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1、共价键高考总复习 共价键知识点一、共价键的形成与特征1.共价键的形成(1)概念：原子间通过共用电子对所形成的相互作用，叫做共价键。(2)成键的粒子：一般为非金属原子(相同或不相同)或金属原子与非金属原子。(3)本质：原子间通过共用电子对(即电子云重叠)产生的强烈作用。(4)形成条件：非金属元素的原子之间形成共价键，大多数电负性之差小于1.7的金属与非金属原子之间形成共价键。2.共价键的特征(1)饱和性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”。用电子排布图表示HF分子中共用电子对的形成如下：由以上分析可知，F原子与H原子

2、间只能形成1个共价键，所形成的简单化合物为HF。同理，O原子与2个H原子形成2个共用电子对，2个N原子间形成3个共用电子对。(2)方向性除s轨道是球形对称外，其他原子轨道在空间都具有一定的分布特点。在形成共价键时，原子轨道重叠的愈多，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，所以共价键具有方向性。共价键的特征及应用(1)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。例1下列不属于共价键成键因素的是()A.共用电子对在

3、两原子核之间高概率出现B.共用的电子必须配对C.成键后体系能量降低，趋于稳定D.两原子体积大小要适中【考点】共价键的形成与特征【题点】共价键的形成与判断答案D解析两原子形成共价键时，电子云发生重叠，即电子在两核之间出现的概率更大；两原子电子云重叠越多，键越牢固，体系的能量也越低；原子的体积大小与能否形成共价键无必然联系。例2下列说法正确的是()A.若把H2S分子写成H3S分子，违背了共价键的饱和性B.H3O的存在说明共价键不具有饱和性C.所有共价键都有方向性D.两个原子轨道发生重叠后，电子仅存在于两核之间【考点】共价键的形成与特征【题点】共价键的特征答案A解析S原子有两个未成对电子，根据共价键

4、的饱和性，形成的氢化物为H2S，A项对；H2O能结合1个H形成H3O，不能说明共价键不具有饱和性，B项错；H2分子中，H原子的s轨道成键时，因为s轨道为球形，所以H2分子中的HH键没有方向性，C项错；两个原子轨道发生重叠后，电子只是在两核之间出现的概率大，D项错。知识点二、共价键的类型1.键(1)概念：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叫键。(2)类型：根据成键电子原子轨道的不同，键可分为s-s 键、s-p 键、p-p 键。s-s 键：两个成键原子均提供s轨道形成的共价键。s-p 键：两个成键原子分别提供s轨道和p轨道形成的共价键。p-p 键：两个成键原子均提供p轨道形成

5、的共价键。(3)特征以形成化学键的两原子核的连线为轴作旋转操作，共价键电子云的图形不变，这种特征称为轴对称。形成键的原子轨道重叠程度较大，故键有较强的稳定性。(4)键的存在：共价单键为键；共价双键和共价三键中存在一个键。2.键(1)概念：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叫键。(2)特征每个键的电子云由两块组成，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为镜面，它们互为镜像，这种特征称为镜面对称。形成键时原子轨道重叠程度比形成键时小，键没有键牢固。(3)键的存在：键通常存在于双键或三键中。(1)共价键的分类(2)键和键的比较键的类型键键原子轨道重叠方

6、式两个原子的成键轨道沿着键轴的方向以“头碰头”的方式重叠两个原子的成键轨道以“肩并肩”的方式重叠原子轨道重叠部位两原子核之间，在键轴处键轴上方和下方，键轴处为零原子轨道重叠程度大小键的强度较大较小化学活泼性不活泼活泼示意图例3s-p 键与p-p 键的区别在于()A.前者是电子云的重叠，后者没有电子云的重叠B.前者有K层电子云成键，后者肯定无K层电子云成键C.前者是电子云“头碰头”重叠，后者是电子云“肩并肩”重叠D.前者是电子云“肩并肩”重叠，后者是电子云“头碰头”重叠【考点】共价键的类型【题点】键与键的比较答案B解析凡是键，都是电子云“头碰头”的重叠。s-p 键是由s能级的电子云(“球形”)与

7、p能级的电子云(“哑铃形”)以“头碰头”重叠而成键的。由于K层不存在p能级，故p-p 键不可能有K层电子云成键。例4下列有关化学键类型的判断不正确的是()A.s-s 键与s-p 键的对称性不同B.分子中含有共价键，则至少含有一个键C.已知乙炔的结构式为HCCH，则乙炔分子中存在2个键(CH)和3个键(CC)D.乙烷分子中只存在键，即6个CH键和1个CC键都为键，不存在键【考点】共价键的类型【题点】共价键类型的综合答案C解析s-s 键无方向性，s-p 键轴对称，A项对；在含有共价键的分子中一定有键，可能有键，如HCl、N2等，B项对；单键都为键，乙烷分子结构式为，其6个CH键和1个CC键都为键，

8、D项正确；共价三键中有一个为键，另外两个为键，故乙炔(HCCH)分子中有2个CH 键，CC键中有1个键、2个键，C项错。知识点三、共价键参数1.键能(1)概念：气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量。键能的单位是kJmol1。如：形成1 mol HH键释放的最低能量为436.0 kJ，即HH键的键能为436.0 kJmol1。(2)应用：共价键HFHClHBrHI键能/kJmol1568431.8366298.7若使2 mol HCl键断裂为气态原子，则发生的能量变化是吸收863.6 kJ的能量。表中共价键最难断裂的是HF，最易断裂的是HI。由表中键能大小数据说明键能与分子稳定性的关系

9、：HF、HCl、HBr、HI的键能依次减小，说明四种分子的稳定性依次减弱，即最稳定的是HF，最不稳定的是HI。2.键长(1)概念：形成共价键的两个原子之间的核间距，因此原子半径决定化学键的键长，原子半径越小，共价键的键长越短。(2)应用：共价键的键长越短，往往键能越大，这表明共价键越稳定，反之亦然。3.键角(1)概念：在多原子分子中，两个共价键之间的夹角。(2)应用：在多原子分子中键角是一定的，这表明共价键具有方向性，因此键角决定着共价分子的立体构型。(3)试根据立体构型填写下列分子的键角分子立体构型键角实例正四面体形10928CH4、CCl4平面形120苯、乙烯、BF3等三角锥形107NH3

10、V形(角形)105H2O直线形180CO2、CS2、CHCH例5NH键键能的含义是()A.由N和H形成1 mol NH3所放出的能量B.把1 mol NH3中的共价键全部拆开所吸收的热量C.拆开约6.021023个NH键所吸收的热量D.形成1个NH键所放出的热量【考点】共价键的键参数【题点】键能、键长和键角的概念答案C解析NH键的键能是指形成1 mol NH键放出的能量或拆开1 mol NH键所吸收的能量，不是指形成1个NH 键释放的能量。1 mol NH3中含有3 mol NH键，拆开1 mol NH3或形成1 mol NH3吸收或放出的能量应是1 mol NH键键能的3倍。例6下列分子中的

11、键角最大的是()A.CO2 B.NH3C.H2O D.CH2=CH2【考点】共价键的键参数【题点】键角与分子的立体构型答案A解析CO2为直线形分子，键角为180；NH3为三角锥形结构，键角为107；H2O分子立体构型为V形，键角为105；CH2=CH2为平面结构，键角为120，故键角最大的是CO2，A正确。例7实验测得四种结构相似的单质分子的键能、键长的数据如下：AABBCCDD键长/1010ma0.74c1.98键能/kJmol1193b151d已知D2分子的稳定性大于A2，则a_；d_；比较a、c的大小_；比较b、d的大小_。【考点】共价键的键参数【题点】键长、键能与分子稳定性的关系答案1

12、.98193ad解析结构相似的单质分子中，键长越短，键能越大，分子越稳定。知识点四、等电子原理1.比较N2和CO的结构、性质，填写下表空格：分子N2CO结构原子数22电子数1414价电子数1010立体构型直线形直线形性质沸点/195.81191.49熔点/210.00205.05液体密度/gcm30.7960.7932.分析比较N2和CO的结构和性质，得出的结论是CO分子和N2分子具有相同的原子总数、相同的价电子数，其性质相近。3.等电子原理是指原子总数相同、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(主要是物理性质)是相近的。满足等电子原理的分子互称为等电子体。常见的等电子体类

13、型实例立体构型双原子10电子的等电子体N2、CO、NO、C、CN直线形三原子16电子的等电子体CO2、CS2、N2O、NO、N、BeCl2(g)直线形三原子18电子的等电子体NO、O3、SO2V形四原子24电子的等电子体NO、CO、BO、CS、BF3、SO3(g)平面三角形五原子32电子的等电子体SiF4、CCl4、BF、SO、PO正四面体形例81919年，Langmuir提出等电子原理：原子总数相同、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_和_；_和_。(2)此后，等电子原理又有所发展。例如

14、，由短周期元素组成的微粒，只要其原子总数相同，各原子最外层电子数之和相同，也可互称为等电子体，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NO互为等电子体的分子有_、_。答案(1)N2COCO2N2O(2)SO2O3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电子总数均为14，CO2与N2O电子总数均为22。(2)依题意，只要原子总数相同，价电子总数也相同，即可互称为等电子体，NO为三原子，其价电子总数为(5621)18，SO2、O3也为三原子，价电子总数均为6318。学习小结：1.共价键的三个键参数，键长、键能可用来判断共价键的稳定性，

15、键角可用于判断分子的立体构型。2.等电子体原子总数相同，价电子总数相同，但组成原子的核外电子总数不一定相同。随堂练习：1.下列各组物质中，所有化学键都是共价键的是()A.H2S和Na2O2 B.H2O2和CaF2C.NH3和N2 D.HNO3和NaCl【考点】共价键的形成与特征【题点】共价键的形成与判断答案C解析A项，Na2O2中既有离子键又有OO共价键，不正确；B项，CaF2中只有离子键，不正确；D项，NaCl属于离子化合物，没有共价键，不正确。2.有A、B、C、D、E五种元素，已知：它们分别位于3个不同的短周期，核电荷数依次增大。E元素的电离能数据见下表(kJmol1)：I1I2I3I44

16、964 5626 9129 543A、E分别都能与D按原子个数比11或21形成化合物。B、C分别都能与D按原子个数比11或12形成化合物。(1)写出两种只含有A、B、D、E四种元素的无水盐的化学式：_、_。(2)B2A2分子中存在_个键和_个键。(3)分别写出中按原子个数比11和中按原子个数比12形成的化合物的化学式：_、_、_、_。【考点】有关共价键的综合考查【题点】有关共价键的综合考查答案(1)NaHCO3CH3COONa(或其他有机酸的盐)(2)32(3)H2O2Na2O2CO2NO2解析根据五种元素分别位于3个不同的短周期，可知A为H元素；根据E的电离能数据可知E为A族的碱金属元素，为

17、Na元素；H、Na和O均能形成原子个数比为11或21的化合物，所以D为O元素；原子序数比O小的且与O可以按照原子个数比11或12形成化合物的元素为C元素和N元素，所以B、C分别为C元素和N元素。3.从实验测得不同物质中氧氧之间的键长和键能的数据如下：OO键数据OOO2O键长/1012 m149128121112键能/kJmol1xyz494w628其中x、y的键能数据尚未测定，但可根据规律性推导键能的大小顺序为wzyx；该规律性是()A.成键的电子数越多，键能越大B.键长越长，键能越小C.成键所用的电子数越少，键能越大D.成键时电子对越偏移，键能越大【考点】共价键的键参数【题点】键长、键能与共

18、价键及分子稳定性的关系答案B解析共用一对共用电子对形成一个共价键，所以成键电子数越多，共价键数越多，但键能不一定大，A错误；键长越长，说明轨道的重合程度越小，越容易断裂，键能越小，B正确；成键电子数越多，键能越大，C错误；电子对越偏移说明极性越大，和键能没有必然关系，D错误。4.已知键能、键长部分数据如下表：共价键ClClBrBrIIHFHClHBrHIHO键能(kJmol1)242.7193.7152.7568431.8366298.7462.8键长(pm)19822826796共价键CCC=CCCCHNHN=OOOO=O键能(kJmol1)347.7615812413.4390.86071

19、42497.3键长(pm)154133120109101 (1)下列推断正确的是_(填字母，下同)。A.稳定性：HFHClHBrHIB.氧化性：I2Br2Cl2C.沸点：H2ONH3D.还原性：HIHBrHClHF(2)下列有关推断正确的是_。A.同种元素形成的共价键，稳定性：三键双键单键B.同种元素形成的双键键能一定小于单键的2倍C.键长越短，键能一定越大D.氢化物的键能越大，其稳定性一定越强(3)在相同条件下，将乙烯、乙炔以同速率通入等体积同浓度的溴的四氯化碳溶液中，下列观察到的现象正确的是_。A.前者和后者同时褪色B.前者后褪色，后者先褪色C.前者先褪色，后者后褪色D.无法判断(4)在H

20、X分子中，键长最短的是_，最长的是_；OO键的键长_(填“大于”“小于”或“等于”)O=O键的键长。【考点】共价键的键参数【题点】共价键参数的综合答案(1)ACD(2)A(3)C(4)HFHI大于解析(1)根据表中数据，同主族气态氢化物的键能从上至下逐渐减小，稳定性逐渐减弱，A项正确；从键能看，氯气、溴单质、碘单质的稳定性逐渐减弱，由原子结构知，氧化性也逐渐减弱，B项错误；还原性与失电子能力有关，还原性：HIHBrHClHF，D项正确。(2)由碳碳键的数据知A项正确；由OO键、O=O键的键能知，B项错误；CH键的键长大于NH键的键长，但是NH键的键能反而较小，C项错误；由CH、NH的键能知，C

21、H4的键能较大，而稳定性较弱，D项错误。(3)乙烯断裂一个键，键能为(615347.7)kJmol1267.3 kJmol1，乙炔断裂2个键总键课后作业：一、选择题1下列说法正确的是()A含有共价键的化合物一定是共价化合物B由共价键形成的分子一定是共价化合物C分子中只有共价键的化合物一定是共价化合物D只有非金属原子间才能形成共价键2下列各组物质中，所有化学键都是共价键的是()AH2S和Na2O2 BH2O2和CaF2CNH3和N2 DHNO3和NaCl3在氯化氢分子中，形成共价键的原子轨道是()A氯原子的2p轨道和氢原子的1s轨道 B氯原子的2p轨道和氢原子的2p轨道 C氯原子的3p轨道和氢原

22、子的1s轨道 D氯原子的3p轨道和氢原子的2s轨道4具有下列电子排布式的原子中，不能形成键的是()A1s22s22p63s23p4 B1s22s22p3C1s22s22p63s1 D1s22s22p25硫化氢(H2S)分子中两个共价键的夹角接近90，其原因是()共价键的饱和性S原子的电子排布共价键的方向性S原子中p轨道的形状A BC D6下列不属于共价键成键因素的是()A共用电子对在两原子核之间高概率出现B共用的电子必须配对C成键后体系能量降低，趋于稳定D两原子体积大小要适中7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CHF、HC

23、l、HBr、HI的稳定性逐渐减弱DF2比O2更容易与H2反应8下列有关键的说法中错误的是()A如果电子云图像是由两个s电子重叠形成的，即形成ss 键Bs电子与p电子形成sp 键Cp电子与p电子不能形成键DHCl分子里含一个sp 键9氰气的分子式为(CN)2，结构式为NCCN，性质与卤素相似。下列叙述正确的是()A分子中原子的最外层均满足8电子结构B分子中NC键的键长大于CC键的键长C分子中含有2个键和4个键D不能和氢氧化钠溶液发生反应10固体A的化学式为NH5，它的所有原子的最外层都符合相应稀有气体原子的最外电子层结构，则下列有关说法中，不正确的是()ANH5中既有离子键又有共价键BNH5的熔

24、、沸点高于NH3C1 mol NH5中含有5 mol NH键DNH5固体投入少量水中，可产生两种气体11N2的结构可以表示为，CO的结构可以表示为，其中椭圆框表示键，下列说法不正确的是()AN2分子与CO分子中都含有三键BN2分子与CO分子中的键并不完全相同CN2分子与CO分子互为等电子体DN2分子与CO分子的化学性质相同12通常把原子总数和价电子总数相同的分子或离子称为等电子体。人们发现等电子体的立体构型相同，则下列有关说法中正确的是()ACH4和NH是等电子体，键角均为60BNO和CO是等电子体，均为平面正三角形结构CH3O和PCl3是等电子体，均为三角锥形结构DB3N3H6和苯是等电子体

25、，B3N3H6分子中不存在“肩并肩”式重叠的轨道13已知NN、N=N、NN键能之比为100217490，而CC、C=C、CC键能之比为100177234。下列有关叙述不正确的是()A乙烯分子中键、键的电子云形状对称性不同B乙炔分子中键重叠程度比键小，易发生加成反应C氮分子中的NN键非常牢固，不易发生加成反应D氮气和乙炔都易在空气中点燃燃烧14从实验测得不同物质中氧氧键之间的键长和键能数据如下表：氧氧键数据OOO2O键长/1012 m149128121112键能/kJmol1XYZ4973W628其中X、Y的键能数据尚未测定，但可根据规律推导键能的大小顺序为WZYX。该规律是()A成键时电子数越

26、多，键能越大 B键长越长，键能越小C成键所用的电子数越少，键能越大D成键时电子对越偏移，键能越大15下列说法正确的是()ACl2是双原子分子，H2S是三原子分子，这是由共价键的方向性决定的BH2O2中既含有键，又含有键C并非所有的共价键都有方向性D两原子轨道发生重叠后，电子在两核间出现的概率减小16下列说法中正确的是()A稀有气体的化学性质很稳定，是由于其分子间键能较大决定的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CCF4、CCl4、CBr4、CI4中CX键的键长、键能均相等DH2O分子中的两个OH键的键角为180题号12345678910111213141516答案二、非选择题17在下列分子中，HF，Br2，H2O，N2，CO2，H2，H2O2，HCN分子中只有键的是_(填序号，下同)，分子中含有键的是_，分子中所有原子都满足最外层为8个电子结构的是_，分子中含有由两个原子的s轨道重叠形成的键的是_，分子中含有由一个原子的s轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的键的是_，分子中含有由一个原子的p轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的键的是_。18氮是