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第 05 讲 共价键
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知识精讲
知识点一：
一、共价键
1．共价键的概念和特征
原子间通过 所形成的相互作用。
微点拨
共价键的方向性决定了分子的立体构型，并不是所有共价键都具有方向性，如两个 s电子形成共价
键时就没有方向性。
2．共价键的类型(按成键原子的原子轨道重叠方式分类)
(1)σ键
形成 由成键原子的s轨道或p轨道“头碰头”重叠形成
ss型
类型
sp型
pp型以形成化学键的两原子核的 为轴做旋转操作，共价键的电子云的图形
特征
，这种特征称为
(2)π键
形成 由两个原子的p轨道“ ”重叠形成
pp π键
π键的电子云形状与σ键的电子云形状有明显差别：每个π键的电子云由两块
特征 组成，它们互为 ，这种特征称为 ；π键 旋转；不如σ键 ，
较易
(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，另一个是 键；共价三键由一个 键和两个 键构成。
【即学即练1】
1．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．CH -CH 、CH =CH 、CH≡CH中的σ 键都是C-C键，所以键能都相同
3 3 2 2
2．下列分子中既含 键，又含 键的是
A．① B．② C．③ D．④
3．下列物质中含有非极性共价键的是
A． B． C． D．
知识点二：
二、键参数——键能、键长与键角
1．键能
(1)键能是指 中1 mol化学键解离成 所吸收的能量。键能的单位是 。键能通常
是 条件下的标准值。例如，H—H的键能为436.0 kJ·mol—1。
(2)下表中是H—X的键能数据共价键 H—F H—Cl H—Br H—I
键能/(kJ·mol－1) 568 431.8 366 298.7
①若使2 mol H—Cl断裂为气态原子，则发生的能量变化是 。
②表中共价键最难断裂的是 ，最易断裂的是 。
③由表中键能数据大小说明键能与分子稳定性的关系：HF、HCl、HBr、HI的键能依次 ，说明四种分
子的稳定性依次 ，即HF分子最稳定，最 分解，HI分子最不稳定，最 分解。
2．键长
(1)键长是构成化学键的两个原子的 ，因此 决定化学键的键长， 越小，共
价键的键长越短。
(2)键长与共价键的稳定性之间的关系：共价键的键长越短，往往键能越 ，表明共价键越 。
(3)下列三种分子中：①H、②Cl、③Br ，共价键的键长最长的是 (填序号，下同)，键能最大的是 。
2 2 2
3．键角
(1)键角是指 。在多原子分子中的键角是一定的，这表明共价键
具有 性。键角是描述分子 的重要参数。
(2)根据空间结构填写下列分子的键角：
分子空间结构 键角 实例
正四面体形 CH、CCl
4 4
平面形 苯、乙烯、BF
3
三角锥形 NH
3
V形(或角形) HO
2
直线形 CO、CS、CH≡CH
2 2
【即学即练2】
1．现代无机化学对硫一氮化合物的研究是最为活跃的领域之一。如图是已经合成的最著名的硫一氮化合
物的分子结构。下列说法正确的是
A．该物质的分子式为SN
B．该物质的分子中既含有极性键又含有非极性键
C．分子中所有共价键的键长一定相等
D．该物质与化合物 互为同素异形体
2．键长是描述共价键的物理量之一，下列各项中的距离属于键长的是A．水分子中两个氢原子核之间的距离
B．氯气分子中两个氯原子核之间的距离
C．氩气中两个相邻氩原子核间的距离
D． 分子中两个氧原子核之间的距离
3．能说明 分子中的4个原子在同一平面的理由是
A． 键之间的夹角为 B． 键为 键
C．3个 键的键能相同 D．3个 键的键长相等
4．下列有关共价键的键参数的说法不正确的是
A． 、 、 分子中的键角依次增大
B．HF、 、 分子中的键长依次增长
C． 、 、 分子中的键能依次减小
D．分子中共价键的键能越大，分子的熔、沸点越高
易错精析
1．为什么两个氢原子形成氢分子，两个氯原子形成氯分子，而不是3个或4个呢？为什么1个氢原子和1
个氯原子结合成氯化氢分子，而不是以其他的原子个数比相结合呢？
【细剖精析】
2．氮元素和氯元素的电负性相同，二者对应单质的活泼性是否相同？
【细剖精析】
3．N 与H 在常温下很难发生化学反应，必须在高温下才能发生化学反应，而Cl 与H 很容易发生化学反
2 2 2 2
应，为什么？
【细剖精析】
4．你能比较出HF、HCl、HBr、HI稳定性大小吗？
【细剖精析】
5．如何判断原子成键时电子云的重叠方式？
【细剖精析】
6．乙烷、乙烯和乙炔分子中的共价键分别由几个σ键和几个π键组成？【细剖精析】
能力拓展
1．共价键的特征
(1)共价键的饱和性
①按照共价键的共用电子对理论，一个原子有几个未成对电子，便可和几个自旋状态相反的电子配对成键，
这就是共价键的饱和性。
②用电子排布图表示HF分子中共用电子对的形成如下：
③由以上分析可知，F原子与H原子间只能形成1个共价键，所形成的简单化合物为HF而不是HF。同理，
2
H原子、F原子分别只能形成H、F，不能形成H、F。
2 2 3 3
④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。
(2)共价键的方向性
共价键形成时，两个参与成键的原子轨道总是尽可能沿着电子出现概率最大的方向重叠，而且原子轨道重
叠越多，电子在两核间出现的概率越大，形成的共价键就越牢固。电子所在的原子轨道都有一定的形状，
所以要达到最大重叠，共价键必然有方向性。
共价键的方向性决定了分子的空间结构，并不是所有共价键都具有方向性，如两个s轨道上的电子形成的
共价键就没有方向性。
2．σ键与π键的比较
共价键类型 σ键 π键
电子云重叠方式 沿键轴方向相对重叠 沿键轴方向平行重叠
电子云重叠部位 两原子核之间，在键轴处 键轴上方和下方，键轴处为零
电子云重叠程度 大 小示意图
键的强度 较大 较小
化学活泼性 不活泼 活泼
共价单键是σ键；共价双键中一个是σ键，一个是π键；共价三键中一个
成键规律
是σ键，两个是π键
3．对于σ键和π键应特别注意的问题
(1)s轨道与s轨道形成σ键时，电子并不是只在两核间运动，只是电子在两核间出现的概率大。
(2)因s轨道是球形的，故s轨道与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。
4．共价键参数的应用
(1)键能的应用
①表示共价键的强弱
键能越大，断开化学键时需要的能量越多，化学键越稳定。
②判断分子的稳定性
结构相似的分子中，共价键的键能越大，分子越稳定。
③判断化学反应的能量变化
在化学反应中，旧化学键的断裂吸收能量，新化学键的形成释放能量，因此反应焓变与键能的关系为ΔH
＝反应物键能总和－生成物键能总和；ΔH＜0时，为放热反应；ΔH＞0时，为吸热反应。
(2)键长的应用
①一般键长越短，键能越大，共价键越稳定，分子越稳定。
②键长的比较方法
a．根据原子半径比较，同类型的共价键，成键原子的原子半径越小，键长越短。
b．根据共用电子对数比较，相同的两个原子间形成共价键时，单键键长＞双键键长＞三键键长。
(3)键角的应用
①键长和键角决定分子的空间结构。
②常见分子的键角与分子空间结构
化学式 结构式 键角 空间结构
CO O===C===O 180° 直线形
2
NH 107° 三角锥形
3
HO 105° V形
2BF 120° 平面三角形
3
CH 109°28′ 正四面体形
4
5．共价键强弱的判断
(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。
(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大。
(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大。
(4)由电负性判断：元素的电负性越大，该元素的原子对共用电子对的吸引力越大，形成的共价键越稳定。
分层提分
题组A 基础过关练
1．下列物质中，既有离子键，又有极性共价键的是
A．KCl B．NH Cl C．H O D．Na O
4 2 2 2
2．下表物质与其所含化学键类型、所属化合物类型完全正确的一组是( )
A B C D
选项
物质 MgCl CO HCl NaOH
2 2
化学键类型 离子键、共价键 共价键 离子键 离子键
化合物类型 离子化合物 共价化合物 离子化合物 离子化合物
A．A B．B C．C D．D
3．下列变化过程中，只破坏共价键的是
A．I 升华 B．NaCl熔化
2
C．从NH HCO 中闻到了刺激性气味 D．HCl溶于水得盐酸
4 3
4．下列过程没有发生化学键变化的是
A．生石灰投入水中 B．Cl 通入水中
2C．冰融化成水 D．高锰酸钾固体受热分解
5．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
6．根据表列出的各化学键的键能数据，判断如下分子中最稳定的是
化学键 H-H H-Cl H-I Cl-Cl Br-Br
键能(kJ/mol) 436 431 299 247 193
A．Cl B．HCl C．Br D．H
2 2 2
7．下列说法中不正确的是（ ）
A．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．N 分子中有一个σ键，2个π键
2
8．下列分子中，既含有σ键，又含有π键的是( )
A．CH B．HCl C．CH ===CH D．F
4 2 2 2
题组B 能力提升练
1．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．CH -CH 、CH =CH 、CH≡CH中的σ 键都是C-C键，所以键能都相同
3 3 2 2
2．下列模型分别表示 、 、 的结构，其中说法正确的是A． 分子中含有 键
B． 是由非极性键构成的分子
C． 分子中有 键和 键
D． 分子中不含非极性键
3．下列说法中正确的是
A．NH 分子中有一对未成键的孤电子对，它对成键电子的排斥作用较强
3
B．P 和CH 都是正四面体型分子且键角都为109.5°
4 4
C．NH 的电子式为 ，离子呈平面正方形结构
D．NO 、BF 、NCl 分子中没有一个分子中原子的最外层电子都满足了8电子稳定结构
2 3 3
4．下列物质的变化过程中，化学键没有被破坏的是
A．碘升华 B．氯化钠受热熔化
C．金属汞汽化 D．氯化氢溶于水
5．下列叙述中，不正确的是
A．含有共价键的物质一定是共价化合物 B．H O 中既含有极性键又含有非极性键
2 2
C．CaO和NaCl晶体熔化时要破坏离子键 D．H SO 在熔融态不导电，属于分子晶体
2 4
6．关于有机化合物中的共价键下列说法中，不正确的是
A．有机化合物的共价键有两种基本类型：σ键和π键
B．不同成键原子间电负性差异越大，共用电子对偏移的程度越大，共价键在反应中越容易发生断裂
C．乙醇分子中碳氧链极性较强，所以在与钠反应时会断裂碳氧键
D．相对无机反应，有机反应一般反应速率慢，副反应多，产物复杂
7．下列有关说法不正确的是A． 、 、 分子中的键角依次增大
B． 、 、 分子中的键长依次增大
C． 、 、 分子中的键能依次减小
D． 、 、 分子的稳定性依次减弱
8．人们常用HX表示卤化氢(x代表F、Cl、Br、I)，下列说法中，正确的是
A．HX中共价键的电子云是轴对称的 B．H-F形成的是p-pσ键
C．H-F的键长是H-X中最长的 D．H-F的键能是H-X中最小的
9．下列关于化学键的说法，认识错误的有几个
①s-s σ键与s-p σ键的电子云对称性不同
② 键不能单独存在，一定要和 键共存
③含有 键的化合物与只含 键的化合物的化学性质不同
④两个非金属元素的原子之间形成的化学键都是共价键
⑤分子中含有共价键，则一定只含有一个 键
⑥成键的原子间原子轨道重叠越多，共价键越牢固
⑦1个N原子最多只能与3个H原子结合形成NH 分子，是由共价键的饱和性决定的
3
A．1个 B．2个 C．3个 D．4个
10．下列说法中正确的是
A．分子中键能越大，键长越短，则分子越稳定
B．只有非金属原子之间才能形成共价键
C．水分子可表示为H—O—H，分子中键角为180°
D．H—O键键能为463 kJ·mol－1，即18 g水分子生成H 和O 时，放出的能量为(2×463) kJ
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