和π键的形成及特点。
教学重点：σ键和π键的形成及特点
教学难点：σ键和π键的形成及特点
一、温故知新
1.化学反应的本质： 的断裂和 的形成的过程。
2.化学键：相邻的原子之间强烈的相互作用。化学键分为 、 、金属键。
3.离子化合物：由 构成的化合物，离子化合物中一定含有离子键，可能含有 。
4.共价化合物：以 形成分子的化合物叫做共价化合物。共价化合物中只含有共价键，但只含共价键的物质不一定是共价化合物。
二、新知学习
【学生活动一】
钠、氯通过得失电子形成电子对，为什么这对电子不被钠原子和氯原子共用形成共价键而形成离子键？你能从元素的电负性差别来理解吗？填写下表。8u-【=
元素的电负性差值很大，化学反应形成的电子对不会被共用，形成 ，而 是电负性差值不大的原子间形成的共价键。
1、共价键的定义及本质
(1).含义：原子间通过共用电子对所形成的相互作用叫做共价键。
(2).本质：在原子间形成的共用电子对，原子间通过共用电子对（即电子云重叠）产生的强烈作用。
(3).形成条件： 的原子之间形成共价键，大多数电负性之差小于 的金属与非金属原子之间形成共价键。
2、共价键的特征
(1).饱和性
按照定义，一个原子有几个未成对电子，便可和几个 相反的电子配对成键，这就是共价键的饱和性。
(2).方向性
共价键形成的过程中，两个参与成键的原子轨道沿着 的方向进行重叠，且原子轨道重叠越 ，电子在两核间出现的概率越 ，形成的共价键越 。因此共价键将尽可能沿着电子出现概率最大的方向形成。
【学生活动二】
书写H2、HCl、Cl2的电子式。思考为什么难以形成H3、H2Cl、Cl3等分子？

3、共价键的类型
(1).σ键
①概念：两原子在成键时，原子轨道以“ ”的方式重叠形成的共价键。
②σ键的类型与形成过程
σ键的类型 、 、
s-s σ键
s-p σ键
p-p σ键
③特征：
A.以 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，这种特征为 。
B.以 的两个原子核的连线为轴，任意一个原子可以 旋转，并不会破坏σ键
C.形成σ键的原子轨道的重叠程度较 ，故σ键具有较强的 。
(2).π键
①概念：两原子在成键时，原子轨道以“ ”的方式重叠形成的共价键。
②类型及形成过程：p-p π键等，不存在s-s π键、s-p π键等。
(3)特征：
镜面对称：每个π键的电子云由两块组成，它们互为镜像，这种特征称为 。
强度小：形成π键时，原子轨道重叠程度比σ键的 ，通常情况下，π键没有σ键 。
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 旋转，若单独旋转则会破坏π键。
(4)存在：通常存在于 或 中。
4.σ键和π键的比较
【学生活动三】
所有共价键都有方向性和饱和性吗？

2、观察乙烷、乙烯和乙炔的分子结构，它们的分子中的共价键分别由几个σ键和几个π键构成？


3、解释乙烯分子中π键是如何形成的？预测乙炔分子中π键是如何形成的？




4、氮气的化学性质很不活泼，通常很难与其他物质发生化学反应。请你写出氮分子的电子式和结构式，并分析氮分子中氮原子的轨道是如何重叠形成化学键的。




【答案】
一、温故知新
旧化学键 新化学 离子键 共价键 离子键 共价键 共用电子对
二、新知学习
【学生活动一】
0.9 3.0 2.1 3.0 2.5 3.5 2.1 0.9 1 离子键 共价键
1、非金属 1.7
2、(1)自旋方向
(2)轨道伸展 多 大 牢固
【学生活动二】
由于电子对的共用，H2、HCl、Cl2分子中，各原子核外电子达到饱和。不能再形成H3、H2Cl、Cl3等分子。
3、共价键的类型
(1)头碰头 s-s σ键 s-p σ键 p-p σ键 形成化学键 轴对称 形成σ键 绕轴旋转 大 稳定性
(2) 肩并肩 镜面对称 小 稳定 不能单独旋转 共价双键 共价三键
4、σ键和π键的比较
【学生活动三】
1、所有的共价键都有饱和性，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。
2、乙烷共7个σ键，乙烯共5个σ键、1个π键，乙炔共3个σ键、2个π键。
3、乙烯分子：每个碳原子s轨道、2个p轨道分别与3个氢原子形成3个σ键，每个碳原子p轨道均有一个未成对电子，两个p轨道以“肩并肩”相互重叠，形成π键。
乙炔分子：每个碳原子s轨道、1个p轨道分别与2个氢原子形成2个σ键，碳原子中另外两个p轨道与碳原子中的两个p轨道以“肩并肩”相互重叠，形成两个π键。
4、氮原子p轨道与氮原子中的p轨道以“头碰头”相互重叠，形成一个σ键；氮原子中另外两个p轨道与氮原子中的两个p轨道以“肩并肩”相互重叠，形成两个π键。
下列关于化学键的说法，认识错误的是
键与键的对称性不同
键不能单独存在，一定要和键共存
含有键的化合物与只含键的化合物的化学性质不同
两个非金属元素的原子之间形成的化学键都是共价键
分子中含有共价键，则一定含有一个键
成键的原子间已知轨道重叠越多，共价键越牢固
个N原子最多只能与3个H原子结合形成分子，是由共价键的饱和性决定的
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
键是轴对称，键也是轴对称，对称性相同，故错误；
键不能单独存在，一定要和键共存，故正确；
含有键的化合物，键易断裂，化学性质相对活泼，与只含键的化合物的化学性质不同，故正确；
两个非金属元素的原子之间形成的化学键都是共价键，故正确；
分子中含有共价键，则一定含有键，不一定是一个，比如，分子中含有不止一个键，故错误；
成键的原子间已知轨道重叠越多，原子间作用力越强，共价键越牢固，故正确；
个N原子最多只能与3个H原子结合形成分子，是由共价键的饱和性决定的，故正确。
综上所述错误，故A正确。
故选A。
下列分子中，既含有键，又含有键的是
A. B. HClC. D.
【答案】C
【解析】
A.中有4个键，都是键；
B.HCl中有一个键，是键；
C.中存在双键，双键中有一个键和一个键，键都是键；
D.中有一个键，是键。
已知呈粉红色，呈蓝色，为无色。现将溶于水，加入浓盐酸后，溶液由粉红色变为蓝色，存在以下平衡：

用该溶液做实验，溶液的颜色变化如图：
以下结论和解释正确的是
A. 等物质的量的和中键数之比为3：2
B. 由实验可推知
C. 实验是由于增大，导致平衡逆向移动
D. 由实验可知配离子的稳定性：
【答案】D
【解析】
A、分子中有键，的键为：；的中有键，等物质的量的和中键数之比为18：4，故A错误；
B、置于冰水浴由蓝色变为粉红色的溶液，说明的平衡向逆反应方向移动，即降温，平衡逆向移动，说明逆反应为放热反应，则的反应为吸热反应，所以，故B错误；
C、是常数，不会改变；应是离子浓度减小引起的，故C错误；
D、加入后，生成粉红色的，说明与结合的更易与形成配位键，生成，说明配离子的稳定性强于的稳定性，故D正确；
故选：D。
氰气的分子式为，结构式为，性质与卤素相似。下列叙述正确的是
A. 分子中原子的最外层均满足8电子结构
B. 分子中键的键长大于键的键长
C. 分子中含有2个键和4个键
D. 不能和氢氧化钠溶液发生反应
【答案】A
【解析】
A.分子中每个C、N原子分别形成4个键、3个键，原子的最外层均满足8电子结构，故A正确；
B.成键原子半径越大，键长越长，N原子半径小于C，故键比键的键长短，故B错误；
C.共价单键是键，共价双键中一个是键一个是键，共价三键中一个是键两个是键，所以氰气分子中含有3个键和4个键，故C错误；
D.由与卤素性质相似，卤素能和NaOH溶液反应，可知也可以和NaOH溶液反应，故D错误。
故选A。
由短周期前10号元素组成的物质T和X，有如图所示的转化。X不稳定，易分解。有关说法正确的是
A. T分子中只含有极性键，X分子中既含有极性键又含有非极性键
B. 等物质的量的T、X分子中含有键的数目均为
C. X分子中含有的键个数是T分子中含有的键个数的2倍
D. 为使该转化成功进行，Y可以是酸性溶液
【答案】D
【解析】
由球棍模型可知，T为甲醛，X不稳定，易分解，则X为碳酸，则方框内物质为氧化剂。
A.HCHO与分子中都只含有极性键，故A错误；
B.HCHO、分子的物质的量不确定，所以键的数目不确定，故B错误；
C.分子中的键个数是5，HCHO分子中的键个数是3，不是2倍关系，故C错误；
D.为使HCHO转化为，Y必须是氧化剂，所以Y可以是酸性溶液，故D正确。
故选D。
元素
Na Cl
H Cl
C O
电负性
电负性差值
0.9
1
键的类型
σ键
π键
原子轨道重叠方式
两个原子的成键轨道沿着键轴的方向以“ ”的方式重叠
两个原子的成键轨道以“ ”的方式重叠
原子轨道重叠部位
_______________________

原子轨道重叠程度


键的强度
较大
较小
化学活泼性


存在
单键、双键、三键（只有1个σ键）
双键中有一个π键、三键中有两个π键
示意图
键的类型
σ键
π键
原子轨道重叠方式
两个原子的成键轨道沿着键轴的方向以“头碰头”的方式重叠
两个原子的成键轨道以“肩并肩”的方式重叠
原子轨道重叠部位
两原子核之间，在键轴处
键轴上方和下方，键轴处为零
对称性
轴对称
镜面对称
原子轨道重叠程度
大
小
键的强度
较大
较小
化学活泼性
不活泼
活泼
存在
单键、双键、三键（只有1个σ键）
双键中有一个π键、三键中有两个π键
示意图