1、章末整合突破一突破二突破三突破四突破五共價鍵的共價鍵的“四大要點四大要點”解讀解讀典例1M、N、X、Y四種短周期主族元素在周期表中的相對位置如下圖所示,已知它們的原子序數總和為46。MNXY(1)M與Y形成的化合物中含(填“極性”或“非極性”,下同)鍵,屬分子。(2)N元素形成的單質分子中的化學鍵類型及數目是(填“鍵”或“鍵”,下同)。(3)由N、Y的氫化物相互作用所生成的物質的電子式為。其中的化學鍵有。(4)寫出M單質與X元素最高價氧化物對應的水化物反應的化學方程式:。突破一突破二突破三突破四突破五答案:(1)極性非極性(2)一個鍵、兩個鍵離子鍵、共價鍵、配位鍵(4)C+2H2SO4(濃)C

2、O2+2SO2+2H2O解析:設M的質子數是x,則N的質子數是x+1,X的質子數是x+10,Y的質子數是x+11,4x+22=46,x=6,四種元素分別是C、N、S、Cl。M與Y形成化合物CCl4,分子中化學鍵是極性鍵,屬于非極性分子。N2分子中有一個鍵、兩個鍵。碳與濃硫酸在加熱條件下反應生成CO2、SO2和H2O。突破一突破二突破三突破四突破五總結提升1.共價鍵的類型(1)根據共用電子對是否偏移,共價鍵分為極性鍵和非極性鍵。(2)根據共用電子對數,共價鍵分為單鍵、雙鍵和三鍵。(3)根據原子軌道的重疊方式不同,可分為鍵(頭碰頭重疊)和鍵(肩并肩重疊)。(4)配位鍵是一種特殊的共價鍵。它是成鍵元

3、素原子一方提供孤電子對,另一方具有可接受孤電子對的空軌道。突破一突破二突破三突破四突破五2.共價鍵的特征(1)共價鍵的飽和性。按照共價鍵的共用電子對理論,一個原子有幾個未成對電子,便可和幾個自旋狀態相反的電子配對成鍵,這就是共價鍵的“飽和性”。氫原子、氯原子都只有一個未成對電子,因而只能形成H2、HCl、Cl2分子,不能形成H3、H2Cl、Cl3等分子。共價鍵的飽和性決定了共價化合物的分子組成。(2)共價鍵的方向性。共價鍵形成時,兩個參與成鍵的原子軌道總是盡可能沿著電子出現概率最大的方向重疊,而且原子軌道重疊越多,電子在兩核間出現概率越大,形成的共價鍵越牢固。電子所在的原子軌道都有一定的形狀,

4、所以要取得最大重疊,共價鍵必然有方向性。共價鍵的方向性決定了分子的空間結構。突破一突破二突破三突破四突破五3.共價鍵存在范圍(1)非金屬單質分子(稀有氣體除外)。如:O2、F2、H2、C60等。(2)非金屬元素形成的化合物。如:H2SO4、CO2、H2O2、有機物分子等。(3)某些金屬與非金屬形成的化合物。如:BeCl2、AlCl3等。(4)部分離子化合物。如:Na2O2、NaOH、Na2SO4、NH4Cl等。突破一突破二突破三突破四突破五4.共價鍵強弱的判斷(1)由原子半徑和共用電子對數判斷:成鍵原子的半徑越小,共用電子對數越多,則共價鍵越牢固,含有共價鍵的分子越穩定。如原子半徑FClBrH

5、ClHBrHI,穩定性HFHClHBrHI。(2)由鍵能判斷:共價鍵的鍵能越大,表示破壞共價鍵消耗的能量越多,則共價鍵越牢固。(3)由鍵長判斷:共價鍵的鍵長越短,破壞共價鍵消耗的能量越多,則共價鍵越牢固。突破一突破二突破三突破四突破五變式訓練1設NA表示阿伏加德羅常數的值,則下列說法正確的是()A.1molNH3分子中含有3NA個鍵和4NA個sp3雜化軌道B.1molCO2分子中含有2NA個鍵和2NA個sp2雜化軌道C.1molC2H2分子中含有2NA個鍵、2NA個鍵D.1molC2H4分子中含有4NA個鍵、2NA個鍵答案:A解析:CO2分子中碳原子發生sp雜化,選項B不正確;碳碳三鍵是由1個

6、鍵和2個鍵構成的,乙炔分子中含有1個碳碳三鍵和2個CH鍵,所以選項C不正確;碳碳雙鍵是由1個鍵和1個鍵構成的,乙烯分子中含有1個碳碳雙鍵和4個CH鍵,因此選項D不正確。突破一突破二突破三突破四突破五化學鍵的比較化學鍵的比較典例2(2020廣東深圳期中)下列現象與化學鍵有關的是()A.F2、Cl2、Br2、I2的熔點依次升高B.H2O的沸點遠高于H2S的沸點C.H2O在高溫下難分解D.干冰升華答案:C解析:A項,鹵素單質分子間存在范德華力,且隨相對分子質量的增大,范德華力也增大,單質的熔點也就越高;B項,由于H2O分子間存在氫鍵,所以H2O的沸點要比H2S的高;C項,由于HO鍵的鍵能很大,在較高

7、溫度時也難斷裂,所以水分子很穩定,與共價鍵有關;D項,CO2分子間通過范德華力結合在一起,在升華時需要克服范德華力,而CO2分子內的化學鍵并沒有斷裂。突破一突破二突破三突破四突破五規律方法化學鍵的比較 類型離子鍵共價鍵金屬鍵非極性鍵 極性鍵配位鍵本質陰、陽離子間通過靜電作用形成相鄰原子間通過共用電子對(電子云重疊)與原子核間的靜電作用形成金屬陽離子與自由電子間作用成鍵條件(元素種類)成鍵原子的得、失電子能力差別很大(一般是金屬元素與非金屬元素之間)成鍵原子得、失電子能力相同(同種非金屬元素之間)成鍵原子得、失電子能力差別較小(不同種非金屬元素之間或少數金屬與非金屬元素之間)成鍵原子一方有孤電子

8、對(配體),另一方有可接受孤電子對的空軌道(中心原子或離子)同種金屬或不同金屬(合金)突破一突破二突破三突破四突破五類型 離子鍵共價鍵金屬鍵非極性鍵極性鍵配位鍵特征無方向性、飽和性有方向性、飽和性無方向性、飽和性存在離子化合物單質(如H2),共價化合物(如H2O2),離子化合物(如Na2O2)共價化合物(如HCl),離子化合物(如NaOH)離子化合物(如NH4Cl)金屬單質、合金影響強弱的因素一般陰、陽離子電荷越多,半徑越小,離子鍵越強成鍵原子電負性差值越大,鍵的極性越強;鍵能越大,鍵長越短,共價鍵越牢固金屬陽離子半徑越小,價電子越多,金屬鍵越強突破一突破二突破三突破四突破五變式訓練2-1下列

9、有關化學鍵的敘述,正確的是()A.離子化合物中一定含有離子鍵B.單質分子中均不存在化學鍵C.含有極性鍵的分子一定是極性分子D.含有共價鍵的化合物一定是共價化合物答案:A解析:離子化合物一定含有離子鍵,A項正確;稀有氣體分子中不存在化學鍵,其他非金屬單質分子中存在化學鍵,B項錯誤;含有極性鍵且分子結構不對稱的分子是極性分子,結構對稱的是非極性分子,如CO2分子含有極性鍵,但屬于非極性分子,C項錯誤;含有共價鍵的化合物可能是共價化合物(如HCl),也可能是離子化合物(如NH4Cl),共價化合物是只含有共價鍵的化合物,D項錯誤。突破一突破二突破三突破四突破五變式訓練2-2光譜證實單質鋁與強堿溶液反應

10、有Al(OH)4-生成,則Al(OH)4-中不存在的是()A.共價鍵B.非極性鍵C.配位鍵D.鍵答案:B解析:光譜證實單質Al與強堿性溶液反應有Al(OH)4-生成,可看作鋁原子和三個羥基形成三對共用電子對,形成三個極性共價鍵,形成Al(OH)3,Al(OH)3又能溶解在強堿性溶液中,和OH-結合形成Al(OH)4-,利用的是鋁原子的空軌道和OH-中氧原子的孤電子對形成配位鍵;由兩個原子軌道“頭碰頭”相互重疊而形成的共價鍵叫鍵,所以Al(OH)4-中也形成了鍵。突破一突破二突破三突破四突破五雜化軌道類型的判斷方法雜化軌道類型的判斷方法典例3指出下列分子或離子的中心原子雜化軌道類型,并判斷分子或

11、離子的空間結構。(1)GeCl4中Ge的雜化軌道類型為,分子空間結構為。(2)AsCl3中As的雜化軌道類型為,分子空間結構為。(3)Se中Se的雜化軌道類型為,離子空間結構為。突破一突破二突破三突破四突破五答案:(1)sp3正四面體形(2)sp3三角錐形(3)sp3正四面體形解析:(1)GeCl4:Ge的價電子對數=4+(4-41)=4+0=4,Ge采用sp3雜化,因為中心原子上沒有孤電子對,故分子空間結構為正四面體形。(2)AsCl3:As的價電子對數=3+(5-31)=3+1=4,As采用sp3雜化,因為中心原子上有1對孤電子對,故分子空間結構為三角錐形。(3)Se:Se的價電子對數=4

12、+(6+2-42)=4+0=4,Se采用sp3雜化,因為中心原子上沒有孤電子對,故離子空間結構為正四面體形。突破一突破二突破三突破四突破五規律方法中心原子雜化軌道類型的判斷(1)根據分子或離子的空間結構判斷。突破一突破二突破三突破四突破五(2)根據價電子對互斥理論判斷。根據價電子對互斥理論能夠比較容易而準確地判斷ABm型共價分子或離子的空間結構和中心原子雜化軌道類型,其關系如下表。中心原子價電子對數雜化軌道空間結構中心原子雜化軌道類型2直線形sp3三角形sp24正四面體形sp3運用該理論的關鍵是準確計算中心原子的價電子對數,其計算方法如下:中心原子價電子對數=鍵電子對數+孤電子對數=鍵電子對數

13、+突破一突破二突破三突破四突破五(3)應用等電子原理判斷。等電子體具有相同的結構特征,一般來說,等電子體的中心原子的雜化類型相同。對于結構模糊或復雜的分子、離子,可將其轉化成熟悉的等電子體,然后進行判斷。常見的等電子體往往是同族不同元素或同周期相近元素構成的微粒。(4)根據共價鍵類型判斷。從雜化軌道理論可知,原子之間成鍵時,未雜化軌道形成鍵,雜化軌道形成鍵。對于能夠明確結構式的分子、離子,可直接用下式判斷其中心原子的雜化軌道類型:雜化軌道數n=中心原子的鍵數+中心原子的孤電子對數(雙鍵、三鍵中只有一個鍵,其余均為鍵)。突破一突破二突破三突破四突破五SiF4分子中硅原子雜化軌道類型的分析:基態硅

14、原子有四個價電子,與四個氟原子恰好形成四個鍵,無未成鍵電子,n=4,則SiF4分子中硅原子采用sp3雜化。基態碳原子有四個價電子,在HCHO分子中,碳原子與兩個氫原子形成兩個鍵,與氧原子形成C=O鍵,C=O鍵中有一個鍵、一個鍵,碳原子無未成鍵電子,n=3,則HCHO分子中碳原子采用sp2雜化。三聚氰胺(結構簡式如圖所示)中有兩種環境的氮原子,環外氮原子分別形成三個鍵,用去基態氮原子五個價電子中的三個,余下一對孤電子對,n=4,則環外氮原子采用sp3雜化;環內氮原子分別形成兩個鍵、一個鍵,用去基態氮原子5個價電子中的3個,余下一對孤電子對,n=3,則環內氮原子采用sp2雜化。突破一突破二突破三突

15、破四突破五(5)應用取代法判斷。以中學常見的、熟悉的基礎物質分子為原型,用其他原子或原子團取代原型分子中的部分原子或原子團,得到的新分子的中心原子與原型分子對應的中心原子的雜化軌道類型相同。如:CH3CH=CH2可看成乙烯基取代了甲烷分子中的一個氫原子,則甲基碳原子采用sp3雜化,也可看成甲基取代了乙烯分子中的一個氫原子,故兩個不飽和碳原子均采用sp2雜化。(CH3)3N可看成三個甲基取代了NH3分子中的三個氫原子,所以其分子中氮原子采用sp3雜化。H2O2可看成羥基取代了H2O分子中的一個氫原子,故H2O2中氧原子應采用sp3雜化。B(OH)3可看成三個羥基取代了BF3中的氟原子,可知B(O

16、H)3中硼原子采用sp2雜化。突破一突破二突破三突破四突破五變式訓練3-1甲醛分子的結構式如圖所示,用兩個Cl取代甲醛分子中的H可得到二氯甲醛,下列描述正確的是()A.甲醛分子中有四個鍵B.二氯甲醛分子中的碳原子采取sp3雜化C.甲醛分子中的HCH鍵角與二氯甲醛分子中的ClCCl鍵角相等D.二氯甲醛分子的空間結構為三角形,分子中存在一個鍵突破一突破二突破三突破四突破五答案:D解析:甲醛分子中有三個鍵,A不正確;二氯甲醛分子中的碳原子采取sp2雜化,B不正確;根據價電子對互斥理論可知,二氯甲醛分子中的氯原子有三對孤電子對,孤電子對對成鍵電子對有更強的排斥作用,所以,甲醛分子中的HCH鍵角與二氯甲

17、醛分子中的ClCCl鍵角不相等,C不正確;二氯甲醛分子的空間結構為三角形,碳與氧形成的雙鍵中有一個是鍵,D正確。突破一突破二突破三突破四突破五變式訓練3-2指出下列原子的雜化軌道類型及分子或離子的空間結構。(1)BCl3中的B采用雜化,空間結構為。(2)PH3中的P采用雜化,空間結構為。(3)中的N采用雜化,空間結構為。答案:(1)sp2三角形(2)sp3三角錐形(3)sp2角形突破一突破二突破三突破四突破五解析:(1)BCl3:B采用sp2雜化,三個雜化軌道分別與三個Cl形成鍵,沒有孤電子對,分子空間結構為三角形。(2)PH3:P采用sp3雜化,其中一個雜化軌道上有一對孤電子對不參與成鍵,另

18、外三個雜化軌道分別與三個H形成鍵,由于一對孤電子對的存在,三個H不可能平均占據P周圍的空間,而是被孤電子對排斥到一側,形成三角錐形結構。(3):N采用sp2雜化,其中兩個雜化軌道分別與兩個O形成鍵,另一個雜化軌道有一對孤電子對,離子空間結構為角形。突破一突破二突破三突破四突破五分子或離子的空間結構及判斷方法分子或離子的空間結構及判斷方法典例4價電子對互斥理論可用于預測簡單分子或離子的空間結構。請回答下列問題:(1)利用價電子對互斥理論推斷下列分子或離子的空間結構:(2)利用價電子對互斥理論推斷鍵角的大小:甲醛中HCH的鍵角(填“”“”或“=”,下同)120;SnBr2分子中BrSnBr的鍵角1

19、20;PCl3分子中,ClPCl的鍵角10928。突破一突破二突破三突破四突破五(3)有兩種活性反應中間體微粒,它們的微粒中均含有1個碳原子和3個氫原子。請依據下面給出的這兩種微粒的球棍模型,寫出相應的化學式:A:。B:。(4)按要求寫出第2周期非金屬元素形成的中性分子的化學式:平面形分子,三角錐形分子,四面體形分子。突破一突破二突破三突破四突破五答案:(1)三角形角形直線形三角形三角形直線形(2)(3)(4)BF3NF3CF4突破一突破二突破三突破四突破五(3)AB3型微粒,中心原子無孤電子對的呈三角形,有一對孤電子對的或者有一成單電子的呈三角錐形,所以A、B的化學式分別是(4)第2周期的五

20、種非金屬元素B、C、N、O、F構成的中性分子中,平面形分子為BF3,三角錐形分子為NF3,四面體形分子為CF4。突破一突破二突破三突破四突破五規律方法分子或離子空間結構的判斷方法(1)用價電子對互斥理論判斷。價電子對互斥模型說明的是價電子對的空間結構,而分子的空間結構指的是成鍵電子對的空間結構,不包括孤電子對。當中心原子無孤電子對時,分子的空間結構與互斥模型一致。當中心原子有孤對電子時,分子的空間結構與互斥模型不一致。(2)用雜化軌道理論判斷。雜化類型雜化軌道數目雜化軌道間夾角分子空間結構實例sp2180直線形BeCl2、CHCHsp23120三角形BF3、BCl3sp3410928四面體形C

21、H4、CCl4、CH3Cl突破一突破二突破三突破四突破五(3)根據鍵角及分子的極性判斷。分子類型分子的空間結構鍵角鍵的極性分子極性 實例A2直線形(對稱)非極性鍵非極性H2、O2、N2等AB直線形(不對稱)極性鍵極性HX、CO、NO等ABA直線形(對稱)180極性鍵非極性CO2、CS2等角形(不對稱)極性鍵極性H2O、H2S等突破一突破二突破三突破四突破五分子類型分子的空間結構鍵角鍵的極性分子極性實例AB3三角形(對稱)120極性鍵非極性BF3、SO3等三角錐形(不對稱)極性鍵極性NH3、PCl3等AB4正四面體形(對稱)10928極性鍵非極性CH4、CCl4等突破一突破二突破三突破四突破五(

22、4)根據等電子原理判斷。通常情況下,等電子體的空間結構相同,如SO2與O3均為角形,CH4與均為正四面體形。常見的等電子體及其空間結構如下表所示:突破一突破二突破三突破四突破五突破一突破二突破三突破四突破五變式訓練4-1價電子對互斥模型指的是價電子對的空間結構。根據雜化軌道理論和價電子對互斥理論,判斷下列分子或者離子的中心原子雜化方式、價電子對互斥模型及空間結構均正確的是()選項分子式中心原子雜化方式價電子對互斥模型分子或離子的空間結構ASO2sp直線形直線形BHCHOsp2三角形三角錐形CNF3sp2四面體形三角形Dsp3正四面體形正四面體形突破一突破二突破三突破四突破五答案:D解析:SO2

23、中心原子雜化方式為sp2雜化,價電子對互斥模型呈三角形,分子的空間結構為角形,A項錯誤;HCHO中心原子雜化方式為sp2雜化,價電子對互斥模型呈三角形,分子的空間結構為三角形,B項錯誤;NF3中心原子雜化方式為sp3雜化,價電子對互斥模型呈四面體形,分子的空間結構為三角錐形,C項錯誤。突破一突破二突破三突破四突破五變式訓練4-2下列離子的價電子對互斥模型與其空間結構一致的是()答案:B突破一突破二突破三突破四突破五判斷分子極性的方法判斷分子極性的方法典例5下列各組分子中,都是由極性鍵構成的極性分子的一組是()A.CH3Cl和Cl2B.NH3和H2OC.H2S與CS2D.CO2與HI答案:B解析

24、:A中Cl2是由非極性鍵構成的非極性分子;C中CS2是由極性鍵構成的非極性分子;D中CO2是由極性鍵構成的非極性分子。突破一突破二突破三突破四突破五規律方法判斷分子極性的方法判斷一個分子是否是極性分子,就要看整個分子里的電荷分布是否對稱,電荷均勻分布的分子為非極性分子,電荷不均勻分布的分子為極性分子。分子是否有極性,不能僅由鍵的極性判斷,應結合分子的空間結構綜合判斷。分子的極性可以從以下幾方面來判斷。(1)看化學鍵類型。只由非極性鍵構成或不含共價鍵的分子(O3等除外)一定是非極性分子;只含有極性鍵的分子可能是極性分子也可能是非極性分子;含有非極性鍵的分子也可能是極性分子;極性分子一定含有極性鍵

25、,也可能含有非極性鍵。突破一突破二突破三突破四突破五(2)看鍵角。以極性鍵結合的多原子分子中,有些屬于極性分子,有些屬于非極性分子,這取決于分子中各化學鍵的空間排列,而鍵角是決定分子空間結構的因素之一。三原子分子CO2、CS2及四原子分子C2H2,雖然都含有極性鍵,但分子中鍵角均為180,因此電荷分布完全對稱,所以是非極性分子。而同樣是三原子分子的H2O、H2S、HCN等分子,由于電荷分布不對稱,都是極性分子。(3)看分子的對稱性。如CH4分子的正四面體形和BF3分子的正三角形都是完全對稱的空間結構,雖然分子中的化學鍵有極性,但分子空間結構從整體看是對稱的,鍵的極性相互抵消,分子沒有極性。而CHCl3、NH3等分子因分子空間結構不對稱而成為極性分子。突破一突破二突破三突破四突破五(4)看化合價。分子內中心原子的化合價絕對值(或可理解為共價單鍵數目,一個雙鍵看成兩個單鍵)等于其主族序數(即最外層電子數)時,分子為非極性分子,如BF3、CH4、CO2、PCl5、SiCl4、SO3、BeCl2等均為非極性分子,其他的如NO2、CO、SO2、NH3、NF3等為極性分子。突破一突破二突破三突破四突破五(5)看孤電子對。分子內中心原子的最外層無孤電子對(非共用