第一节 共价键
[目标导航] 1.了解共价键的主要类型σ键和π键，说出σ键和π键的明显差别和一般规律。2.能应用键参数——键能、键长、键角说明简单分子的某些性质。3.理解键能、键长、键角等键参数的概念。4.了解等电子原理、结合实例说明等电子原理的应用。
一、共价键 1．概念和特征
原子间通过共用电子对形成的化学键为共价键。
特征－???→饱和性→决定分子的组成→方向性→决定分子的立体构型
2．类型(按成键原子的原子轨道重叠方式分类) (1)σ键
(2)π键
(3)σ键、π键的存在规律
共价单键为σ键；共价双键中有一个σ键、一个π键；共价三键，由一个σ键和两个π键组成。 【议一议】
1．观察下图乙烷、乙烯和乙炔分子的结构回答：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？
答案 乙烷分子中由7个σ键组成；乙烯分子中由5个σ键和1个π键组成；乙炔分子中由3个σ键和2个π键组成。 二、键参数——键能、键长与键角 1．概念和特点
2.对物质性质的影响
【议一议】
2．N 2、O 2、F 2跟H 2的反应能力依次增强，从键能的角度应如何理解这一化学事实？
答案由教材表2-1中键能的数值可知：H—F>H—O>H—N，而键长：H—F
三、等电子体
1．等电子原理
原子总数相同、价电子总数相同的分子具有相似的结构特征，它们的许多性质是相近的。2．等电子体
满足等电子原理的分子称为等电子体。如CO和N2具有相同的原子总数和相同的价电子总数，属于等电子体，它们的许多性质相似。
【议一议】
3．写出常见的18电子微粒，讨论电子数相同的微粒与等电子体是否相同？
答案电子数相同的微粒是指微粒中所有的电子数之和相同，但微粒中原子的数目不一定相同，如18电子的微粒有S2－、HS－、Cl－、Ar、K＋、Ca2＋、H2S、H2O2、N2H4、C2H6、CH3OH 等。
等电子体是指原子总数相等、价电子总数相同的微粒，其电子总数不一定相同。如N2O 与CO2，其原子数、价电子数、电子总数相等；SO2和O3其原子数相同、价电子数相同，但电子总数SO2为32，O3电子总数为24，显然电子总数不同。
一、共价键的类型——σ键和π键
【例1】下列有关化学键类型的判断不正确的是( )
A．s—s σ键与s—p σ键的对称性不同
B．分子中含有共价键，则至少含有一个σ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
答案 C
解析s—s σ键无方向性，s—p σ键轴对称，A项对；在含有共价键的分子中一定有σ键，可能有π键，如HCl、N2等，B项对。单键都为σ键，乙烷分子结构式为
，其6个C —H 键和1个C —C 键都为σ键，D 项正确；共价双键中有一
个为σ键，另一个为π键，共价三键中有一个为σ键，另外两个为π键，故乙炔(H —C≡C—H)分子中有2个C —H σ键，C ≡C 键中有1个σ键、2个π键，C 项错。 规律总结
1．共价键???????本质：原子之间形成共用电子对（或电子云重叠）
特征：具有方向性和饱和性
成键方式?????σ键――→特征电子云呈轴对称π键―
―→特征电子云呈镜面对称规律????
?共价单键——σ键共价双键——1个σ键、1个π键共价三键——1个σ键、2个π键
2．σ键和π键的比较
变式训练1 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1个σ键 C ．气体单质中，一定有σ键，可能有π键 D ．N 2分子中有1个σ键，2个π键 答案 C
解析 气体单质分子中，可能有σ键，如Cl 2；可能有π键，如N 2；也可能没有化学键，如稀有气体。
二、键参数——键能、键长与键角
【例2】 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目有关
C．C===C键等于C—C键键能的2倍
D．因为O—H键的键能小于H—F键的键能，所以O2、F2与H2反应的能力逐渐增强
答案 C
解析键角是描述分子立体结构的重要参数，如H2O中两个H—O键的键角为105°，故H2O为V形分子，A项正确；键长的大小与成键原子的半径有关，如Cl的原子半径小于I 的原子半径，Cl—Cl键的键长小于I—I键的键长，此外，键长还和成键数目有关，如乙烯分子中C===C键的键长比乙炔分子中C≡C键的键长要大，B项正确；C===C键的键能为615 kJ·mol－1，C—C键的键能为347.7 kJ·mol－1，二者不是2倍的关系，C项错误；O—H键的键能为462.8 kJ·mol－1，H—F键的键能为568 kJ·mol－1，O—H键与H—F 键的键能依次增大，意味着形成这些键时放出的能量依次增大，化学键越来越稳定，O2、F2跟H2反应的能力依次增强，D项正确。
规律总结
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。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。
变式训练2 下列说法中正确的是( )
A．分子中键能越大，键长越长，则分子越稳定
B．元素周期表中的第ⅠA族(除H外)和第ⅦA族元素的原子间可能形成共价键
C．水分子可表示为H—O—H，分子中键角为180°
D．H—O键的键能为467 kJ·mol－1，即18 g H2O分解成H2和O2时，消耗能量为934 kJ 答案 B
解析D项中，H—O键键能为467 kJ·mol－1，指的是气态基态氢原子和氧原子形成1 mol H—O键时释放的最低能量，则拆开1 mol H—O键形成气态氢原子和氧原子所需吸收的能量也为467 kJ，18 g H2O即1 mol H2O中含2 mol H—O键，断开时需吸收934 kJ的能量形成气态氢原子和氧原子，再进一步形成H2和O2时，还需释放出一部分能量，故需
知H—H键和O===O键的键能，D项错误；查表知Li的电负性为1.0，I的电负性为2.5，其差值为1.5<1.7，所以LiI中存在共价键，B项正确。
三、等电子体的判断和应用
【例3】(1)根据等电子原理，仅由第二周期元素组成的共价分子中，互为等电子体的是________和________；________和________。
(2)根据等电子原理，由短周期元素组成的粒子，只要其原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，也可互称等电子体，它们也具有相似的结构特征。在短周期元素组成的物质中，与NO2－互为等电子体的分子有：________。
答案(1)N2CO CO2N2O (2)SO2、O3
解析(1)仅由第二周期元素组成的共价分子中，即C、N、O、F组成的共价分子，如N2与CO价电子总数均为10，CO2与N2O价电子总数均为16个电子。
(2)依题意，只要原子数相同，各原子最外层电子数之和也相同，即可互称等电子体，NO2－为三原子，各原子最外层电子数之和为(5＋6×2＋1)，SO
2、O3也为三原子，各原子最外层电子数之和为6×3＝18。
规律总结
1．判断方法
原子总数相同，价电子总数相同的分子。
2．应用
等电子体的许多性质是相近的，空间构型是相同的。利用等电子体可以：
(1)判断一些简单分子或离子的立体构型；
(2)利用等电子体在性质上的相似性制造新材料；
(3)利用等电子原理针对某物质找等电子体。
3．一些常见的等电子体
二原子10电子的等电子体：N2、CO、CN－、C22－
二原子11电子的等电子体：NO、O2＋
三原子16电子的等电子体：CO2、CS2、N2O、CNO－、N3－
三原子18电子的等电子体：NO2－、O3、SO2
四原子24电子的等电子体：NO3－、CO32－、BF3、SO3(g)
4．等电子体的快速找法
(1)将粒子中的两个原子换成原子序数分别增加n和减少n(n＝1，2等)的原子，如N2与
CO、N3－和CNO－互为等电子体。
(2)将粒子中的一个或几个原子换成原子序数增加(或减少)n的元素带n个单位电荷的阳
离子(或阴离子)，如N2O和N3－互为等电子体。
(3)同主族元素最外层电子数相等，故可将粒子中的元素原子换成同主族元素原子，如
O3和SO2互为等电子体。
变式训练3 1991年，Langmuir提出：“凡原子数与价电子总数均相等的物质，其结构相同，物理性质相近”，称为等电子原理。相应的物质互称为等电子体。化学科学家常用“等电子体”来预测不同物质的结构与性质。例如，CH4与NH4＋有相同的价电子数及空间构型。
请你根据等电子原理在下表空格处填上相应的化学式：
答案见下表：
解析本题考查等电子原理的应用。等电子体的要求是必须具有相同的原子总数和价电子总数，分子与离子也可以是等电子体。N2H62＋是含有8个原子和14个价电子的微粒，比NH4＋多3个原子和6个价电子，NH4＋与CH4互为等电子体，而比CH4多3个原子和6个价电子的微粒为C2H6，同理可得其他几组答案。
1．下列关于共价键的说法不正确的是( ) A．H2S分子中两个共价键的键角接近90°的原因是共价键有方向性
B．N2分子中有一个σ键，两个π键
C．两个原子形成共价键时至少有1个σ键
D．在双键中，σ键不如π键稳定
答案 D
2．与NO3－互为等电子体的是( ) A．SO2B．BF3C．CH4D．NO2
答案 B
解析等电子体是原子总数和价电子总数均相同的粒子，NO3－的原子数是4，价电子数是24，与其相同的是BF3。
3．下列分子中最难断裂成原子的是( ) A．HF B．HCl C．HBr D．HI
答案 A
解析因为原子半径I>Br>Cl>F，电负性F>Cl>Br>I，所以它们与H原子形成的氢化物分子的键能E H－F>E H－Cl>E H－Br>E H－1。键能越大，化合物越难断裂成原子。
4．下列说法中能说明BF3分子中的4个原子位于同一平面的是( ) A．任意两个B—F键间的夹角相等
B．3个B—F键键能相等
C．3个B—F键键长相等
D．任间两个B—F键间的夹角为120°
答案 D
解析键参数中，键能和键长是用于判断共价键稳定性的依据，而键角是判断分子立体构型的依据。3个B—F键间的夹角均为120°时，正好构成一个以B原子为中心的平面结构，因此4个原子共平面。
5．下面物质的分子中既有σ键，又有π键的是( )
①HCl ②H2O ③N2④H2O2⑤C2H4⑥C2H2
A．①②③B．③④⑤⑥C．①③⑥D．③⑤⑥
答案 D
解析当两个原子间能形成多对共用电子对时，要先形
成一个σ键，另外的原子轨道只能形成π键，N2分子中有三个共价键：一个σ键，两个π键，C2H4分子中两个碳原子之间有两个共价键；一个σ键，一个π键；C2H2分子中碳碳原子之间有三个共价键：一个σ键，两个π键。
6．某些共价键的键能数据如下表(单位：kJ·mol－1)
(1)把1 mol Cl2分解为气态原子时，需要________(填“吸收”或“放出”)________kJ
能量。
(2)由表中所列化学键形成的单质分子中，最稳定的是________，最不稳定的是________；
形成的化合物分子中最稳定的是________，最不稳定的是________。
(3)试通过键能数据估算下列反应的反应热：H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝________。
答案(1)吸收243 (2)N2I2H2O HI
(3)－185 kJ·mol－1
解析本题主要考查键能的定义以及键能与化学键稳定性的关系。(1)键能是指气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量，新键形成释放能量，则旧键断裂必然吸收能量，根据能量守恒定律断开1 mol Cl—Cl键吸收的能量等于形成1 mol Cl—Cl键释放的能量。
(2)键能越大，化学键越稳定，越不容易断裂，化学性质越稳定，因此最稳定的单质为
N2，最不稳定的单质是I2，最稳定的化合物是H2O，最不稳定的化合物是HI。
(3)ΔH＝E(反应物键能之和)－E(生成物键能之和)＝(436＋243－2×432)kJ·mol－1＝
－185 kJ·mol－1。
[经典基础题]
1．下列说法中正确的是( ) A．p轨道之间以“肩并肩”重叠可形成σ键
B．p轨道之间以“头对头”重叠可形成π键
C．s和p轨道以“头对头”重叠可形成σ键
D．共价键是两个原子轨道以“头对头”方式重叠形成的
答案 C
解析A项p轨道之间以“肩并肩”重叠形成的是π键；B项p轨道之间以“头对头”
重叠可形成σ键；D项形成共价键还可能是两个原子轨道以“肩并肩”重叠形成。2．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s—s σ键
B．s电子与p电子形成s—p σ键
C．p电子与p电子不能形成σ键
D．HCl分子里含一个s—pσ键
答案 C
解析p电子与p电子若“头碰头”重叠即形成p—p σ键。
3．下列分子中存在的共价键类型完全相同的是( ) A．CH4与NH3B．C2H6与C2H4
C．H2与Cl2D．Cl2与N2
答案 A
解析A项中全是s—p σ键；B项中C2H6只存在σ键，而C2H4存在σ键和π键；C 项中H2中的键为s—s σ键，Cl2中的键为p—p σ键；D项与B项类似。
4．参考下表化学键的键能数据，判断下列分子中受热最稳定的是( )
A.H2B．HF C．HCl D．HBr
答案 B
解析共价键的键能越大，越不容易被破坏，意味着化学键越稳定，分子也越稳定。5．下列说法正确的是( ) A．键角决定了分子的结构
B．共价键的键能越大，共价键越牢固，含有该键的分子越稳定
C．CH4、CCl4中键长相等，键角不同
D．C===C中的键能是C—C中的键能的两倍
答案 B
解析分子结构是由键角和键长共同决定的，A项错。CH4、CCl4分子均为正四面体型，
它们的键角相同，键长不等，C错。C===C中的双键由一条σ键和一条π键构成，通常而言σ键键能大于π键键能，故C===C中的键能应小于C—C键键能的两倍，D错。
6．N2的结构可以表示为，CO的结构可以表示为，其中椭圆框表示π键，下列说法中不正确的是( )
A．N2分子与CO分子中都含有三键
B．CO分子与N2分子中的π键并不完全相同
C．N2与CO互为等电子体
D．N2与CO的化学性质相同
答案 D
解析从题图可以看出，N2分子与CO分子中均含有一个σ键和两个π键，所以二者都含有三键，A项正确；N2分子中的π键是由每个氮原子各提供两个p电子以“肩并肩”
方式形成的，而CO分子中的一个π键是由氧原子单方面提供电子对形成的，B项正确；
N2与CO的原子总数和价电子总数均相同，互为等电子体，二者化学性质相似，但并不完全相同，C项正确，D项错误。
7．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
答案 B
解析在单质分子中，可能存在σ键(如H2、Cl2)、π键(如N2分子中存在σ键、π键)，而稀有气体为单原子分子，不存在化学键，A项错误；烯烃中含有碳碳双键，其中一个是π键，因π键易断裂，故化学性质较活泼，B项正确；等电子体结构相似，但化学性质不同，C项错误；共价键的方向性决定分子的立体构型，饱和性决定分子中各原子的数量关系，D项错误。
8．能够用键能的大小作为主要依据来解释的是 ( ) A．常温常压下氯气呈气态而溴单质呈液态
B．硝酸是挥发性酸，而硫酸、磷酸是难挥发性酸
C．稀有气体一般难发生化学反应
D．空气中氮气的化学性质比氧气稳定
答案 D
解析共价分子构成物质的状态与分子内共价键的键能无关；物质的挥发性与分子内键能的大小无关；稀有气体是单原子分子，无化学键，难发生化学反应的原因是它们的价电子已达稳定结构；氮气比氧气稳定是由于N2分子中共价键的键能(946 kJ·mol－1)比O2分子中共价键的键能(497.3 kJ·mol－1)大，在化学反应中更难断裂。
9．有以下物质：①HF，②Cl2，③H2O，④N2，⑤C2H4，⑥C2H6，⑦H2O2，⑧HCN(H—C≡N)。
(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________。
答案(1)①③⑧(2)②④(3)⑤⑥⑦(4)①②③⑥⑦
(5)④⑤⑧
解析根据同种原子形成的共价键是非极性键，不同种原子形成的共价键是极性键，共价单键是σ键，双键中一个是σ键、另一个是π键，共价三键由一个σ键、两个π键组成，进行分析、判断。
[能力提升题]
10．现有四种短周期元素A、B、C、D，已知：①C、D在同一周期，A、B在同一主族；②它们可以组成化合物A2C、B2C2、DC2、D2A4等；③B的阳离子与C的阴离子的核外电子排布相同；④B2C2同A2C或DC2反应都生成气体C2，B与A2C反应生成气体A2，A2与气体C2按体积比2∶1混合后点燃发生爆炸，其产物是一种常温下常见的无色无味的液体。请回答：
(1)写出元素符号：A________、B________、C________、D________。
(2)在A2C、B2C2、DC2和D2A4中，同时含有离子键和非极性共价键的化合物的电子式为
________；
按原子轨道重叠方式，其非极性键的类型是________。化合物DC2的结构式________。
(3)A2C分子的电子式________，按原子轨道重叠方式，其共价键的类型是________。D2A4
是平面形分子，其分子中含有________个σ键，________个π键。
(4)写出化学方程式或离子方程式：
B2C2与A2C反应的化学方程式______________________________________；
B2C2与DC2反应的化学方程式______________________________________；
B与A2C反应的离子方程式__________________________________________。
答案(1)H Na O C
(2)Na＋[·×O··,····O··,···×]2－Na＋p—p σ键O===C===O
(3)H··O··,····H s—p σ键 5 1
(4)2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑
解析由A2与气体C2按体积比2∶1混合后点燃能发生爆炸，其产物是一种常温下常见的无色无味的液体，可知该液体是H2O，A是H元素，C是O元素；由B与A2C反应生成气体A2知，B是Na元素；由B2C2同A2C或DC2反应都生成气体C2知，D是碳元素。11．已知下表中的数据是破坏1 mol物质中的化学键所消耗的最低能量(kJ)。
根据表中数据回答问题：
(1)下列物质本身具有的能量最低的是________。
A．H2 B．Cl2 C．Br2 D．I2
(2)下列氢化物中，最稳定的是________。
A．HF B．HCl C．HBr D．HI
(3)X2＋H2===2HX(X代表F、Cl、Br、I)的反应是吸热反应还是放热反应？________。
(4)相同条件下，X 2分别与H 2反应，当消耗等物质的量的氢气时，放出或吸收的热量最多的是________。2 mol Cl 2在一定条件下与等物质的量的H 2反应，放出或吸收的热量是________kJ 。
(5)若无上表中的数据，你能正确回答出问题(4)的第一问吗？________；你的理由是__________________________________________________________。
答案 (1)A (2)A (3)放热反应 (4)F 2 366 (5)能 生成物越稳定，放出的热量就越多，在HX 中，HF 最稳定
解析 能量越低越稳定，破坏其中的化学键需要的能量就越多，形成其中的键时放出的能量也越多。
12．下列粒子：N 2、CO 2、NH 3、N 2O 、O 2、NO 2、NO 和CO 。
(1)互为等电子体的粒子有___________________________________________。 (2)过量Mg 可以在N 2O 中燃烧，写出反应的化学方程式_________________。 答案 (1)N 2和CO ，CO 2和N 2O (2)4Mg ＋N 2O=====点燃
Mg 3N 2＋MgO
解析 (1)根据等电子体的概念：等原子数、等价电子数进行判断。
(2)据(1)问中N 2O 和CO 2为等电子体，利用等电子原理推出其结构和性质相似，再联想Mg 在CO 2中燃烧的反应原理，即可得出答案，还要注意“过量”二字。 13．有A 、B 、C 、D 、E 、F 六种元素，已知： ①它们位于三个不同短周期，核电荷数依次增大。 ②E 元素的电离能数据见下表(kJ·mol －1
)：
③B 与F 同主族。
④A 、E 分别都能与D 按原子个数比1∶1或2∶1形成化合物。 ⑤B 、C 分别都能与D 按原子个数比1∶1或1∶2形成化合物。
(1)写出只含有A 、B 、D 、E 四种元素的两种无水盐的化学式________、________。 (2)B 2A 2分子中存在________个σ键，________个π键。
(3)人们通常把拆开1 mol 某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。键能的大小可以衡量化学键的强弱，也可以用于计算化学反应的反应热(ΔH )，化学反应的ΔH 等于反应
中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差。下表列出了上述部分元素形成的化学键的键能：
试计算1 mol F单质晶体燃烧时的反应热ΔH________(要写单位)。
答案(1)NaHCO3CH3COONa(或其他有机酸的盐)
(2)3 2
(3)－990.7 kJ/mol
解析由题意可知，E为碱金属，能与D形成1∶1或2∶1的化合物，说明D为O，E为Na，A为H。B、C与O形成1∶1或1∶2的化合物，则B为C，C为N。B与F同主族，F 为Si。
(1)H、C、O、Na四种元素可组成NaHCO3或CH3COONa等盐。
(2)一个C2H2分子中含有1个三键和2个单键，有3个σ键和2个π键。
(3)反应热等于反应物的键能总和减去生成物的键能总和。ΔH＝2×176 kJ/mol＋497.3
kJ/mol－4×460 kJ/mol＝－990.7 kJ/mol。
14．有三种物质AC2、B2C2、AD4，元素A的最高正价和负价绝对值相等；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的负一价阴离子电子层结构与氩原子相同，则：
(1)A、B、C、D的元素名称分别为________、________、________、________。
(2)AD4分子其中含有的共价键类型为________(填“σ键”或“π键”)。
(3)D的负一价阴离子的电子排布式为________，B2C2的电子式为________，属
________(填“离子化合物”或“共价化合物”)。
答案(1)碳钠氧氯(2)σ键
(3)1s22s22p63s23p6Na＋[··O··,····O··,····]2－Na＋离子化合物
解析根据元素A的最高正价和负价绝对值相等，元素A是碳元素，根据淡黄色固体B2C2和火焰呈黄色，B元素是钠元素，C元素是氧元素，元素D的负一价阴离子电子层结构与氩原子相同，D是氯元素。
15．氮是地球上极为丰富的元素。
(1)Li3N中氮以N3－存在，基态N3－的电子排布式为________。
(2)N≡N键的键能为946 kJ·mol－1，N—N键的键能为193 kJ·mol－1，计算说明N2中的________键比________键稳定(填“σ”或“π”)。
(3)(CH3)3NH＋和AlCl4－可形成离子液体。离子液体由阴、阳离子组成，熔点低于100 ℃，其挥发性一般比有机溶剂大，两种离子中均存在________键。
(4)X＋中所有电子正好充满K、L、M三个电子层，则X的元素符号是________，X的电子排布式为________。
答案(1)1s22s22p6(2)πσ(3)共价(4)Cu 1s22s22p63s23p63d104s1
解析(1)基态N3－核外电子数目是10，根据核外电子排布规律推断，电子排布式为
1s22s22p6。(2)根据题给数据可知，N—N键即σ键的键能为193 kJ·mol－1，N≡N键的键能为946 kJ·mol－1，其中包含一个σ键和两个π键，则π键的键能是(946－193)/2＝376.5(kJ·mol－1)，键能越大，化学键越稳定，由数据可以判断N2分子中π键比σ
键稳定。(3)题中阴、阳离子均为原子团，是由原子通过共价键形成的。(4)已知X＋所有电子正好充满K(2个)、L(8个)、M(18个)层，则其电子总数为28，则X原子的核外电子数是29，核电荷数是29，故X是铜元素。
高中化学基础知识网络图第一部分：物质的组成、分类、性质和变化 大纲要求（1）了解分子、原子、离子等概念的含义。了解原子团的定义。 （2）理解物理变化与化学变化的区别与联系。 （3）理解混合物和纯净物、单质和化合物、金属和非金属的概念。 （4）理解酸、碱、盐、氧化物的概念及其相互联系。
第二部分：基本理论（物质结构、化学反应速率、化学平衡、电解质溶液）大纲要求 物质结构和元素周期律 （1）了解元素、核素和同位素的含义。 （2）了解原子构成。了解原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数以及它们之间的相互关系。 （3）了解原子核外电子排布。 （4）掌握元素周期律的实质。了解元素周期表（长式）的结构（周期、族）及其应用。 （5）以第3周期为例，掌握同一周期内元素性质的递变规律与原子结构的关系。 （6）以IA和VIIA族为例，掌握同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系。 （7）了解金属、非金属在元素周期表中的位置及其性质递变的规律。 （8）了解化学键的定义。了解离子键、共价键的形成。 化学反应与能量 （1）了解氧化还原反应的本质是电子的转移。了解常见的氧化还原反应。掌握常见氧化还原反应的配平和相关计算。 （2）了解化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式。 （3）了解化学能与热能的相互转化。了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。 （4）了解热化学方程式的含义。 （5）了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。了解化学在解决能源危机中的重要作用。 （6）了解焓变与反应热的含义。了解△H=H（反应产物）—H（反应物）表达式的含义。 （7）理解盖斯定律，并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的简单计算。 （8）了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。了解常见化学电源的种类及其工作原理。 （9）理解金属发生电化学腐蚀的原因，金属腐蚀的危害，防止金属腐蚀的措施。 化学反应速率和化学平衡 （1）了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法。 （2）了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。 （3）了解化学反应的可逆性。 （4）了解化学平衡建立的过程。了解化学平衡常数的含义，能够利用化学平衡常数进行简单的计算。 （5）理解外界条件（浓度、温度、压强、催化剂等）对反应速率和化学平衡的影响，认识并能用相关理论解释其一般规律。 （6）了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。 电解质溶液 （1）了解电解质的概念。了解强电解质和弱电解质的概念。 （2）了解电解质在水溶液中的电离，以及电解质溶液的导电性。
02 原子的结构和性质 【2.1】氢原子光谱可见波段相邻4条谱线的波长分别为656.47、486.27、434.17和410.29nm ，试通过数学处理将谱线的波数归纳成为下式表示，并求出常数R 及整数n 1、n 2的数值。 2212 11 ( )R n n ν=-% 解：将各波长换算成波数： 1656.47nm λ= 1115233v cm - -= 2486.27nm λ= 1220565v cm - -= 3434.17nm λ= 1323032v cm - -= 4410.29nm λ= 1424373v cm - -= 由于这些谱线相邻，可令1n m =，21,2,n m m =++……。列出下列4式： ()2 2152331R R m m = - + ()22205652R R m m =- + ()2 2230323R R m m = - + ()2 2243734R R m m =- + (1)÷(2)得： ()()()2 3212152330.7407252056541m m m ++==+ 用尝试法得m=2（任意两式计算，结果皆同）。将m=2带入上列4式中任意一式，得： 1109678R cm -= 因而，氢原子可见光谱（Balmer 线系）各谱线的波数可归纳为下式： 221211v R n n - ??=- ? ?? 式中， 1 12109678,2,3,4,5,6R cm n n -===。 【2.2】按Bohr 模型计算氢原子处于基态时电子绕核运动的半径（分别用原子的折合质量和电子的质量计算并精确到5位有效数字）和线速度。 解：根据Bohr 提出的氢原子结构模型，当电子稳定地绕核做圆周运动时，其向心力与核和电子间的库仑引力大小相等，即：
第二章分子结构与性质 一．共价键 1.特点：具有性和性（无方向性） 2.分类：（按原子轨道的重叠方式） （1）δ键：（以“”重叠形式） a.特征： b.种类：S-S δ键. S-P δ键. P-Pδ键 （2）π键：（以“”重叠形式），特征： 3.判断共价键类型的一般规律是： 共价单键中共价双键中共价三键中 【练习】1.下列说法正确的是（） A. π键是由两个p原子轨道“头碰头”重叠形成 B. δ键是镜面对称，而π键是轴对称 C. 乙烷分子中的键全为δ键而乙烯分子中含δ键和π键 D. H2分子中含δ键而Cl2分子中含π键 2. 下列说法正确的是（） A. 共价化合物中可能含有离子键 B. 非金属元素之间不能形成离子键 C. 气体分子单质中一定存在非极性共价键 D. 离子化合物中可能含有共价键 二.键参数 1.键能的定义： 2.键长与共价键的稳定性的关系：键长越短，往往键能，这表明共价键。 3. 决定共价键的稳定性，是决定分子的立体构型的重要参数。 【练习】1.关于键长、键能和键角，下列说法不正确的是（） 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 2.下列说法正确的是（） A.键能越大，表示该分子越容易受热分解 B.共价键都具有方向性 C.在分子中，两个成键的原子间的距离叫键长 D.H-Cl的键能为431.8kJ/mol ，H-Br的键能为366 kJ/mol 这说明HCl比HBr分子稳定 3.已知H-H键能为436 kJ/mol ，H-N键能为391 kJ/mol ，根据化学方程式 高温、高压 N2+3H22NH3,1molN2与足量H2反应放出的热量为92.4 kj/mol ，则N —N的催化剂 键能是（） A.431 kJ/mol B.945.6 kJ/mol C.649 kJj/mol D.896 kJ/mol 三.等电子体 相同和相同的粒子具有相似的化学键特征和相同的空间构型 【练习】人们发现等电子体的空间结构相同，则下列有关说法中正确的是（） A.CH4和NH4+是等电子体，键角均为60° B.NO3+和CO32-是等电子体，均为平面正三角形结构 C.H2O+和PCl3是等电子体，均为三角锥形结构 D.B3N3H6和苯是等电子体，B3N3H6分子中不存在“肩并肩”式重叠的轨道 四.价层电子对互斥理论 1.价层电子对数= 2.孤对电子数的计算方法： 3.VSEPR模型和分子的立体构形的推测 例：H2O 孤对电子数为，δ键数，价层电子对数为，VSEPR模型，略去VSEPR模型中的中心原子上的孤对电子，因而H2O分子呈形。 【练习】1.下列分子构形为正四面体型的是（） ①P4②NH3 ③CCl4④CH4⑤H2S ⑥CO2 A.①③④⑤ B.①③④⑤⑥ C.①③④ D.④⑤
第十章 共价键与分子间力 一、是非题： 1. 非极性分子中的化学键都是非极性共价键 （ ） 2. 非极性分子之间只存在色散力，极性分子之间只存在取向力 （ ） 3. 直线分子一定是非极性分子 （ ） 4. sp3杂化轨道是由1s轨道与3p轨道杂化而成（ ） 5. CHCl3分子中的C原子是以sp3不等性杂化轨道成键的，故分子的空间构型为变形四面体 （ ） 6. 氢键是有方向性和饱和性的一类化学键 （ ） 二、选择题： 1. 下列物质中既有离子键，又有共价键的是 （ ） A. NaOH B. H2O C. C2H5OH D. HF E. KCl 2. 下列分子或离子中键角最小的是 （ ） A. SO42- B. HgBr2 C. NF3 D. BF3 E. CS2 3. 下列分子中，C原子与H原子键合所用轨道为sp-s的是 （ ） A. CH4 B. C2H4 C. C2H2 D. C2H6 E. C3H8 4. 下列几组原子轨道沿x轴靠近时，由于对称性不匹配，不能有效地形成分子轨道的是 （ ） A. p y-p x B. p y-p y C. s-p x D. p x-p x E. p z-p z 5. 下列分子中，既是非极性分子又含有π键的是（ ） A. Cl2 B. C2Cl4 C. CHCl3 D. CH2Cl2 E. CH4 6. 下列各组分子间同时存在取向力、诱导力、色散力和氢键的是 （ ） A. 苯和CCl4 B. N2和N2 C. CH3F和C2H2 D. H2O和CH3OH E. O2和N2 7. 根据价电子对互斥理论，SO32-的空间构型为（ ） A. 平面三角形 B. 三角锥形 C. 正四面体形 D. “T”形 E. “V”形 8.下列化合物各自分子之间能形成最强氢键的是（ ） A. NH3 B. H2S C. HCl D. HF E. H2O 三、填充题：
第二章 化学键和分子结构 一.选择题 1. 下列分子或离子中，键角最小的是( ) A. HgCl 2 B. H 2O C. NH 3 D. PH 3 2. 关于原子轨道的说法正确的是( ) A.凡中心原子采取sp 3杂化轨道成键的分子其几何构型都是正四面体； B. CH 4分子中的sp 3杂化轨道是由4个H 原子的1s 轨道和C 原子的2p 轨道混 合起来而形成的 ； C. sp 3 杂化轨道是由同一原子中能量相近的s 轨道和p 轨道混合起来形成的一 组能量相等的新轨道； D. 凡AB 3型的共价化合物,其中心原子A 均采用sp 3杂化轨道成键。 3. 下列化合物中氢键最强的是( ) A. CH 3OH B. HF C. H 2O D. NH 3 4. 对羟基苯甲醛比邻羟基苯甲醛的熔沸点高的原因是( ) A. 前者不能形成氢键，后者可以； B. 前者能形成氢键，后者不能； C. 前者形成分子间氢键，后者形成分子内氢键； D. 前者形成分子内氢键，后者形成分子间氢键。 5. 下列各组物质沸点高低顺序中正确的是( ) A. HI>HBr>HCl>HF B. H 2Te>H 2Se>H 2S>H 2O C. NH 3>AsH 3>PH 3 D. CH 4>GeH 4>SiH 4 6. I 2的CCl 4溶液中分子间主要存在的作用力是( ) A. 色散力 B. 取向力 C. 取向力、诱导力、色散力 D. 氢键、诱导力、色散力 7. 下列分子中偶极矩为零的是( ) A. NF 3 B. NO 2 C. PCl 3 D. BCl 3 8. 下列分子是极性分子的是( ) A. BCl 3 B. SiCl 4 C. CHCl 3 D.. BeCl 2 9. 下列离子或分子有顺磁性的是( ) A. O 2 B. O 22- C. N 2 D. CO 10. 下列分子中心原子是sp 2杂化的是( ) A. PBr 3 B. CH 4 C. BF 3 D. H 2O 11. SO 42-离子的空间构型是( ) A. 平面正方形 B. 三角锥形 C. 四面体 D. 八面体 12. 下列各物质分子其中心原子以sp 2杂化的是( )
第二章分子结构与性质单元测试 一、选择题（本题包括18小题，每小题4分，共72分，每小题有一个或两个选项符合题意, 选错不得分，如果有两个正确选项，选对一个得 2分） 1?有关乙炔分子中的化学键描述不正确的是（ ） C ?每个碳原子都有两个未杂化的 2p 轨道形成n 键 D.两个碳原子形成两个 n 键 2?膦（PH 3）又称膦化氢，在常温下是一种无色、有大蒜臭味的有毒气体，电石气的杂质中常 含有膦化氢。它的分子构型是三角锥形。以下关于 PH 3的叙述正确的是（ ） A. PH 3分子中有未成键的孤对电子 B PH 3是非极性分子 C. PH 3是一种强氧化剂 D. PH 3分子的P — H 键是非极性键 3?实现下列变化时，需要克服相同类型作用力的是（ ） A.水晶和干冰的熔化 B.食盐和醋酸钠的熔化 C.液溴和液汞的汽化 D.HCl 和NaCI 溶于水 4. 下列指定粒子的个数比为 2: 1的是（ ） A.Be 2+中的质子数 B.I 2H 原子中的中子和质子 C.NaHCQ 晶体中的阳离子和阴离子 D.BaQ （过氧化钡）晶体中的阴离子和阳离子 5. 在有机物分子中，当碳原子连有 4个不同的原子或原子团时，这 种碳原子称为“手性碳原 子”,凡具有一个手性碳原子的化合物一定具有光学活性。例如下图表示的有机物中含有一 个手性碳原子，具有光学活性。当发生下列变化时，生成的有机物无光学活性的是（ ） A.与新制的银铵溶液共热 B.与甲酸酯化 C.与金属钠发生置换反应 D.与 H 2加成 6. 关于氢键的下列说 法中正确的是（ ） A.每个水分子内含有两个氢键 B.在水蒸气、水、冰中都含有氢键 C 分子间能形成氢键使物质的熔沸点升高 D.HF 的稳定性很强，是因为其分子间能形成氢键 7. 下列说法正确的是（ ） A.n 键是由两个p 电子“头碰头”重叠形成的 B y 键是镜像对称，而 n 键是轴对称 C 乙烷分子中的键全是 y 键，而乙烯分子中含 y 键和n 键 D.H 2分子中含y 键，而C 2分子中还含有n 键 8. 在BrCH=CHBr 分子中，C — Br 键采用的成键轨道是（ ） 2 2 3 A.sp —p B.sp — s C.sp — p D.sp — p 9. 下列物质的杂化方式不是 sp 3杂化的是（ ） A.CO 2 B.CH C.NH 3 D.H 2O O O CHb — C —O -CH -C -H CH2OH
第二章 分子结构 一、 填空题 1、C 2+的分子轨道为_________________，键级___________________； HCl 的分子轨道为________________，键级__________ 。 2、OF， OF +， OF -三个分子中， 键级顺序为________________。 3、HBr 分子基态价层轨道上的电子排布是 _________________________ 。 4、对称元素C 2与σh 组合，得到___________________；C n 次轴与垂直它的C 2组合，得到______________。 5、有一个 AB 3分子，实验测得其偶极矩为零且有一个三重轴，则此分子所属点群是_______________________。 6、判别分子有无旋光性的标准是__________。 7、既具有偶极矩，又具有旋光性的分子必属于_________点群。 二、选择题 1、 H 2+的H ?= 21?2- a r 1 - b r 1 +R 1， 此种形式已采用了下列哪几种方法： (A) 波恩-奥本海默近似 (B) 单电子近似 (C) 原子单位制 (D) 中心力场近似 2、对于"分子轨道"的定义，下列叙述中正确的是： (A) 分子中电子在空间运动的波函数 (B) 分子中单个电子空间运动的波函数 (C) 分子中单电子完全波函数(包括空间运动和自旋运动)
(D) 原子轨道线性组合成的新轨道 3、含奇数个电子的分子或自由基在磁性上： (A) 一定是顺磁性 (B) 一定是反磁性 (C) 可为顺磁性或反磁性 （D ）没有磁性 4、下列分子的键长次序正确的是 (A) OF -> OF > OF + (B) OF > OF -> OF + (C) OF +> OF > OF - (D) OF - > OF +> OF 5、若以x 轴为键轴，下列何种轨道能与p y 轨道最大重叠？ (A) s (B) d xy (C) p z (D) d xz 6、Cr 与 CO 形成羰基化合物 Cr(CO)6，其分子点群为 (A) D 4h (B) T d (C) O h (D) D 6h 7、2，4，6-三硝基苯酚是平面分子，存在离域π键，它是： (A) (B) (C) (D) 1612 Π1814Π1816Π1616Π三、简答题 1、在有机化合物中，C ═O(羰基)的偶极距很大(μ=7.67×10-30C ·m)，而CO 分子的偶极距却很小，解释原因。 2、SO 42-中S —O 键长为149？pm ，比共价单键半径加和值(175？pm)短，说明原因。说明SiF 62-能稳定存在而SiCl 62-不稳定的原因。 判断 NO 和 CO 哪一个的第一电离能小，原因是什么？ 3、CO 是一个极性较小的分子还是极性较大的分子？ 其偶极矩的方向如何？为什么？ 4、写出N 2基态时的价层电子组态， 并解N 2的键长(109.8？pm)特别短、
分子的结构与性质 【知识动脉】 知识框架 产生原因：共价键的方向性 Sp3 决定因素：杂化轨道方式sp2 分子的空间构型sp 空间构型的判断：VSEPR理论 空间构型决定性质等电子原理 手性分子 配合物 一、杂化轨道理论 1. 杂化的概念：在形成多原子分子的过程中，中心原子的若干能量相近的原子轨道重新组合，形成一组新的轨道，这个过程叫做轨道的杂化，产生的新轨道叫杂化轨道。 思考：甲烷分子的轨道是如何形成的呢？ 形成甲烷分子时，中心原子的2s和2p x，2p y，2p z等四条原子轨道发生杂化，形成一组新的轨道，即四条sp3杂化轨道，这些sp3杂化轨道不同于s轨道，也不同于p轨道。 根据参与杂化的s轨道与p轨道的数目，除了有sp3杂化外，还有sp2杂化和sp杂化，sp2杂化轨道表示由一个s轨道与两个p轨道杂化形成的，sp杂化轨道表示由一个s轨道与一个p轨道杂化形成的。 思考： 应用轨道杂化理论，探究分子的立体结构。
C2H4 BF3 CH2O C2H2 思考：怎样判断有几个轨道参与了杂化？ [讨论总结]：三种杂化轨道的轨道形状，SP杂化夹角为°的直线型杂化轨道，SP2杂化轨道为°的平面三角形，SP3杂化轨道为°′的正四面体构型。 小结：HCN中C原子以sp杂化，CH2O中C原子以sp2杂化；HCN中含有2个σ键和2π键；CH2O中含有3σ键和1个π键 【例1】（09江苏卷21 A部分）（12分）生物质能是一种洁净、可再生的能源。生物质气（主要成分为CO、CO2、H2等）与H2混合，催化合成甲醇是生物质能利用的方法之一。甲醛分子中碳原子轨道的杂化类型为。甲醛分子的空间构型是；1mol甲醛分子中σ键的数目为。 解析与评价：甲醛分子中含有碳氧双键，故碳原子轨道的杂化类型为sp2杂化；分子的空间构型为平面型；1mol甲醛分子中含有2mol碳氢δ键，1mol碳氧δ键，故含有δ键的数目为3N A 答案：sp2平面型3N A 【变式训练1】（09宁夏卷38）［化学—选修物质结构与性质］（15分） 已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42。X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子。X跟Y可形成化合物X2Y3，Z元素可以形成负一价离子。请回答下列问题： （1）X与Z可形成化合物XZ3，该化合物的空间构型为____________; 2、价层电子对互斥模型 把分子分成两大类：一类是中心原子上的价电子都用于形成共价键。如CO2、CH2O、CH4等分子中的C 原子。它们的立体结构可用中心原子周围的原子数来预测，概括如下： ABn 立体结构范例 n=2 直线型CO2 n=3 平面三角形CH2O n=4 正四面体型CH4 另一类是中心原子上有孤对电子 ．．．．．．．．．．．．）的分子。如 ．．．．（未用于形成共价键的电子对 H2O和NH3中心原子上的孤对电子也要占据中心原子周围的空间，并参与互相排斥。因而H2O分子呈V型，NH3分子呈三角锥型。 练习2、应用VSEPR理论判断下表中分子或离子的构型。进一步认识多原子分子的立体结构。 化学式中心原子含有孤对电子对数中心原子结合的原子数空间构型 H2S
《共价键和分子间作用力》作业参考解析 1. 下列说法错误的是 A. 按原子轨道重叠方式，共价键可分为σ键和π键 B. σ键构成分子的骨架，π键不能单独存在 C. 配位键既不是σ键，也不是π键 D. 双键或叁键中只有一个σ键 【C】按原子轨道的重叠方式不同，当其头碰头重叠时，形成“σ”键，当其肩并肩重叠时，形成“π”键；由于σ键重叠程度大，稳定性更高，因此可以单独存在，并构成分子的骨架，而π键重叠程度小，稳定性低，容易打开，因此不能单独存在，只能和σ键共存于双键或叁键中；σ键由于头碰头重叠，因此重叠部分对键轴呈圆柱形对称，可以自由旋转，但是π键对键轴呈镜面反对称，因此不能自由旋转；配位键是由一个成键原子提供孤对电子，另一个成键原子提供空轨道形成的，在配位键形成的过程中，两原子的原子轨道可能发生头碰头重叠而形成σ配位键，也可能发生肩并肩重叠而形成π配位键，因此C的说法是不正确的。 2. 下列说法正确的是 A. 若AB2分子为直线型，其中心原子A一定发生了sp杂化 B. HCN是直线型分子，也是非极性分子 C. H-O键能比H-S键能大，因此H2O熔沸点比H2S高 D. 氢键不属于化学键，但是具有饱和性和方向性
【D】A：一般对于AB2分子来说，如果中心原子发生了sp杂化，那么分子的空间构型是直线型的，但是AB2分子如果为直线型，中心原子A不一定发生了sp 杂化，典型的例子就是I3-离子，这个离子的中心原子I发生的是sp3d杂化，价层电子对的空间构型为三角双锥，由于中心原子上有3对孤对电子，分别位于三角双锥中间的三角平面上，因此分子的空间构型就是直线型了（这可以用夹层电子对互斥理论来解释）；B：HCN分子是直线型分子，但是根据其分子中各原子的电负性大小的情况来看，这是一个极性分子；C：体系沸点的高低主要与分子间作用力的大小有关，因此H2O熔沸点之所以比H2S高，是因为水分子之间除了范德华力作用外，还存在很强的氢键作用；D：当一个氢原子形成一个氢键后，就不能再和其它原子之间形成第二个氢键了，这体现了氢键的饱和性，同一个氢原子形成的共价键和氢键之间需以最大角度分布，这体现了氢键的方向性，不过氢键仍然属于分子间作用力，而不属于共价键作用。所以D的说法是正确的。 3. 下列关于H3O+离子的说法，正确的是 A. O发生sp2等性杂化，空间结构为平面正三角形 B. O发生sp2不等性杂化，空间结构为平面三角形 C. O发生sp3等性杂化，空间结构为正四面体型 D. O发生sp3不等性杂化，空间结构为三角锥型 【D】我们知道H2O分子中O发生了sp3不等性杂化，在与氢原子成键后， H2O分子中有两对孤对电子。那么H3O+离子的形成可以认为是由H2O分子中的O提供一对孤对电子，H+离子提供空轨道，在两者之间形成了配位键而形成的，两者之间形成配位键时，并不会改变O原子的原子轨道杂化类型，同时O原子上仍然有1对孤对电子，因此O发生sp3不等性杂化，H3O+离子的空间结构为三角锥型。 4. 下列分子或离子中，不含有孤对电子的是
第二章化学键和分子结构 一.选择题 1.下列分子或离子中，键角最小的是( ) A. HgCl2 B. H2O C. NH3 D. PH3 2.关于原子轨道的说法正确的是( ) A.凡中心原子采取sp3杂化轨道成键的分子其几何构型都是正四面体； B. CH4分子中的sp3杂化轨道是由4个H原子的1s轨道和C原子的2p轨道混 合起来而形成的； C. sp3杂化轨道是由同一原子中能量相近的s轨道和p轨道混合起来形成的一 组能量相等的新轨道； D. 凡AB3型的共价化合物,其中心原子A均采用sp3杂化轨道成键。 3.下列化合物中氢键最强的是( ) A. CH3OH B. HF C. H2O D. NH3 4.对羟基苯甲醛比邻羟基苯甲醛的熔沸点高的原因是( ) A. 前者不能形成氢键，后者可以； B. 前者能形成氢键，后者不能； C. 前者形成分子间氢键，后者形成分子内氢键； D. 前者形成分子内氢键，后者形成分子间氢键。 5.下列各组物质沸点高低顺序中正确的是( ) A. HI>HBr>HCl>HF B. H2Te>H2Se>H2S>H2O C. NH3>AsH3>PH3 D. CH4>GeH4>SiH4 6.I2的CCl4溶液中分子间主要存在的作用力是( ) A. 色散力 B. 取向力 C. 取向力、诱导力、色散力 D. 氢键、诱导力、色散力 7.下列分子中偶极矩为零的是( ) A. NF3 B. NO2 C. PCl3 D. BCl3 8.下列分子是极性分子的是( ) A. BCl3 B. SiCl4 C. CHCl3 D.. BeCl2 9.下列离子或分子有顺磁性的是( ) A. O2 B. O22- C. N2 D. CO 10.下列分子中心原子是sp2杂化的是( ) A. PBr3 B. CH4 C. BF3 D. H2O 11.SO42-离子的空间构型是( ) A. 平面正方形 B. 三角锥形 C. 四面体 D. 八面体 12.下列各物质分子其中心原子以sp2杂化的是( ) A. H2O B. NO2 C. SCl2 D. CS2
第二章分子结构与性质 教材分析 第二章分子结构与性质 第一节共价键 第一课时 教学目标： 1．复习化学键的概念，能用电子式表示常见物质的离子键或共价键的形成过程。 2．知道共价键的主要类型δ键和π键。 3．说出δ键和π键的明显差别和一般规律。 教学重点、难点： 价层电子对互斥模型 教学过程： [复习引入] NaCl、HCl的形成过程 [设问] 前面学习了电子云和轨道理论，对于HCl中H、Cl原子形成共价键时，电子云如何重叠？例：H2的形成 [讲解、小结] [板书] 1．δ键：（以“头碰头”重叠形式） a．特征：以形成化学键的两原子核的连线为轴作旋转操作，共价键的图形不变，轴对称图形。
b．种类：S-Sδ键 S-Pδ键 P-Pδ键 [过渡] P电子和P电子除能形成δ键外，还能形成π键 [板书] 2．π键 [讲解] a.特征：每个π键的电子云有两块组成，分别位于有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镜面，它们互为镜像，这种特征称为镜像对称。 3．δ键和π键比较 ①重叠方式 δ键：头碰头 π键：肩并肩 ②δ键比π键的强度较大 ②成键电子：δ键 S-S S-P P-P π键 P-P δ键成单键 π键成双键、叁键 ４．共价键的特征 饱和性、方向性 [科学探究] 讲解 [小结] 生归纳本节重点，老师小结 [补充练习] 1．下列关于化学键的说法不正确的是（） A．化学键是一种作用力
B．化学键可以是原子间作用力，也可以是离子间作用力 C．化学键存在于分子内部 D．化学键存在于分子之间 2．对δ键的认识不正确的是（） A．δ键不属于共价键，是另一种化学键 B．S-Sδ键与S-Pδ键的对称性相同 C．分子中含有共价键，则至少含有一个δ键 D．含有π键的化合物与只含δ键的化合物的化学性质不同 3．下列物质中，属于共价化合物的是（） A．I2 B．BaCl2 C．H2SO4 D．NaOH 4．下列化合物中，属于离子化合物的是（） A．KNO3 B．BeCl C．KO2 D．H2O2 5．写出下列物质的电子式。 H2、N2、HCl、H2O ６．用电子式表示下列化合物的形成过程 HCl、NaBr、MgF2、Na2S、CO2 [答案] 1．D 2．Ａ３．Ｃ４．ＡＣ５．略６．略 第二章分子结构与性质 第一节共价键 第二课时 ［教学目标］： 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” ［教学难点、重点］： 键参数的概念，等电子原理 ［教学过程］： ［创设问题情境］ Ｎ２与Ｈ２在常温下很难反应，必须在高温下才能发生反应，而Ｆ２与Ｈ２在冷暗处就能发生化学反应，为什么？ ［学生讨论］ ［小结］引入键能的定义 ［板书］ 二、键参数 １．键能 ①概念：气态基态原子形成１mol化学键所释放出的最低能量。
编号：15 第二节共价键与分子的立体结构 （第1课时） 2010年3月29日 班级__________ 姓名__________ 【学习目标】 1、理解杂化轨道理论的主要内容，掌握三种主要的杂化轨道类型； 2、学会用杂化轨道原理解释常见分子的成键情况与空间构型 【学习重难点】 重点：杂化轨道类型难点：杂化轨道类型 【学案导学过程】 活动·探究原理 规律 方法 技巧（一）甲烷分子的形成及立体构型 联想质疑：1、共价键决定原子的结合方式，决定分子的空间构型吗？ 2、利用电子配对理论能解释甲烷的空间构型吗 3、为了解释甲烷的空间构型鲍林提出了什么理论？ 4、甲烷分子形成过程：C: 2s22p x12p y13p z 观察左 图你能 用语言 描述一 下甲烷 的空间 构型的 形成过 程吗？ 思考：1原子轨道为什么可以进行杂化？（提示从共价键键能大小和体系能量 变化来分析）
2、轨道杂化后在数目，形状，能量上是否发生变化？ 3、轨道杂化的结果是什么？ 4、尝试解释轨道杂化 （二）常见的SP杂化过程活动探究：SP杂化： 2、sp2杂化型 直线型 （BeCl 2 ） 交流与 讨论： 用杂化 轨道理 论分析 乙炔分 子的成 键情况 平面正 三角形 （BF3） 交流与 讨论： 用杂化 轨道理 论分析 乙烯分 子的成 键情况【当堂检测】
(A)1．在外界条件的影响下，原子内部______________________________的过程叫做轨道杂化，组合后形成的新的、____________________的一组原子轨道，叫杂化轨道。2．甲烷分子中碳原子的杂化轨道是由一个__________轨道和三个__________轨道重新组合而成的，这种杂化叫_____________________。 3．乙烯分子中碳原子的原子轨道采用sp2杂化。形成乙烯分子时，两个碳原子各用__________的电子相互配对，形成一个σ键，每个碳原子的另外_____________分别与两个氢原子的_______________的电子配对形成共价键；每个碳原子剩下的一个未参与杂化的__________的未成对电子相互配对形成一个__________键。 (B)4．下列分子的中心原子形成sp2杂化轨道的是（） A．H2O B．NH3 C．C2H4D．CH4 5．在乙烯分子中有5个σ键、一个π键，它们分别是（） A．sp2杂化轨道形成σ键、未杂化的2p轨道形成π键 B．sp2杂化轨道形成π键、未杂化的2p轨道形成σ键 C．C-H之间是sp2形成的σ键，C-C之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键 D．C-C之间是sp2形成的σ键，C-H之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键
一、共价键 1.本质：原子间形成共用电子对 分类 思考：用电子式表示H 2 、HCl的形成 共价键特征： ①饱和性：每个原子形成共价键的数目是确定的 ②方向性：原子轨道沿一定方向重叠使成键的原子轨道最大程度地重叠 2.σ键和π键 ①σ键--原子轨道沿着连线方向以“头碰头”方式重叠形成的共价键 特点：以形成化学键的两个原子核的连线为轴旋转，σ键电子云的图形不变电子云描述氢原子形成氢分子的过程（s-s σ键） ②π键--原子轨道沿着连线方向以“肩并肩”方式重叠形成的共价键 特点：（1）电子云为镜像，即是每个π键的电子云由两块组成，分别位于由两个原子核构成的平面的两侧 （2）不稳定,容易断裂 p-p π键的形成 键型 特点 σ键π键 成键方向沿轴方向“头碰头”平行方向“肩并肩” 电子云形状轴对称镜像对称 牢固程度强度大，不易断裂强度较小，易断裂 成键判断规律共价单键全是σ键 共价双键中一个是σ键，另一个是π键共价叁键中一个σ键，另两个为π键 N 2 分子中的N≡N 思考：分析CH 3CH 3 、CH 2 =CH 2 、CH≡CH、CO 2 分子中键的类别和个数 3.键参数--键能、键长与键角 ①键能：气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量 键能越大，即形成化学键时放出的能量越多，化学键越稳定 应用--计算化学反应的反应热ΔH=反应物键能总和-生成物键能总和 ②键长：形成共价键的两个原子之间的核间距 键长是衡量共价稳定性的另一个参数
规律：键长越短，一般键能越大，共价键越稳定 一般地，形成的共价键的键能越大，键长越短，共价键越稳定，含有该键的分子越稳定，化学性质越稳定 ③键角：两个共价键之间的夹角 键角是描述分子立体结构的重要参数，分子的许多性质与键角有关 思考：N 2、O 2 、F 2 跟H 2 的反应能力依次增强，从键能的角度如何理解 4.等电子原理 等电子体：原子总数相同、价电子（最外层电子）总数相同的分子如N 2 和CO 是等电子体，但N 2和C 2 H 4 不是等电子体 等电子体原理：原子总数、价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征，它们的物理性质是相近的。例如N 2 和CO的熔沸点、溶解性、分子解离能等都非常接近 5.用质谱测定分子的结构 原理：不同质核比的粒子在磁场中运动轨迹不同 eg：1.下列物质中能证明某化合物中一定有离子键的是（） A.可溶于水 B.熔点较高 C.水溶液能导电 D.熔融状态能导电 2.下列关于化学键的叙述中，正确的是（） A.离子化合物可以含共价键 B.共价化合物可能含离子键 C.离子化合物中只含离子键 D.只有活泼金属与活泼非金属间才能形成离子键 3.能够用键能解释的是（） A.氮气的化学性质比氧气稳定 B.常温常压下，溴呈液体，碘为固体 C.稀有气体一般很难发生化学反应 D.硝酸易挥发，硫酸难挥发 二、分子的立体结构 1.价层电子对互斥理论 对于AB n 型分子，价电子对数 =σ键电子对数+中心原子的孤电子对数 σ键电子对数=n，孤电子对数= （a-nb） a：中心原子价的价电子数 n：与中心原子结合的原子数 b：与中心原子结合的原子最多能接受的电子数（H为1，其他原子等于“8-该原子的价电子数”） 注意：①对于复杂离子，在计算价层电子对数时，还应加上负离子的电荷数或减
人教版-选修3-第二章分子结构与性质全章教案 第二章分子结构与性质 教材分析 本章比较系统的介绍了分子的结构和性质，内容比较丰富。首先，在第一章有关电子云和原子轨道的基础上，介绍了共价键的主要类型σ键和π键，以及键参数——键能、键长、键角；接着，在共价键概念的基础上，介绍了分子的立体结构，并根据价层电子对互斥模型 和杂化轨道理论对简单共价分子结构的多样性和复杂性进行了解释。最后介绍了极性分子和 非极性分子、分子间作用力、氢键等概念，以及它们对物质性质的影响，并从分子结构的角 度说明了“相似相溶”规则、无机含氧酸分子的酸性等。 化学2已介绍了共价键的概念，并用电子式的方式描述了原子间形成共价键的过程。本章第一节“共价键”是在化学2已有知识的基础上，运用的第一章学过的电子云和原子轨道的概 念进一步认识和理解共价键，通过电子云图象的方式很形象、生动的引出了共价键的主要类 型σ键和π键，以及它们的差别，并用一个“科学探究”让学生自主的进一步认识σ键和π键。 在第二节“分子的立体结构”中，首先按分子中所含的原子数直间给出了三原子、四原子和五原子分子的立体结构，并配有立体结构模型图。为什么这些分子具有如此的立体结构呢？ 教科书在本节安排了“价层电子对互斥模型”和“杂化轨道理论”来判断简单分子和离子的 立体结构。在介绍这两个理论时要求比较低，文字叙述比较简洁并配有图示。还设计了“思考与交流”、“科学探究”等内容让学生自主去理解和运用这两个理论。 在第三节分子的性质中，介绍了六个问题，即分子的极性、分子间作用力及其对物质性质的 影响、氢键及其对物质性质的影响、溶解性、手性和无机含氧酸分子的酸性。除分子的手性 外，对其它五个问题进行的阐述都运用了前面的已有知识，如根据共价键的概念介绍了键的 极性和分子的极性；根据化学键、分子的极性等概念介绍了范德华力的特点及其对物质性质 的影响；根据电负性的概念介绍了氢键的特点及其对物质性质的影响；根据极性分子与非非 极性分子的概念介绍了“相似相溶”规则；根据分子中电子的偏移解释了无机含氧酸分子的 酸性强弱等；对于手性教科书通过图示简单介绍了手性分子的概念以及手性分子在生命科学 和生产手性药物方面的应用 第二章分子结构与性质 第一节共价键 第一课时
第二章《分子结构与性质》单元测试题一、单选题（每小题只有一个正确答案） 1．下列叙述正确的是（） 32- 中硫原子的杂化方式为sp 2 B 2 2 分子中含有 3个σ键和 2 个π键 A． SO．C H C． H2O分子中氧原子的杂化方式为sp2D． BF3分子空间构型呈三角锥形 2．氯的含氧酸根离子有ClO ---- 等，关于它们的说法不正确的是、 ClO 2、 ClO 3、 ClO 4 （） A． ClO4-是 sp3 杂化B． ClO3-的空间构型为三角锥形 C． ClO2-的空间构型为直线形D． ClO-中 Cl 显 +1价 3．下列描述中正确的是（） 2 V 形的极性分子 A． CS 为空间构型为 B．双原子或多原子形成的气体单质中，一定有σ 键，可能有π 键 C．氢原子电子云的一个小黑点表示一个电子 2﹣3 杂化 D． HCN、SiF 4和 SO3的中心原子均为 sp 4．水是生命之源，下列关于水的说法正确的是（） A．水是弱电解质B．可燃冰是可以燃烧的水 C．氢氧两种元素只能组成水D．0℃时冰的密度比液态水的密度大 5．电子数相等的微粒叫做等电子体，下列各组微粒属于等电子体是（）A． CO和 CO2B． NO和 CO C ． CH4和 NH3D． OH-和 S2- 6．下列分子或离子中， VSEPR模型为四面体且空间构型为V 形的是 A． H2S B ． SO2 2-C ． CO2 D ． SO4 7．下列分子中只存在σ键的是 () A． CO2B．CH4C．C2H4D．C2H2 8． HBr 气体的热分解温度比HI 热分解温度高的原因是（） A． HBr 分子中的键长比HI 分子中的键长短，键能大 B． HBr 分子中的键长比HI 分子中的键长长，键能小 C． HBr 的相对分子质量比HI 的相对分子质量小 D． HBr 分子间作用力比HI 分子间作用力大 9．表述 1 正确，且能用表述 2 加以正确解释的选项是（） 表述1表述2 A在水中，NaCl 的溶解度比I 2的溶解度大NaCl晶体中Cl ﹣与Na+间的作用力
1. S F4分子具有( )[ID: 881] A B C D 2. 下列哪种分子的偶极矩不等于零？( )[ID: 909] A B C D 3. 下列化合物中哪种分子偶极矩为零？( )[ID: 910] A B C D 4. 下列哪一种分子或原子在固态时是范德华力所维持的？( )[ID: 911] A
B C D 5. 下列化合物中哪个不具有孤对电子？( )[ID: 912] A B C D 6. O F2分子的电子结构是哪种杂化？( )[ID: 913] A B C D 7. 下列化合物中哪一个氢键表现最强？( )[ID: 914] A B C D 8. 用价电子对互斥理论推测下列分子构型：PCl5、HOCl 、XeF2、ICl4－、IF5分别属于( )[ID: 915]
A B C D 9. 指出下列化合物中，哪一个化合物的化学键极性最小？( )[ID: 916] A B C D 10. 要组成有效分子轨道需满足成键哪三原则？( )[ID: 917] A B C D 11. 由分子轨道理论可知( )[ID: 918] A B C D
12. 指出下列化合物中，哪个化合物的化学键极性最大？( )[ID: 919] A B C D 13. 下列分子中，两个相邻共价键间夹角最小的是( )[ID: 920] A B C D 14. 下列说法中正确的是( )[ID: 921] A B C D 15. 下列化学键中，极性最弱的是( )[ID: 922] A B C
D 16. 下列说法中不正确的是 ( )[ID: 923] A B C D 17. 下列原子轨道中各有一个自旋方向相反的不成对电子，则沿x 轴方向可形成 σ键的是 ( )[ID: 924] A B C D 18. 下列分子或离子中，键角最大的是 ( )[ID: 925] A B C D 19. 下列说法中，正确的是 ( )[ID: 926] A
第二章分子结构与性质 课标要求 1.了解共价键的主要类型键和键，能用键长、键能和键角等说明简单分子的某些性质 2.了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型（s p、sp2、sp3），能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测常见的简单分子或离子的空间结构。 3.了解简单配合物的成键情况。 4.了解化学键合分子间作用力的区别。 5.了解氢键的存在对物质性质的影响，能列举含氢键的物质。 要点精讲 一.共价键 1.共价键的本质及特征共价键的本质是在原子之间形成共用电子对，其特征是具 有饱和性和方向性。 2.共价键的类型 ①按成键原子间共用电子对的数目分为单键、双键、三键。 ②按共用电子对是否偏移分为极性键、非极性键。 σ键和π键，前者的电子云具有轴对称性，后者的电子云 ③按原子轨道的重叠方式分为 具有镜像对称性。 3.键参数 ①键能：气态基态原子形成 1 mol 化学键释放的最低能量，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，共价键越稳定。 ③键角：在原子数超过 2 的分子中，两个共价键之间的夹角。 ④键参数对分子性质的影响 键长越短，键能越大，分子越稳定． 4.等电子原理[来源:学§科§网] 原子总数相同、价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征，它们的许多性质相近。 二.分子的立体构型 1．分子构型与杂化轨道理论 杂化轨道的要点 当原子成键时，原子的价电子轨道相互混杂，形成与原轨道数相等且能量相同的杂化轨道。 杂化轨道数不同，轨道间的夹角不同，形成分子的空间形状不同。
2 分子构型与价层电子对互斥模型 价层电子对互斥模型说明的是价层电子对的空间构型， 而分子的空间构型指的是成键电子对空间构型，不包括孤对电子。 (1) 当中心原子无孤对电子时，两者的构型一致； (2) 当中心原子有孤对电子时，两者的构型不一致。 3.配位化合物 （1）配位键与极性键、非极性键的比较
共价键及分子结构知识梳理】 一、共价键 1-1共价键的实质、特征和存在实质：原子间形成共用电子对特征：a.共价键的饱和性，共价键的饱和性决定共价分子的。 b共价键的方向性，共价键的方向性决定分子的。 1-2共价键的类型 b键：S-Sb键、S-p c键、p-p b键，特征：轴对称。 n键：p-p n键，特征：镜像对称 【方法引领】b键和n键的存在规律b键成单键；n键成双键、三键。 共价单键为b键；共价双键中有1个b键、1个n键；共价三键中有1个b键、2个n 键。 对于开链有机分子：b键数=原子总数-1 ; n键数=各原子成键数之和- b键数(环 状有机分子，b键数要根据环的数目确定) 原子形成共价分子时，首先形成b键，两原子之间必有且只有1个b键；b键一般比n 键牢固，n键是化学反应的积极参与者。 形成稳定的n键要求原子半径比较小，所以多数情况是在第二周期元素原子间形成。如 C02分子中碳、氧原子之间以p-p b键和p-p n键相连，而SiO2的硅、氧原子之间就没有p-p n键。 【课堂练习1】 (1)下列说法不正确的是 A .乙烷分子中的6个C —H和1个C —C键都为b键，不存在n键 B ?气体单质中，一定有b键，可能有n键 C.两个原子间共价键时，最多有一个b键 D . b键与n键重叠程度不同，形成的共价键强度不同 (2)有机物CH2= CH —CH2—C三CH分子中，C—H b键与C —C b键的数目之比为；b键与n 键的数目之比为。 二、键参数一一键能、键长与键角 2-1键能的意义和应用 a.判断共价键的强弱 b.判断分子的稳定性 c.判断物质的反应活性 d.通过键能大小比较，判断化学反应中的能量变化 【思考】 比较C —C和C= C的键能，分析为什么乙烯的化学性质比乙烷活跃，容易发生加成反 应？ 2-2键长的意义和应用 键长越短，往往键能越大，表明共价越稳定。(键长的长短可以通过成键原子半径大小 来判断) 2个原子间的叁键键长v双键键长v单键键长 2-3键角的意义 键角决定分子的空间构型，是共价键具有方向性的具体表现。 【典例分析】碳、氮两种元素都能形成单键、双键和叁键。测得二者键能有如下规律： 3 E N> 2 E N =N > E N—N； -3E C V E c= c< E C—C 试分析为什么氮分子不易发生加成反应，而乙烯和乙炔容易发生加成反应？