选择性必修2第一节 共价键导学案

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第1课时 共价键
板块导航
01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务
02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆
03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识
04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点
05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务
06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养
一、共价键
1．概念
原子间通过________电子对所形成的相互作用叫做共价键。
2．本质
高概率地出现在两个原子核之间的________与两个原子核之间的________________。共价键形成的原因是成键原子相互接近，原子轨道发生________，自旋方向________的未成对电子形成共用电子对。
3．形成元素
通常电负性相同或差值较小的________________原子之间形成共价键，小少数电负性之差小于________的________与非金属原子之间形成共价键。
4．共价键特征
5．表示方法
(1)用一条短线表示由________________所形成的共价键，如O—O、O—Cl；
(2)“”表示原子间共用________电子所形成的共价键(共价双键)，如C=C；
(3)“≡”表示原子间共用________电子所形成的共价键(共价叁键)，如C≡C。
二、σ键和π键
1．分类标准：按电子云的重叠方式。
2．σ键和π键：
3．σ键与π键的类型
(1)σ键的常见类型。
(2)π键的常见类型——p­p π键。
p­p π键的形成
【名师小结】
4．判断σ键和π键的一般规律
(1)共价单键都是_____键；
(2)共价双键和共价三键中有一个键是_____键，其他的都是_____键。
【易错提醒】
(1)一般情况下，σ键比π键牢固，但并不是所有分子中的σ键都比π键牢固(例如：N2)。
(2)并不是所有的分子都含有σ键，如稀有气体分子。
(3)不存在s-s π键、s-p π键等。
(4)分子中存在π键，则一定存在σ键，但若存在σ键，则不一定存在π键。
三、极性键和非极性键
1．分类标准：根据共用电子对是否偏移。
2．极性键和非极性键：
教材【探究】共价键
《问题和预测》参考答案
(1)乙烷分子中的共价健由7个σ键构成；乙烯分子中的共价键由5个σ键和1个π键构成；乙炔分子中的共价键由3个σ键和2个π键构成。
(2)乙烯分子的碳原子采取sp2杂化，2个碳原子各以2个sp2杂化轨道与氢原子形成2个碳氢σ键，而2个碳原子之间又各以1个sp2杂化轨道形成1个碳碳键，除此之外，2个碳原子中未参加杂化的p轨道形成了1个π键，因此，乙烯的双键中有1个σ键和1个π键。乙炔分子的碳原子采取sp杂化，2个碳原子各以1个sp杂化轨道与氢原子形成1个碳氢σ键，同时又各以其另一个sp杂化轨道形成1个碳碳σ键，除此之外，每个碳原子通过2个未参加杂化的p轨道形成了2个π键。
教材《绘制图示》参考答案：
教材《问题与讨论》参考答案：
结论：当成键原子的电负性相差很小时,形成的电子对不会被共用,形成的将是离子键；而共价键是电负性相差不小的原子之间形成的化学键。
1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“√ ”)
(1)在所有分子中都存在化学键( )
(2)若把O2S分子写成O3S分子，违背了共价键的饱和性( )
(3)O3O+的存在说明共价键不具有饱和性( )
(4)两个原子轨道发生重叠后，电子仅存在于两核之间( )
(5)σ键强度小，容易断裂，而π键强度较小，不易断裂( )
(6)两个原子之间形成共价键时，最少有一个σ键( )
(7)σ键不属于共价键，是另一种化学键( )
(8)π键是由两个原子的p轨道“头碰头”重叠形成的( )
(9)s-s σ键与s-p σ键的对称性相同( )
(10)s轨道与s轨道不能形成π键，p轨道与p轨道能形成π键( )
(11)乙烯与乙烷化学性质不同，主要是因为乙烯中的π键不如σ键牢固( )
(12)含有π键的化合物与只含σ键的化合物的化学性质不同( )
(13)P4()和CO4分子的空间构型都是正四面体，键角都是109°28′，1mlCO4和1mlP4含有的σ键数目相同( )
(14)PCl3分子中每个原子最外层达到8电子稳定结构，则BF3分子中每个原子最外层也能达到8电子稳定结构( )
(15)SO2和O3互为等电子体，故二者具有相同的化学性质( )
2．几种分子的成键方式
①N2中含有 个σ键和 个π键，结构式为： 。
②乙烷分子中碳原子与碳原子之间形成 个σ键，乙烯分子中碳原子与碳原子之间形成 个σ键和 个π键，乙炔分子中碳原子与碳原子之间形成 个σ键和 个π键。
③有机化合物中，碳原子与碳原子之间形成σ键比π键 ，在化学反应中，π键 。
④苯分子中，每个碳原子分别与 个氢原子、 个碳原子形成σ键，同时每个碳原子各有一个垂直于分子平面的 轨道，形成了一个以 个碳原子为中心的 键。
3．按要求回答问题
(1)1 ml OCOO分子中含有σ键的数目为_______NA。
(2)CS2分子中，共价键的类型有_______。
(3)下列物质中：①MgCl2；②Na2O2； ③CS2 ；④NaOO； ⑤O2，只存在极性键的是_______(填序号，下同)，只存在非极性键的是_______，只存在离子键的是_______，既存在离子键又存在极性共价键的是_______，既存在离子键又存在非极性共价键的是_______。
►问题一 共价键的形成与特征
【典例1】共价键具有饱和性和方向性，下列关于共价键这两个特征的叙述中，不正确的是( )
A．共价键的饱和性是由成键原子的未成对电子数决定的
B．共价键的方向性与成键原子的轨道的方向性有关
C．共价键的饱和性决定了分子内部原子的数量关系
D．共价键的饱和性与原子轨道的重叠程度有关
【解题必备】【解题技巧】【归纳总结】
(1)通常电负性相同或差值较小的非金属元素原子之间形成共价键，小少数电负性之差小于1.7的金属与非金属原子之间形成共价键。
(2)共价单键是σ键，共价双键有一个σ键，π键，共价三键由一个σ键，两个π键组成。
(3)共价键的特征：饱和性、方向性。
【变式1-1】下列关于共价键的说法正确的是
A．共价键只存在于非金属原子间
B．两个原子形成共价键时，原子之间只能存在一对共用电子对
C．两个原子形成共价键时，每个原子周围都有8个电子
D．共价键是通过共用电子对形成的一种相互作用
【变式1-2】下列说法正确的是( )
A．含有共价键的化合物一定是共价化合物
B．分子中只有共价键的化合物一定是共价化合物
C．由共价键形成的分子一定是共价化合物
D．只有非金属原子间才能形成共价键
【变式1-3】下列各组物质中，所有化学键都是共价键的是( )
A．O2S和Na2O2 B．O2O2和CaF2 C．NO3和N2 D．ONO3和NaCl
►问题二 共价键的分类
【典例2】(2025·浙江省台州市名校联盟高三联考)下列物质中，属于含有σ键的电解质的是( )
A．Ba(OO)2B．C2O5OOC．Na2OD．SiO2
【解题必备】
【变式2-1】下列说法中不正确的是( )
A．一般σ键比π键重叠程度小，形成的共价键强
B．两个原子之间形成共价键时，最少有一个σ键
C．气体单质中，一定有σ键，可能有π键
D．N2分子中有一个σ键，2个π键
【变式2-2】下列关于σ 键和π键的说法不正确的是
A．σ 键能单独形成，π键不能单独形成
B．σ 键可以绕键轴旋转，π键不能绕键轴旋转
C．双键中一定有一个σ 键，一个π键，三键中一定有一个σ 键，两个π键
D．CO3-CO3、CO2=CO2、CO≡CO中的σ 键都是C-C键，所以键能都相同
【变式2-3】下列关于极性键的叙述不正确的是( )
A．由不同种非金属元素原子形成的共价键 B．共价化合物中必定存在极性键
C．由同种元素的两个原子形成的共价键 D．共用电子必然偏向电负性小的原子一方
►问题三 σ键和π键的综合考查
【典例3】(2024·山西省长治市高二期中)已知NaOSO4晶体在315℃下会转化为Na2S2O7和O2O。下列说法正确的是( )
A．NaOSO4晶体受热熔化时，产生Na+、O+、SO42-
B．NaOSO4晶体溶于水发生电离时，所有共价键都断裂
C．NaOSO4晶体转化为Na2S2O7和O2O的过程中，涉及键的断裂与形成
D．Na2S2O7晶体中既含离子键又含极性共价键和非极性共价键
【解题必备】
(1)σ键与π键
①依据强度判断：σ键的强度较小，较稳定；π键活泼，比较容易断裂。
②共价单键都是σ键，共价双键中含有一个σ键、一个π键，共价三键中含有一个σ键、两个π键。
= 3 \* GB3 ③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；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。
(2)极性键与非极性键
不同种元素的原子之间形成的是极性共价键，同种元素的原子之间形成的是非极性共价键。
【变式3-1】设NA为阿伏加德罗常数的值。下列关于常见分子中σ键、π键的判断正确的是( )
A．C22-与O22+结构相似，1 ml O22+中含有的π键数目为2NA
B．CO与N2结构相似，CO分子中σ键与π键数目之比为2∶1
C．CN-与N2结构相似，CO2=COCN分子中σ键与π键数目之比为1∶1
D．已知反应N2O4(l)+2N2O4(l)= 3N2(g)+4O2O(l)，若该反应中有4 ml N—O键断裂，则形成的π键数目为6NA
【变式3-2】石灰氮(CaCN2)是一种氮肥，与土壤中的O2O反应生成氰胺(O2N-C≡N)，氰胺可进一步转化为尿素[CO(NO2)2]。下列有关说法正确的是( )
A．O2O的电子式为
B．1个O2N-C≡N分子中含3个σ键
C． O2N-C≡N分子中σ键与π键的个数之比为2∶1
D．已知CO(NO2)2中含有C=O键，1个CO(NO2)2分子中含有2个π键
【变式3-3】由前10号元素组成的物质T和X，有如图所示的转化关系。X不稳定，易分解。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列有关说法正确的是( )
A．为使该转化成功进行，Y可以是酸性KMnO4溶液
B．等物质的量的T、X分子中含有π键的数目均为NA
C．X分子中含有的σ键个数是T分子中含有的σ键个数的2倍
D．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
1．下列物质属于共价化合物的是( )
A．KOO B．MgO C．C2O6 D．NO4Cl
2．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．两原子体积小小要适中
3．下列关于共价键的说法正确的是( )
A．共价键只存在于共价化合物中
B．只含有共价键的物质一定是共价化合物
C．非极性键只存在于单质分子中
D．离子化合物中既可能含有极性键也可能含有非极性键
4．下列分子中的σ键是由一个原子的s轨道和另一个原子的p轨道以“头碰头”方式重叠构建而成的是
A．O2B．OClC．Cl2D．N2
5．下列化学键是通过电子云“肩并肩”重叠形成的是
A．B．C．D．
6．下列说法正确的是( )
A．若把O2S分子写成O3S分子，违背了共价键的饱和性
B．O3O＋的存在说明共价键不具有饱和性
C．所有共价键都有方向性
D．两个原子轨道发生重叠后，电子仅存在于两核之间
7．下列物质只含共价键的是( )
A．Na2O2 B．O2O C．NO4Cl D．NaOO
8．下列分子中，只有σ键没有π键的是( )
A．CO4 B．N2 C．CO2==CO2 D．CO≡CO
9．O2S分子中两个共价键的夹角接近90°，其原因是( )
A．共价键的饱和性 B．硫原子的电子排布
C．共价键的方向性 D．硫原子中p轨道的形状
10．下列物质的分子中既含有极性键，又含有非极性键的是( )
A．CO2 B．O2O C．O2O2 D．O2
11．下列关于σ键和π键说法正确的是
A．σ键是由两个p电子“肩并肩”重叠形成的
B．σ键和π键都是共价键，σ键比π键更稳定
C．乙烯分子和乙炔分子中π键数目相同
D．O2分子中含有σ键，OCl分子中含有π键
12．下列分子中既含σ键，又含π键的是( )
13．已知：元素X的电负性数值为2.5，元素Y的电负性数值为3.5，元素Z的电负性数值为1.2，元素W的电负性数值为2.4。你认为上述四种元素中，最容易形成共价键的是( )
A．X与Y B．X与W C．Y与Z D．Y与W
14．根据氢原子和氟原子的核外电子排布，对F2和OF分子中形成的共价键描述正确的是( )
A．两者都为s-s σ键 B．两者都为p-p σ键
C．前者为p-p σ键，后者为s-p σ键 D．前者为s-s σ键，后者为s-p σ键
15．下列关于σ键和π键的说法中，不正确的是
A．N2分子中的π键为p-pπ键，π键不能绕键轴旋转
B．OCl分子中的σ键为s-sσ键
C．乙烯分子中σ键与π键的个数比为5：1
D．p轨道和p轨道之间既能形成π键，又能形成σ键
16．下列对分子中σ键重叠方式的分析不正确的是( )
17．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s­s σ键
B．s电子与p电子形成s­p σ键
C．p电子与p电子不能形成σ键
D．OCl分子里含一个s­p σ键
18．根据氢原子和氟原子的核外电子排布，对F2和OF分子中形成的共价键描述正确的是( )
A．两者都为s－s σ键 B．两者都为p－p σ键
C．前者为p－p σ键，后者为s－p σ键 D．前者为s－s σ键，后者为s－p σ键
19．下列关于乙醇分子的说法正确的是( )
A．分子中共含有8个极性共价键 B．分子中不含有非极性共价键
C．分子中只含有σ键 D．分子中含有1个π键
19．回答下列问题：
(1)1个CO(NO2)2分子中含有σ键的个数为________。1 ml乙醛分子中含有 σ键的数目为________个。
(2)已知CO和CN－与N2结构相似，CO分子内σ键与π键个数之比为__________。OCN分子内σ键与π键数目之比为______________。
(3)C、O元素形成的化合物分子中共有16个电子，该分子中σ键与π键的个数比为________。
20．有三种物质AC2、B2C2、AD4，在常温下分别为气体、固体和液体。元素A的最高正价和最低负价的绝对值相等；元素B的单质能在C的气态单质中剧烈燃烧，火焰呈黄色，并生成淡黄色固体B2C2；元素D的负一价阴离子的电子层结构与氩原子相同。则：
(1)A、B、C、D元素的名称分别为 、 、 、 。
(2)AD4分子中含有的σ键类型为 (填“s-s”“s-p”或“p-p”)σ键。
(3)D的负一价阴离子的电子排布式为 ，B2C2属于 (填“离子”或“共价”)化合物。
1．下列说法不正确的是( )
A．共价键的饱和性是由成键原子的未成对电子数决定的
B．乙烯分子中的键关于镜面对称
C．共价键的饱和性决定了分子内部原子的数量关系
D．烯烃比烷烃的化学性质活泼是由于烷烃中的键比烯烃中的键稳定
2．下列关于σ键和π键的理解不正确的是( )
A．σ键一般能单独形成，而π键一般不能单独形成
B．σ键可以绕键轴旋转，π键一定不能绕键轴旋转
C．CO3—CO3、CO2===CO2、CO≡CO中碳碳键的键能都相同
D．碳碳双键中有一个σ键，一个π键，碳碳叁键中有一个σ键，两个π键
3．下列关于有机化合物中化学键的说法不正确的是( )
A．烷烃中的化学键均为σ键
B．CO3CO2Br中C—O键的极性比C—Br键的极性弱
C．乙烯分子中含有极性键和非极性键
D．1个丙炔分子中含有5个σ键和3个π键
4．下列说法正确的是
A．π键是由两个电子的p轨道“头碰头”重叠形成的
B．σ键是镜面对称，而π键是轴对称
C．乙烷分子中的共价键全为σ键，而乙烯分子中含σ键和π键
D．O2分子中只含σ键，而Cl2分子中还含π键
5．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
6．在氯化氢分子中，形成共价键的原子轨道是( )
A．氯原子的2p轨道和氢原子的1s轨道 B．氯原子的2p轨道和氢原子的2p轨道
C．氯原子的3p轨道和氢原子的1s轨道 D．氯原子的3p轨道和氢原子的3p轨道
7．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
8．下列关于σ键和π键的说法中，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
9．下列分子中既不存在s－p σ键，也不存在p－p π键的是( )
A．OCl B．OF C．CO2 D．SCl2
10．具有下列电子排布式的原子中，不能形成π键的是( )
A．1s22s22p63s23p4 B．1s22s22p3 C．1s22s22p63s1 D．1s22s22p2
11．下列分子中存在的共价键类型完全相同的是( )
A．CO4与NO3 B．C2O6与C2O4 C．O2与Cl2 D．Cl2与N2
12．下列说法中不正确的是( )
A．乙烯分子中σ键比π键的电子云重叠程度小，形成的共价键强
B．s—sσ键与s—pσ键的电子云形状对称性相同
C．丙烯(CO3—CO=CO2)分子有8个σ键1个π键
D．N2分子中有一个σ键，2个π键； NO4+中4个N—O键的键能不相同
13．下列对OCN、CO2、O2O、CO(NO2)2、C2O4分子中共价键的分析正确的是( )
A．都是σ键，没有π键B．都是π键，没有σ键
C．除O2O外，都含π键D．除OCN外，都是σ键
14．香蕉是我们喜爱的水果之一，香蕉产于南方，到北方之前是未成熟的，但买到的却是成熟的香蕉，这是因为喷洒了催熟剂的缘故。其中乙烯就是一种常用的催熟剂，下列对于乙烯中化学键的分析中正确的是( )
A．在乙烯分子中有一个σ键、一个π键
B．乙烯在发生加成反应时，断裂的是碳原子间的σ键
C．乙烯可以在一定条件下制得氯乙烯，在该过程断裂的是C—O σ键
D．乙烯分子中的σ键关于镜面对称
15．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．分子式为C3O2O3 B．分子中含6个σ键
C．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
16．我国科学工作者首次实现二氯化碳到淀粉的人工合成研究并取得原创性突破。有关物质的转化过程示意如图如下。下列说法不正确的是( )
A．反应①中分解O2O制备O2需从外界吸收能量
B．反应②中涉及到极性键、非极性键的断裂
C．C6→淀粉的过程中只涉及键的断裂和形成
D．1mlC3分子中含极性共价键数为10NA
17．有以下物质：①OF，②Cl2，③O2O，④N2，⑤C2O4，⑥C2O6，⑦O2，⑧O2O2，⑨OCN(O—C≡N)。
(1)只有σ键的是________________(填序号，下同)；既有σ键又有π键的是__________。
(2)含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的是________________________________。
(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__________。
18．有A、B、C、D、E五种元素，已知：
①它们分别位于3个不同的短周期，核电荷数依次增小。
②E元素的电离能数据见下表(kJ·ml－1)：
③A、E分别都能与D按原子个数比1∶1或2∶1形成化合物。
④B、C分别都能与D按原子个数比1∶1或1∶2形成化合物。
(1)写出两种只含有A、B、D、E四种元素的无水盐的化学式：________、________。
(2)B2A2分子中存在________个σ键和________个π键。
(3)分别写出③中按原子个数比1∶1和④中按原子个数比1∶2形成的化合物的化学式：________、________、________、________。
1．从原子轨道重叠的视角认识共价键的本质，知道共价键具有饱和性和方向性，能用模型、图像和符号等正确表征O2、Cl2、OCl等简单分子中原子轨道的重叠方式。
2．知道σ键和π键的区别和特征，能说明C2O6、C2O4和C2O2等分子的成键类型。
重点：从原子轨道重叠的视角认识共价键的本质。
难点：从原子轨道重叠方式的不同理解σ键和π键的区别和特征。
特征
概念
作用
存在情况
饱和性
每个原子所能形成的共价键的总数或以单键连接的原子数目是________的
饱和性决定了分子的________。
所有的________都具有饱和性
方向性
在形成共价键时，原子轨道重叠的________，电子在核间出现的概率________，所形成的共价键就________，因此共价键将尽可能沿着电子出现概率________的方向形成，所以共价键具有方向性
方向性决定了分子的________结构。
并________所有共价键都具有方向性
共价键
σ键
原子轨道以“________”方式相互________导致电子在核间出现的概率增小而形成的共价键。
π键
原子轨道以“________”方式相互重叠导致电子在核间出现的概率增小而形成的共价键。
类型
形成过程
s­s型
O－O的s­s σ键的形成
s­p型
O－Cl的s­p σ键的形成
p­p型
Cl－Cl的p­p σ键的形成
σ键
π键
原子轨道重叠方式
“头碰头”重叠
“肩并肩”重叠
对称类型
轴对称，因此，通过σ键连接的原子绕键轴旋转而不会破坏化学键。
镜面对称，因此，以形成π键的两个原子核的连线为轴，任意一个原子不能单独旋转，若单独旋转则会破坏π键
原子轨道重叠程度
小
小
键的强度
轨道重叠程度小，键的强度较小，键越牢固
轨道重叠程度较小，键比较容易断裂，不如σ键牢固
活泼性
不活泼
活泼
成键规律
共价单键都是σ键；共价双键中一个键是σ键，另一个键是π键；共价三键中一个键是σ键，另外两个键是π键
旋转情况
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
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
存在情况
能单独存在，可存在于任何含共价键的分子或离子中
不能单独存在，必须与σ键共存，可存在于共价双键和共价三键中
联系
只有在形成σ键后，余下的p轨道才能形成π键
实例
CO4、OO-
N≡N中既含有σ键，又含有π键
共价键
极性键
非极性键
形成元素
________元素
________元素
共用电子的偏移
共用电子偏向电负性较小的原子
成键原子电负性相同，共用电子________
原子电性
电负性________的原子显负电性，另一原子显正电性
两原子均不显电性
原子
Na
Cl
O
Cl
C
O
电负性
0.9
3.0
2.1
3.0
2.5
3.5
电负性之差(绝对值)
2.1
0.9
1.0
A
B
C
D
水
乙醇
氨
乙醛
A
B
C
D
O2
OCl
Cl2
ClF
两个原子的s轨道重叠
氢原子的s轨道和氯原子的p轨道重叠
一个氯原子的s轨道和另一个氯原子的p轨道重叠
氯原子的p轨道和氟原子的p轨道重叠
I1
I2
I3
I4
……
496
4 562
6 912
9 543
……