17年高中化学第二章分子结构与性质21共价键3Word文档格式.docx
《17年高中化学第二章分子结构与性质21共价键3Word文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《17年高中化学第二章分子结构与性质21共价键3Word文档格式.docx(11页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
键能越大,化学键越稳定。
②键长:
形成共价键的两个原子之间的核间距。
键长越短,往往键能越_____,共价键越________。
③键角:
在多原子分子中,两个共价键之间的夹角。
它是描述分子立体结构的重要参数。
(6)等电子原理
①等电子体:
原子总数相同、_________________的粒子互称为等电子体。
如N2与CO、O3与SO2是等电子体,但N2与C2H2不是等电子体。
②等电子原理:
等电子体具有相似的化学键特征,它们的许多性质相近,此原理称为等电子原理,例如CO和N2的熔沸点、溶解性等都非常相近。
③常见的等电子体:
N2与CO,CO2与N2O,O3、
与SO2,
、
与SO3,
与
,
与B3N3H6(硼氮苯)等。
【答案】共用电子对分子的立体构型双键非极性键1mol大稳定价电子总数相同
知识重点
一、σ键和π键的对比
σ键
π键
定义
未成对电子的原子轨道采取“头碰头”的方式重叠形成的共价键
未成对电子的原子轨道采取“肩并肩”的方式重叠形成的共价键
s−sσ键、s−pσ键、p−pσ键
p−pπ键
特征(电子云形状)
原子轨道重叠部分沿键轴呈轴对称
原子轨道重叠部分分别位于两原子核构成平面的两侧,互为镜像对称
键的性质
σ键可沿键轴自由旋转,不易断裂
π键不能旋转,易断裂
存在的情况
能单独存在,可存在于任何含共价键的分子中
不能单独存在,必须与σ键共存,可存在于双键和三键中
实例
CH4中只有σ键
CH2=CH2中既含有σ键,又含有π键
要注意以下问题:
(1)s轨道与s轨道重叠形成σ键时,电子不是只在两核间运动,而是在两核间出现的概率较大。
(2)因s轨道是球形的,故s轨道和s轨道形成σ键时,无方向性。
两个s轨道只能形成σ键,不能形成π键。
(3)两个原子间可以只形成σ键,但不能只形成π键。
有以下物质:
①HF②Cl2③H2O④N2⑤C2H4⑥C2H6⑦H2⑧H2O2
⑨HCN(
)。
(1)只含有极性键的是______________。
(2)只含有非极性键的是______________。
(3)既有极性键,又有非极性键的是______________。
(4)只有σ键的是______________。
(5)既有σ键,又有π键的是______________。
【解析】根据共价键的存在范围、极性键与非极性键的区别、σ键和π键的形成条件和特征,便可得出各题答案。
【答案】
(1)①③⑨
(2)②④⑦(3)⑤⑥⑧
(4)①②③⑥⑦⑧(5)④⑤⑨
二、共价键的一些规律
1.共价键的存在范围
(1)非金属单质分子中(稀有气体除外)。
如O2、F2、H2、C60等。
(2)非金属元素形成的化合物中。
如H2SO4、CO2、H2O2、有机物分子等。
(3)某些金属与非金属元素形成的化合物中。
如BeCl2、HgCl2、AlCl3等。
2.共价键强弱的判断方法
(1)由原子半径和共用电子对数判断:
成键原子的原子半径越小,共用电子对数越多,则共价键越牢固,含有该共价键的分子越稳定。
如原子半径:
F<
Cl<
Br<
I,则共价键的牢固程度:
H—F>
H—Cl>
H—Br>
H—I,稳定性:
HF>
HCl>
HBr>
HI。
(2)由键能判断:
共价键的键能越大,共价键越牢固,破坏共价键消耗的能量越多。
(3)由键长判断:
共价键的键长越短,共价键越牢固,破坏共价键消耗的能量越多。
3.典型有机物的化学键类型
(1)乙烷的化学键
乙烷的结构简式是CH3—CH3,在乙烷分子中,每个碳原子与3个氢原子形成3个σ键,2个碳原子之间形成1个σ键,所以乙烷分子中共有7个σ键。
(2)乙烯的化学键
乙烯的结构简式是CH2=CH2,在乙烯分子中,每个碳原子与2个氢原子形成2个σ键,2个碳原子之间形成1个σ键和1个π键,所以乙烯分子中共有5个σ键和1个π键。
(3)乙炔的化学键
乙炔的结构简式是
,在乙炔分子中,每个碳原子与1个氢原子形成1个σ键,2个碳原子之间形成1个σ键和2个π键,所以乙炔分子中共有3个σ键和2个π键。
(4)苯的化学键
苯的结构简式是
或
。
苯分子中的6个碳原子都以σ键与氢原子结合,每个碳原子以两个σ键与其他碳原子形成环状结构,同时,每个碳原子各有一个垂直于分子平面的p轨道,形成了一个以6个碳原子为中心的π键(称为“大π键”)。
苯的这种结构,使任意两个相邻碳原子间形成的共价键的键能和核间距完全相同。
下列说法正确的是
A.离子化合物中不可能存在共价键
B.干冰溶于水时有共价键生成
C.σ键和π键都只能存在于共价分子中
D.除H2、X2(X为F、Cl、Br、I)和稀有气体外,其他非金属单质中都存在π键
【解析】离子化合物NH4Cl中除含有离子键外还含有共价键,A项错误;
干冰溶于水生成化合物H2CO3,有H—O键等生成,B项正确;
离子化合物Na2O2中存在O—Oσ键,离子化合物CaC2中存在C≡C键,含有2个π键,C项错误;
P4、金刚石等非金属单质中,都只存在单键(即σ键),D项错误。
【答案】B
【易错诊断】对离子化合物中也可能存在σ键和π键,原子间成键时首先形成σ键,稀有气体中不存在化学键,P4等非金属单质中不存在π键等知识认识不清楚,不能正确认识σ键、π键的形成和存在导致出错。
三、键参数对分子结构和性质的影响
1.掌握键参数对键的强弱影响:
共价键的键能越大,共价键越牢固,破坏共价键消耗的能量越多;
共价键的键长越短,共价键越牢固,破坏共价键消耗的能量越多,分子越稳定。
2.键角是判断分子立体构型的重要因素之一,如CO2为直线形;
CH4、CCl4、SiH4等为正四面体形;
NH3、NCl3为三角锥形;
H2O、H2S为V形。
3.键长和键能是衡量共价键强弱的物理量,分子被破坏时,断键的部位与键的强度有关。
A.分子的结构是由键角决定的
B.共价键的键能越大,共价键越牢固,由该键形成的分子越稳定
C.CF4、CCl4、CBr4、CI4中C—X(X=F、Cl、Br、I)键的键长、键角均相等
D.H2O分子中两个O—H键的键角为180°
【解析】分子的结构是由键参数——键角、键长决定的,故A项错误;
由于F、Cl、Br、I的原子半径不同,故C—X键的键长不相等,C项错误;
H2O的分子结构为V形,键角不为180°
,D项错误。
好题
1.关于键长、键能和键角,下列说法错误的是
A.键角是描述分子立体结构的重要参数
B.键长是形成共价键的两原子间的核间距
C.键能越大,键长越长,共价化合物越稳定
D.键角的大小与键长、键能的大小无关
2.下列关于共价键的说法错误的是
A.原子之间通过共用电子对所形成的化学键叫共价键
B.电负性相同或差值小的非金属原子之间形成的化学键为共价键
C.HCl中Cl显−1价是因为共用电子对只在氯原子周围运动
D.H2O分子中有两个O—H共价键
3.关于σ键和π键的比较,下列说法不正确的是
A.σ键是轴对称的,π键是镜面对称的
B.σ键是“头碰头”式重叠,π键是“肩并肩”式重叠
C.σ键不能断裂,π键容易断裂
D.氢原子只能形成σ键,氧原子可以形成σ键和π键
4.下列事实不能用键能的大小来解释的是
A.氮元素的电负性较大,但N2的化学性质很稳定
B.稀有气体一般难发生反应
C.HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱
D.F2比O2更容易与H2反应
5.下列说法中正确的是
A.在气体单质分子中,一定含有σ键,可能含有π键
B.烯烃比烷烃的化学性质活泼是由于烷烃中只含有σ键,而烯烃含有π键
C.等电子体结构相似,化学性质相同
D.共价键的方向性决定了原子在形成分子时相互结合的数量关系
6.下列反应中,有机物化学键的断裂只涉及π键断裂的是
A.CH4的燃烧
B.C2H4的加成反应
C.CH4与Cl2的取代反应
D.C2H4被酸性KMnO4溶液氧化
7.已知乙醇的结构式为
,则可判断乙醇分子内不存在的是
A.离子键B.极性键C.非极性键D.分子间作用力
8.已知某些共价键的键能、键长数据如表所示:
共价键
Cl—Cl
Br—Br
I—I
H—F
H—Cl
H—Br
H—I
H—O
键能(kJ·
mol−1)
242.7
193.7
152.7
568
431.8
366
298.7
462.8
键长(pm)
198
228
267
96
C—C
C=C
C—H
N—H
N=O
O—O
O=O
347.7
615
812
413.4
390.8
607
142
497.3
154
133
120
109
101
(1)下列推断正确的是____________(填字母,下同)。
A.稳定性:
HI
B.氧化性:
I2>
Br2>
Cl2
C.沸点:
H2O>
NH3
D.还原性:
HI>
HF
(2)在HX(X=F、Cl、Br、I)分子中,键长最短的是____________,最长的是____________;
O—O键的键长____________(填“大于”“小于”或“等于”)O=O键的键长。
真题
9.下列分子中键角最大的是
A.CH4B.NH3C.H2OD.CO2
10.下列有关化学键类型的判断正确的是
A.全部由非金属元素组成的化合物中肯定不存在离子键
B.所有物质中都存在化学键
C.已知乙炔的结构式为H—C≡C—H,则乙炔分子中存在2个σ键(C—H)和3个π键(C≡C)
D.乙烷分子中只存在σ键,即6个C—H键和1个C—C键都为σ键,不存在π键
11.有以下物质:
①HF,②Cl2,③H2O,④N2,⑤C2H4,⑥C2H6,⑦H2,⑧H2O2,⑨HCN(H—C≡N)。
(1)含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的是______;
(2)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______;
(3)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______。
12.1919年,Langmuir提出等电子原理:
原子数相同、电子总数相同的分子,互称为等电子体。
等电子体的结构相似、物理性质相近。
(1)根据上述原理,仅由第二周期元素组成的共价分子中,互为等电子体的是_____