必考点04共价键
题型一共价键的形成与分类
例1.(2021·辽宁实验中学高二阶段练习)下列说法正确的是
A.原子轨道与电子云都是用来形象描述电子运动状态的
B.电子的运动状态可从能层、能级、轨道3个方面进行描述
C.气体单质中,一定有σ键,可能有π键
D.1个乙烯分子中含有4个σ键,1个π键
例2.(2021·全国·高二课时练习)下列有机化合物中σ键与π键个数比为3∶2的是
A.CH3CH3 B.CH2=CH2
C.CH≡CH D.CH4
例3.(2021·辽宁沈阳·高二阶段练习)下列关于σ键和π键的说法中,错误的是
A.所有的σ键的强度都比π键大
B.σ键是原子轨道“头碰头”式重叠,π键是原子轨道“肩并肩”式重叠
C.s—sσ键与s—pσ键的电子云形状的对称性相同
D.σ键可以绕键轴旋转,π键一定不能绕键轴旋转
例4.(2021·辽宁沈阳·高二阶段练习)下列分子中存在的共价键类型完全相同(从σ键、π键的形成方式角度分析)的是
A.CH4与C2H2 B.H2O与HCl
C.H2与Cl2 D.Cl2与N2
【解题技巧提炼】
1.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。
(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,原子轨道重叠的越多,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。如图所示。
2.共价键类型(按成键原子的原子轨道的重叠方式分类)
共价键eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(按共用电子对的数目\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(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)),按电子云重叠方式\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(σ键\o(――→,\s\up7(特征))电子云呈轴对称,π键\o(――→,\s\up7(特征))电子云呈镜面对称))))
题型二、共价键键参数——键能、键长与键角
例1.(2021·全国·高二课时练习)反映共价键强弱的物理量是
A.键能 B.键能、键长
C.键能、键长、键角 D.键长、键角
例2.(2021·山东·微山县第二中学高二阶段练习)根据下表中所列键能数据,判断下列分子中,最不稳定的分子是
化学键
H-H
H-Cl
H-I
Cl-Cl
Br-Br
键能/kJ·mol-1
436
431
299
247
193
A.HCl B.HBr C.H2 D.Br2
例3.(2021·浙江·诸暨中学高二期中)下列说法不正确的是
A.乙烯中C=C键的键能小于乙烷中C-C键的键能的2倍
B.σ键可以绕键轴旋转,π键不能绕键轴旋转
C.在气体单质中,一定有σ键,可能有π键
D.s-pσ键和p-pσ键电子云对称性相同
例4.(2021·全国·高二课时练习)NH3分子的空间结构是三角锥形结构而不是平面正三角形结构,最充分的理由是
A.NH3分子内3个N—H键长均相等
B.NH3分子内3个价键的键角和键长均相等
C.NH3分子内3个N—H的键长相等,键角都等于107°
D.NH3分子内3个N—H的键长相等,键角都等于120°
【解题技巧提炼】
1.键能
原子间形成共价键时,原子轨道重叠程度越大,释放能量越多,所形成的共价键键能越大,共价键越稳定。
一般来说,结构相似的分子,共价键的键能越大,分子越稳定。
利用键能计算反应热:ΔH=反应物总键能-生成物总键能
2.键角
在多原子分子中键角是一定的,能表明共价键具有方向性,因此键角影响着共价分子的空间结构。
常见分子的键角
分子的空间结构
键角
实例
正四面体形
109°28′
CH4、CCl4
平面形
120°
苯、乙烯、BF3等
三角锥形
107°
NH3
V形(角形)
105°
H2O
直线形
180°
CO2、CS2、CH≡CH
3.键长
(1)键长与分子空间结构的关系:键长是影响分子空间结构的因素之一。如CH4分子的空间结构是正四面体,而CH3Cl只是四面体而不是正四面体,原因是C—H和C—Cl的键长不相等。
(2)定性判断键长的方法
①根据原子半径进行判断。在其他条件相同时,成键原子的半径越小,键长越短。
②根据共用电子对数判断。就相同的两原子形成的共价键而言,当两个原子形成双键或者三键时,由于原子轨道的重叠程度增大,原子之间的核间距减小,键长变短,故单键键长>双键键长>三键键长。
题型一共价键的形成与分类
1.(2021·北京·101中学高二期末)σ键可由两个原子的s轨道、一个原子的s轨道和另一个原子的p轨道以及一个原