高中化学选修三第二章导学案文档格式.doc

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【注意】Al原子与F原子变为Al3+和F-后形成离子键，Al原子与Cl原子之间则形成共价键。

5.共价键的存在

（1）共价化合物中一定存在共价键，如SO2、CO2、CH4、H2O2、CS2、H2SO4等。

（2）非金属单质分子中（稀有气体除外）存在共价键，如O2、F2、H2、C60等。

（3）部分离子化合物中存在共价键，如Na2SO4的SO42-中存在共价键，NaOH的OH-中存在共价键，NH4Cl的NH4+中存在共价键，Na2O2的O22-中存在共价键等。

6．分类

类型

特点

分类依据

σ键

电子云“头碰头”重叠

原子轨道的重叠方式

π键

电子云“肩并肩”重叠

极性键

共用电子对发生偏移

电子对是否偏移

非极性键

共用电子对不发生偏移

单键

有一个共用电子对

共用电子对数目

双键

有两个共用电子对

三键

有三个共用电子对

7.共价键特征

（1）饱和性：

每个原子中的一个未成对电子与另一个原子中的一个未成对电子成键后，一般不能再与其他原子的未成对电子成键。

共价键的饱和性决定了各种原子形成分子时相互结合的数量关系，每个原子所能形成的共价键总数或以单键连接的原子数目是一定的。

如氯原子核外只有1个未成对电子，两个氯原子之间可以形成且只能形成一个共价键，因而氯气的化学式为Cl2，而不是Cl3。

（2）方向性：

形成共价键时，原子轨道重叠得越多，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。

共价键的方向性决定着分子的空间构型。

如H2O为角形（V形），CO2为直线形，NH3为三角锥形。

二．单键、双键和三键

1.单键

两个成键原子间发生原子轨道的重叠形成1对共用原子，这样的共价键称为单键，如H-O-H、H-O-Cl等。

2.双键

两个成键原子间发生原子轨道的重叠形成两对共用原子，这样的共价键称为双键，如CH2=CH2、O=C=O等。

3.三键

两个成键原子间发生原子轨道的重叠形成3对共用原子，这样的共价键称为三键，如CH3-C≡CH、

N≡N、H-C≡N等。

三．σ键和π键

1.σ键

（1）概念

将原子轨道沿键轴（两原子核的连线）方向以“头碰头”方式相互重叠，导致电子在核间出现的概率增大而形成的共价键为σ键。

σ键的特点是轨道的重叠部分呈圆柱形沿键轴呈轴对称分布。

（2）分类：

可分为s-sσ键、s-pσ键、p-pσ键。

①s-sσ键：

两个成键原子均提供s原子轨道形成的共价键。

如H2中的σ键即为s-sσ键，见课本P28图2-1。

②p-pσ键：

以Cl2中p-pσ键为例，两个氯原子（成键原子）分别提供1个未成对电子的3p轨道以“头碰头”的方式重叠所形成的共价键。

见课本P29图2-2。

③s-pσ键：

以HCls-pσ键为例，氢原子提供的未成对电子的1s原子轨道和氯原子提供的未成对电子的3p原子轨道重叠形成共价键，见课本P29图2-2。

（3）特征

满足轴对称特征；

形成σ键的原子轨道重叠程度比较大，σ键有较强的稳定性；

σ键可以旋转。

2.π键

将原子轨道以“肩并肩”方式相互重叠导致电子在核间出现的概率增大而形成的共价键称为π键，见课本P29图2-3。

（2）特征

每个π键的电子云由两块形成，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作为镜面，它们互为镜像，满足镜面对称；

由于形成π键时电子云重叠程度比形成σ键时小，故π键没有σ键牢固，比较容易断裂；

π键不可以旋转。

【说明】两个s电子的原子轨道不能形成π键，只能形成σ键。

3.σ键和π键的存在规律及对分子性质的影响

（1）存在规律

①两个原子形成共价键时，其电子云（或原子轨道）尽可能最大程度重叠，故两个原子形成共价键时应先形成σ键，然后才能形成π键。

②σ键和π键的存在规律：

单键为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。

即多原子分子中一定有σ键，可能有π键（稀有气体分子中没有共价键）。

（2）对分子性质的影响

σ键的牢固程度较大，π键不如σ键牢固，比较容易断裂。

因此含有π键的化合物与只含有σ键的化合物的化学性质不同，通常含π键物质的化学性质更活泼。

如乙烯的化学性质比乙烷更活泼。

【注意】N2的分子结构非常稳定，其分子中的π键很难破坏（断裂）。

N2分子中的π键比σ键稳定。

【过关训练】

1.下列物质的分子中既有σ键，又有π键的是（）

①HCl②H2O③N2④H2O2⑤C2H4⑥C2H2

A.①②③B.③④⑤⑥C.①③⑥D.③⑤⑥

2．下列常见分子中σ键、π键判断正确的是（）

A.CN-与N2结构相似，CH2=CHCN分子中σ键与π键数目之比为1:

1

B.CO与N2结构相似，CO分子中σ键与π键数目之比为2:

C.C22-与O22+互为等电子体，1molO22+中含有π键数目为2NA

D.已知反应N2O4（l）+2N2H4（l）=3N2（g）+4H2O（l），若该反应中有4molN-H键断裂，则形成的π键数目为6NA

3.下列说法中不正确的是（）

A.一般σ键比π键重叠程度大，形成的共价键强

B.两个原子之间形成共价键时，最多有一个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，两个π键

4.下列说法正确的是（）

A.π键是由两个p电子“头碰头”重叠形成

B.σ键是镜面对称，而π键是轴对称

C.乙烷分子中的键全为σ键而乙烯分子中含σ键和π键

D.H2分子中含σ键而Cl2分子中还含π键

5.对σ键的认识不正确的是（）

A.σ键不属于共价键，是另一种化学键

B.s-sσ键与s-pσ键的对称性相同

C.分子中含有共价键，则至少含有一个σ键

D.含有π键的化合物与只含σ键的化合物的化学性质不同

【问题与收获】

。

第一节共价键

（2）

1.认识键能、键长、键角等键参数的概念。

2.能用键参数――键能、键长、键角说明简单分子的某些性质。

3.知道等电子原理，结合实例说明“等电子原理的应用”。

四．键参数——键能、键长与键角

1．键能

（1）含义

气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量。

【注意】①应为气态基态原子：

保证释放的能量最低。

②断裂1mol化学键生成气态原子时吸收的能量与该键的键能数值相等。

（2）表示方法

常用EA-B表示，单位为kJ·

mol-1，通常取正值。

如H-H键的键能为EH-H=436kJ·

mol-1。

（3）键能的意义

①表示共价键的强弱。

原子间形成共价键时，原子轨道重叠程度越大，体系能量下降越多，释放能量越多，形成的共价键键能越大，形成的共价键越牢固。

②判断分子的稳定性。

一般来说，结构相似的分子，其共价键的键长越短，共价键的键能越大，分子越稳定。

（4）与化学反应中的热效应的关系

ΔH=反应物的键能总和－生成物的键能总和

2.键长

（1）定义

分子中形成共价键的两原子的原子核间的平均距离。

（2）意义

键长是衡量共价键稳定性的参数之一。

键长越短，键能越大，共价键越稳定。

【知识拓展】①键长的长短，常根据成键的原子半径大小来判断。

如H-F、H-Cl、H-Br、H-I等氢卤键，由于X的半径从F→I依次递增，故氢卤键越来越长，键能越来越小，分子越来越容易分解。

②因成键时两原子轨道发生重叠，故键长小于成键原子的原子半径之和。

3．键角

在原子数超过两个的分子中，两个化学键之间的夹角叫作键角。

键角是描述多原子分子空间结构的重要因素之一。

多原子分子中的键角是一定的，表明共价键有方向性。

键角和键长常用来描述多原子分子的空间构型。

一般来说，已知某分子中的键长和键角的数据，就可确定该分子的空间构型。

例如：

水分子中两个O-H键之间的夹角是105°

，这就决定了水分子是V形结构；

CO2分子的结构式为O=C=O，它的键角为180°

，所以CO2分子是直线形分子。

五．等电子原理

1.等电子原理

原子总数相同、价电子数总数也相同的分子具有相似的化学键特征，它们的许多性质是相近的，此原理称为等电子原理。

2.等电子体

满足等电子原理的分子互称为等电子体。

（1）如CO分子和N2分子具有相同的原子总数，相同的价电子数，是等电子体，其性质对比如下表

分子

N2

CO

原子数

2

分子的价电子总数

10

化学键

2个π键、1个σ键

分子解离能/kJ·

mol-1

946

1075

分子构型

直线

沸点/K

77

82

熔点/K

63

68

在水中的溶解度（室温）

2.3mL

1.6mL

（2）其他

①硅和锗是良好的半导体材料，等电子体磷化铝（AlP）和砷化镓（GaAs）也是良好的半导体材料。

②SiCl4、SiO44-、SO42-的原子数目和价电子总数都相等，它们互为等电子体，中心原子都是sp3杂化，都形成正四面体立体构型。

【拓展】①互为等电子体的物质可以是分子和分子、分子和离子、离子和离子。

②等电子体具有相同的化学键类型和分子构型，物理性质相似，但其化学性质差别较大。

③等电子体的价电子数可以由其电子式