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2.1共价键(精讲)概念拆开hn哄价健所吸收的能量(或形成hn哄价键所释放的能量)叫做键能单位kJmoH取正值共价键的键能越大,共价键就越不容易断裂,成键原子间的结合就意义越牢固结构相似的分子,键能越大,分子越稳定两个成键原子的核间距离叫做该化学键的键长(近似等于成健两原子概念半径之和)单位pnilpm=10-:ni意义键长越短,往往键能越大,共价键越牢固,形成的物质越趋定概念多原子分子中的两个共价键之间的夹角多原子分子的键角一定,表明共价键具有方向性键角是描述分子意义立体结构的重要参数,分子的许多性质都与键角有关键角健参数对物质性质的影响键能、键长=键角一叫好的黯性望的空间名分子的性质01/13【解析】A.CHr、C2H八CO2分子的立体构型分别为正四面体、平面形和直线形所以键角分别为
109.5\
120、180A正确;B.卤族元素原子半径从上到下依次增大,所以与H原子形成的键长依次增大,B正确;C.同族元素中原子半径从上到下依次增大,氢化物的键长依次增大,键能依次减弱,稳定性依次降低,C正确;D.分子中共价键的键能越大,越稳定,即分子稳定性越好,D错误;故选Do考点四综合运用【例4】2022秋•四川绵阳•高二四川省绵阳第一中学校考阶段练习化学键的键能是指气态基态原子间形成Imol化学键时释放的最低能量如:Hg+lgH-lg+297kJ即H-I键的键能为297kJ/mol也可以理解为破坏ImolH-l键需要吸收297kJ的热量化学反应的发生可以看成旧化学键的破坏和新化学键的形成下表是■些键能数据单位kJ/mol阅读上述信息,回答下列问题⑴根据表中数据判断CC1的稳定性填“大于”或“小于”CF4的稳定性试预测C-Br键的键能范围:C-Br键键能2结合表中数据和热化学方程式H2g+Cl2g=2HClgAH=QkJ/mol该反应是反应填“放热”或者“吸热”则热化学方程式中Q的值为o3由表中数据能否得出这样的结论半径越小的原子形成的共价键越牢固即键能越大填“能或“不能”【答案】⑴?小于218AJ/mol330V/mol2放热?-185⑶能【解析】1化学键键能越强,断开化学键所要吸收的能量越大,该化合物稳定性越高,由表中数据可得CCL稳定性弱于CF4原子半径越小,生成的共价键键能越大,卤族元素F、CLBr.I电子层数依次增加,半径依次增大,Br的半径介于C1与I之间,则C-Br键能也介于C-C1和C-I之间;2反应物断裂化学键吸收能量,生成物生成化学键放出能量,可得10/13△〃=ZE过(反应物)-zEij{(生成物)=436kJmor1+243kJmol1-2x432kJ•mo『=-185kJ•反应为放热反应;
(3)由表中数据可得,半径越小的原子生成的化学键键能越大【一隅三反】
1.(2022・高二课时练习)已知键能、键长部分数据如下表
(1)下列推断正确的是(填字母)A.稳定性HFHClHBrHIB.氧化性:I2Br2Cl211/13c.沸点:H2oNH3D.还原性HIHBrHClHF
(2)下列有关推断正确的是(填字母)A.同种元素形成的共价键,稳定性三键双键〉单键B.同种元素形成双键键能一定小于单键的2倍C.键长越短,键能一定越大
(3)在表中所给HX(X为卤族元素)分子中,键长最短的是最长的是:0-0键的键长(填“大于”“小于”或“等于)0=0键的键长【答案】(l)ACD⑵A
(3)HFHI大于【解析】
(1)A.根据表中数据,同主族元素气态氢化物的键能从上至下逐渐减小,稳定性逐渐减弱,A正确;B.由原子结构知,氯气、澳单质、碘单质的氧化性逐渐减弱,B错误;C.影响水和氨气沸点的主要因素是分子间存在氢键,由于水分子间氢键比氨分子间氢键作用较强,导致沸点H0NH3C正确;D.还原性与失电子能力有关,还原性D止确;故选ACD
(2)A.由碳碳键的数据知,键能C-C〈C=CC三C键能越大越稳定,A正确;B.由OQ键、0=0键的键能知,同种元素形成双健键能不一定小于单键的2倍,B错误;C.C-H键的键长大于N-H键的键长,但是N-H键的键能反而较小,C错误;故选Ao
(3)键能越大,键长越短,所以HX分子中,键长最短的是HF最长的是HI;相同原子形成的共价键,共用电子对越多,键长越短,故°-键的键长大于0=0键的键长,故答案为HF;HI;大于
2.(2021秋•山东潍坊•高二校考阶段练习)1932年美国化学家鲍林首先提出了电负性(用x表示)的概念表中是某些短周期元素的x值12/131表格元索中,第一电离能最小的元素的基态原子电子排布式为—2通过分析x值变化规律,确定N元素x值范围xN3笫一电离能大小MgAl填“大于”“小于”4S元素和C1元素基态原子核外未成对电子数之比为—o5某有机化合物结构中含S-N键,其共用电子对偏向—写原子名称6经验规律告诉我们当成键的两原子相应元素的x差值Ax
1.7时,一般为离子键,当AxVl/Z时,一般为共价键试推断A1B门中化学键类型是o【答案】lls22s22P63sl或[Ne]3s
122.55xN
3.443大于4215氮原子6共价键【解析】1元素的金属性越强,其电负性越小,第一电离能也越小在上述表格中元素的电负性最小的元素是Na元索,故Na元索的第一电离能最小根据构造原理可知11号Na元素的原子核外电子排布式是Is22s22P63sl或[Ne]3s2根据表格数据可知同一周期元素从左到右,元素的电负性逐渐增大,同一主族元素随原子核外电子层数的增多,元素的电负性逐渐减小,则N元素的电负性大小介于
2.55-
3.44之间,即
2.55xN
3.44;3一般情况下同一周期元素的第一电离能呈增大趋势但当元素处于第HA、第VA的全充满、半充满的稳定状态时,其第一电离能大于同一周期相邻元素所以第一电离能大小关系为MgAl4S是16号元素,原子核外电子排布式是Is22s22P63s22P3未成对电子式是2个;C1是17号元素,原子核外电子排布式是Is22s22P63s22P5未成对电子式是1个,则S元素和C1元素基态原子核外未成对电子数之比为21;5元素的非金属性越强,其形成共价键时吸引电子能力就越强某有机化合物结构中含S-N键,其共用电子对偏向吸引电子能力强的氮原子;6经验规律告诉我们当成键的两原子相应元素的电负性x差值时,一般为离子键;当AxVL7时,一般为共价键由于A1元素的电负性x=
1.61Br元素的电负性小于Q元素的电负性XV
3.16则A1B门中△xV
3.16-
1.61=L45L45V17所以A1B门中化学键类型是共价键13/13」嬴■二原子间通型用电子对娜成的相互作用」叫做共价键
①用电子式表示用小黑点(或X)表示最外层电子表法彳
②用结构式表示,用一根短线来表示一对共用电子对
①同种或不同种非金属元案的原子的结合嬴味件电负性差值小于1的金属元素和m藤氤素之间原子间通过原子轨道重叠产生的强烈作用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,便可和几个自旋相反的电子配对成键,形成几条共价饱和性键,这就是共价键的“饱和性”根据原子轨道最大重叠原理,在形成共价键时,原子总是尽可能沿方向性着原子轨道最大重叠的方向成键轨道重叠越多,共价键越趋定按共用电子对的数目分为二单键、双键卡键按共用电子对是否偏移分为〕极性键、非极性键按轨道重叠方式不同可分为G键和建02/13考点一共价键的形成与特征考点二共价键类型的判断共价键—一考点三键终数及其应用考点四综合运用[~~考点一共价键的形成与特征【例1・1】(2021•全国•高一课时练习)在共价化合物中,化合价有正负的原因是A.有金属元素存在B.有电子得失C.有共用电子对偏移D.既有电子得失,又有共用电子对偏移【答案】C【解析】共价化合物中,以共用电子对形成化学键,但原子吸引电子对的能力不同,共用电子对发生偏移,则元素的化合价有正负,而不存在电子得失及金属元素的问题故选C【例1-2](2022陕西)下列说法正确的是
①共价键的特征是具有饱和性和方向性
②共价化合物中一定含共价键,一定不含离子键
③H2O的非直线结构是由共价键的饱和性决定的
④分子中不一定存在共价键
⑤烯蜂比烷夕仝的化学性质活泼是由于烷燃中的键比烯崎中的o键稳定A.®®®B.
④⑤C.
②③④D.
①③⑤【答案】A【解析】
①因为原子的未成对电子一旦配对成键,就不再与其他原子的未成对电子配对成键了,这是共价键的饱和性,形成共价键时,原子轨道重叠的程度越大越稳定,为了达到原子轨道的最大重叠程度,成键的方向与原子轨道的伸展方向一致,这是共价键的方向性,则共价键的特征是具有饱和性和方向性,故
①正确;
②含有离子键的化合物为离子化合物,所以共价化合物中不含离子键,一定含共价键,故
②正确;03/13
③HQ的非直线结构是由共价键的方向性决定的,故
③错误;
④稀有气体分子是单原子分子,稀有气体分子中没有共价键,故
④正确;
⑤烯焰比烷烧活泼是因为烯慌中的冗键键能小,容易断裂,比较活泼,故
⑤错误;由上分析,
①©
④正确答案为A【一隅三反】(2022江苏)下列关于化合物的说法正确的是A.只含有共价键的物质一定是共价化合物B.由两种原子组成的纯净物一定是化合物C.共价化合物熔化时破坏共价键D.熔融状态下不导电的化合物一定是共价化合物【答案】D【解析】A.只含有共价键的物质也可能是单质,A错误;B.由两种原子组成的纯净物也可能是单质,如HDB错误;C.大部分共价化合物熔化时不破坏共价键,如冰融化破坏分子间作用力,C错误;D.熔融状态下不导电的化合物一定是共价化合物,D正确;故选D(2022重庆)下列关于共价键的叙述中,不正确的是A.由不同元素的原子形成的共价键•定是极性键B.由同种元素的两个原子形成的双原子分子中的共价键一定是非极性键C.化合物中不可能含有非极性键D.当氧原子与氟原子形成共价键时,共用电子偏向氟原子一方【答案】C【解析】A.不同元素的原子吸引电子的能力不同,形成极性键,A正确;B.同种元素的原子形成的双原子分子中,两原子吸引电子的能力相同,形成非极性键,B正确;C.某些化合物中,如Na、也2中均含有非极性键,C错误;D.氟原子吸引电子的能力强于氧原子,二者成键时共用电子偏向氟原子,D正确;答案选C3(2021・全国•高二课时练习)共价键具有饱和性和方向性,下列有关叙述中,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.共价键的方向性是由成键原子轨道的方向性决定的C.共价键的方向性决定了分子的空间结构D.所有共价键都具有方向性04/13【答案】D【解析】A.一般地,原子的未成对电子一旦配对成键,就不再与其他原子的未成对电子配对成键,故成键原子的未成对电子数决定了该原子形成的共价键数量,即饱和性,A项正确;B.形成共价键时,为了达到原子轨道的最大重叠程度,成键的方向与原子轨道的伸展方向就存在着必然的联系,则共价键的方向性是由成键原子轨道的方向性决定的,B项正确C.共价键的方向性决定了所形成分子的空间结构,C项正确D.由于s轨道是球形对称的,故两个s轨道重叠形成的共价键无方向性,D项错误;故本题选D考点二共价键的类型【例2・1】(2023吉林)下列有关键和兀键的说法错误的是A.在某些分子中,化学键可能只有兀键而没有键B.当原子形成分子时,首先形成键,可能形成兀键C.o键的特征是轴对称,兀键的特征是镜面对称D.含有几键的分子在反应时,兀健是化学反应的积极参与者【答案】A【解析】A.共价键中一定含键,则在分子中,化学键可能只有键,而没有兀键,A错误;B.原子形成分子,优先头碰头重叠,则先形成键,可能形成冗键,B正确;C.键是“头碰头”重叠形成,可沿键轴自由旋转,为轴对称;而兀键是由两个p电子肩并肩’重叠形成,重叠程度小,为镜像对称,C正确;D.兀键不稳定,易断裂,则含有九键的分子在反应时,兀键是化学反应的积极参与者,D正确故选Aa【例2・2】(2022秋•广东广州•高二执信中学校考期中)下列分子中含兀键的是A.CH4B.C2H4C.C2H5CID.CH3CH2OH【答案】B【解析】A.甲烷只含C-H键,均为键,选项A错误;B.乙烯含碳碳双键,含1个键和1个兀键,选项B正确;C.氯乙烷中含C・C键、C・H键、C・Q键,均为键,选项C错误;D.乙醉中含C・C键、C・H键、C・O键、O・H键,均为o键,选项D错误;答案选B【一隅三反】(2023•天津南开•高二天津市天津中学校考期末)下列分子中既含有键乂含有兀键的是05/13
①H
②H20
③N2@CH2C12
⑤C2HA.
①②③B.
④⑤C.
③⑤D.
①③⑤【答案】C【解析】
①H2中只有1个键;
②H0中只有2个键;
③N2的结构式为N^N含1个键和2个兀键;
④CH2cL是二氯甲烷,可以看做是甲烷中的两个氢原子被两个氯原子取代,只有单犍,则只有键;
⑤C2H2的结构式为H-C三C・H含有单键和三键,则既有键,又有兀键,所以
③⑤中既有键又含有兀键,故答案选C(2023河北邢台•高二邢台市第二中学校考期末)下列关于键和兀键的说法中错误的是A.S-SG键与S-P健的电子云形状的对称性相同B.所有的犍的强度都比九键的大C.H原子只能形成键而O原子可以形成键和兀键D.在H2O2中只有键没有兀键【答案】B【解析】A.s能级电子云是球形,p能级电子云是哑铃形,但s-so键与s-po键的对称性相同,均为轴对称,A正确;B.在N2中,键的强度比冗键的小,B错误;C.氢原子的S轨道只能形成头碰头的o键,氧原子的p轨道可以形成头碰头的键和肩并肩的兀键,C正确;D.H2O2分子中只有单键,则只有键没有几键,D正确;故选Bo(2021・高二课时练习)下列分子中存在九键的是H2B.NH3C.N2D.HC1【答案】C【解析】根据单键均为键,双键为一个键一个兀键,三键为一个键2个兀键,据此分析解题A.山中只存在H-H单键,故不存在兀键,A不符合题意;NH3中只存在N-H单键,故不存在冗健,B不符合题意;N2中只存在N三N三键,为一个o键2个兀键,C符合题意;HC1中只存在H-Q单键,故不存在兀键,D不符合题意;故选Co考点三键参数及其应用【例3-1](2022天津)下列关于键长、键角和键能的说法中,不正确的是06/13A.键角是描述分子立体结构的重要参数B.健长的大小与成键原子的半径和成键数目有关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【答案】C【解析】A.键角是描述分子立体结构的重要参数,如CO中的2个C=0键的夹角为180,故分子为直线形分子,A正确;B.键长的大小与成键原子的半径有关,如C1原子半径小于I原子半径,Q-CI键的键长小于键的键氏此外,键长还和成键数目有关,成键数目越多,键长越短,B正确C.键能越大,键长越短,共价键越强,共价化合物越稳定,C错误;D.键角的大小取决于成键原子轨道的夹角,与键长、键能的大小无关,D正确;答案选C【例3-2](2022山西)关于键长、键能和键角,下列说法中不正确的是A.键角是描述分子立体结构的重要参数B.键长的大小与成键原子的半径和成键数H有关C.因为O-H键的键能小于H-F键的键能,所以
02、Fz与H2反应的能力逐渐增强D.C=C键的键能等于C-C键键能的2倍【答案】D【解析】A.键角分子中两个共价键之间的夹角,是描述分子立体结构的重要参数,故A正确;B.影响键长的因素有参与成键的原子半径、成键原子的周围环境,与成键原子的半径和成键数目有关故B正确;C.H-0键的键能小于H・F键的键能,则稳定性HFAHzO所以O
2、F与H反应的能力逐渐增强,故C正确D.碳碳双键中一个是兀键,一个是键,碳碳单键是键,C=C的键能小于C-C的键能的2倍,故D错误答案选D【例3-3](2022秋•重庆沙坪坝•高二重庆一中校考期中)下列与键参数有关的说法中错误的是A.键角CO2CH4HONH3B.键长Si-HP-HS-HCl-HC.健能E(H-F)E(H-CI)E(H-Br)E(H-I)D.结构相似的分子,共价键的键能越大,分子通常越稳定07/13【答案】A【解析】A.CO2为直线型,键角为180,CH4为正四面体型,键角为10928,,比0的中心原子形成2个键,O原子上的孤电子对数=a浣=2VSEPR模型为四面体型,NH3的中心原子形成3个键,N原子5-3x1上的孤电子对数=专」=1VSEPR模型为四面体型,因排斥力孤电子对-孤电子对〉孤电子对-成犍电子对成键电子对-成键电子对,因此键角CO2CH4NH2O故A项错误;B.同周期元素从左至右原子半径逐渐减小,因此键长Si-HP-HS-HCl-H故B项正确;C.同主族元素从上至下原子半径逐渐增大,因此键长H-FH-C1H-BKH-I而键长越短,键能越大,因此键能£H-FFH-ClFH-BrEH-I故C项正确;D.结构相似的分子,共价键的键能越大,共价键越难断裂,分子通常越稳定,故D项正确;综上所述,错误的是A项【一隅三反】2022春•陕西西安•高二统考期末关于键长、键能和键角,下列说法不正确的是A.键长越长,键能越大,共价化合物越稳定B.通过反应物和生成物分子中键能数据可以粗略预测反应热的大小C.键角是确定多分子立体结构的重要参数D.同种原子间形成的共价键键长三键〈双键〈单键【答案】A【解析】A.键长越长,键能越小,共价化合物越不稳定,键能越大,犍长越短,共价化合物越稳定,故A错误;B.反应热=反应物的总键能-生成物的总键能,则通过反应物和生成物分子中键能数据可以粗略预测反应热的大小,故B正确;C.键长和键角常被用来描述分子的空间构型,键角是描述分子立体结构的重要参数,故C正确;D.原子间键能越大,核间距越小,键长越短,键能的•般关系为:三键〉双键〉单键,则键长:三键〈双键单键,故D正确;故答案选Ao2022・全国•高三专题练习关于键长、键能和键角,下列说法中错误的是A.C=C键等于C-C键键能的2倍B.键长的大小与成键原子的半径和成犍数目有美C.键角是描述分子立体结构的重要参数08/13D.因为0-H键的键能小于H-F键的键能,所以O”F与比反应的能力逐渐增强【答案】A【解析】A.碳碳双键中一个是兀键,一个是o键,碳碳单键是键,兀键的强度一般小于键,所以C=C键小于C・C键键能的2倍,A错误;B.影响键长的因素有参与成键的原子半径、成键原子的周围环境,即与成键原子的半径和成键数目有关,B正确;C.键角是描述分子立体结构的重要参数,是描述分子立体结构的重要参数,C正确;D.H-0键的键能小于H-F键的键能,则稳定性HFH20则F2与H2更容易反应,即O
2、F2与H反应的能力逐渐增强,D正确;综上所述答案为A(2022春•甘肃兰州•高二兰州一中校考阶段练习)键长、键角和键能是描述共价键的三个重要参数,下列叙述错误的是A.键能是衡量化学键稳定性的参数之一,键能越大,则化学健就越牢固B.键长与共价键的稳定性没有关系C.键角是描述分子空间结构的重要参数D.一般来说,原子半径越小的原子形成的共价键键长越短【答案】B【解析】A.键能指气态基态原子形成Imol化学键释放的最低能量,键能越大,意味着化学键越稳定,越不容易被打断,A正确;B.键长是形成共价键的两个原子之间的核间距,键长越短,往往键能越大,共价键越稳定,B错误;C.当物质分子内有多个化学键时,化学键之间的夹角叫键角,它反映了分子内原子的空间分布情况,因此键先是描述分子空间结构的重要参数,C正确;D.共价键的键长是指成键原子之间的核间距,•般来说,原子半径越小的原子形成的共价键键长越短,D正确故选B“(2022春•河南平顶山•高二校考期中)下列有关共价键的键参数的说法不正确的是CH、C2H「CO分子中的键角依次增大HF、HCkHBr分子中的键长依次增长C.
00、HS、HSe分子中的键能依次减小D.分子中共价键的键能越大,分子稳定性越差【答案】D09/13分子空间枸型键角实例正四面体109028CH
4.CCk、NHf260°白璘P」平面型120°苯、乙烯、SOj、BFj三角俸型107018rNHa常见的分子空间构型V型(折线型)10430H O直圾型180°CMCS
2.CH=CHH-HS-SC-C1C-0C1-C1H-SC-IH-0H-C1C-FH-F键能436255330351243339218463432427568共价键键能(kJnwL)键长(Pm)CI-C
1242.7198Br-Br
193.7228I-I
152.7267H-F568H-C
1431.8H-Br366H-I
298.7H-O
462.896C-C
347.7154C=C6151330c812120C-H
413.4109N-H
390.8101N=O607CM31420=
0497.3元素符号LiBeBC0FNaAlSiPSClX值
0.
981.
572.
042.
553.
443.
980.
931.
611.
902.
192.
583.16共价喇形成遂再曲,相立齐据映/软道在两个原广榭W玉叠.息味着电f出现在核间的慨率Jir大.电/帚负电,因向可以』缴飨说,核间电子好比在核硝施一座带负电的桥梁,纪带正电的网个馀制结呼fcf.收执迪相立正要形成其价健共价值类型,键遍示意图1-S型IIH利2“妙色附成淙吨88fst•的附位S-Pste=xc=o^©oH-C1的、p“H的电视P-PScicicicin»SqqC—OOqCI-CI的尸p,,tf的形成原f桃道重叠方式沿怵轴方向相对朦©沿塔物方向平行第通对称方式头有头府井府能否旋转可以旋转不可旋转电子石用台程度大小堆的强度较大较小化学活泼性不活拨百成健燃律共价单健为健;共除双键中有一个健、一代键;共价三馋南一•个馋和两个区姐成.。