2018-2019學(xué)年高中化學(xué) 第2章 化學(xué)鍵與分子間作用力 本章重難點專題突破一 共價鍵的“六大要點”解讀學(xué)案 魯科版選修3.docx

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1　共價鍵的“六大要點”解讀 　共價鍵是化學(xué)鍵的一種重要類型，是原子之間通過共用電子對形成的相互作用。 1．共價鍵的類型 (1)根據(jù)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(jù)共用電子對數(shù)，共價鍵分為單鍵、雙鍵、叁鍵。 (3)根據(jù)原子軌道的重疊方式不同，可分為σ鍵(頭碰頭)和π鍵(肩并肩)。 (4)配位鍵是一種特殊的共價鍵。它是成鍵元素原子一方提供孤對電子，另一方提供空軌道。 【典例1】　M、N、X、Y四種主族元素在周期表里的相對位置如下表所示，已知它們的原子序數(shù)總和為46。 M N X Y (1)M與Y形成的化合物中含________鍵，屬______分子。(填“極性”或“非極性”) (2)N元素形成的單質(zhì)分子中的化學(xué)鍵類型及數(shù)目是______(填“σ鍵”或“π鍵”)。在化學(xué)反應(yīng)中________易斷裂。 (3)由N、Y的氫化物相互作用所生成的物質(zhì)的電子式為________。其中的化學(xué)鍵有________。 (4)寫出M單質(zhì)與X元素最高價氧化物對應(yīng)的水化物反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)核電荷數(shù)比X元素少8的元素可形成多種粒子，按要求填入空格中： 質(zhì)子數(shù) 16 16 16 電子數(shù) 16 17 18 化學(xué)式 解析　設(shè)M的質(zhì)子數(shù)是x，則N的質(zhì)子數(shù)是x＋1，X的質(zhì)子數(shù)是x＋10，Y的質(zhì)子數(shù)是x＋11,4x＋22＝46，x＝6，四種元素分別是C、N、S、Cl。M與Y形成的化合物為CCl4，分子中化學(xué)鍵是極性鍵，是非極性分子。N2分子中有一個σ鍵、兩個π鍵，其中π鍵不穩(wěn)定易斷裂。碳與濃硫酸反應(yīng)生成CO2、SO2和H2O。質(zhì)子數(shù)、電子數(shù)均為16的是O2，質(zhì)子數(shù)是16、電子數(shù)是17的是O，質(zhì)子數(shù)為16、電子數(shù)是18的是O。 答案　(1)極性　非極性 (2)一個σ鍵、兩個π鍵　π鍵 (3)[HN,H]＋[C]－　離子鍵、共價鍵、配位鍵 (4)C＋2H2SO4(濃)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O (5)O2　O　O 2．共價鍵的特征 (1)共價鍵的飽和性： ①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，便可和幾個自旋方向相反的電子配對成鍵，這就是共價鍵的“飽和性”。H原子、Cl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。 ②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： ①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(xiàn)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(xiàn)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，所以要取得最大重疊，共價鍵必然有方向性。 ②共價鍵的方向性決定了分子的空間構(gòu)型。 3．共價鍵存在范圍 (1)非金屬單質(zhì)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中。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中。如：BeCl2、HgCl2、AlCl3等。 (4)部分離子化合物中。如：Na2O2、NaOH、Na2SO4、NH4Cl等。 4．共價鍵強弱的判斷 影響共價鍵強弱的主要因素是鍵能、核間距和共用電子對的多少。判斷共價鍵的強弱可依據(jù)下列幾條： (1)由原子半徑和共用電子對數(shù)判斷：成鍵原子的半徑越小，共用電子對數(shù)越多，則共價鍵越牢固，含有共價鍵的分子越穩(wěn)定。如原子半徑：FH—Cl>H—Br>H—I，穩(wěn)定性：HF>HCl>HBr>HI。 (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。 【典例2】　實驗測得不同物質(zhì)中O—O鍵的鍵長和鍵能數(shù)據(jù)如下表。其中X、Y的鍵能數(shù)據(jù)尚未測定，但可根據(jù)規(guī)律性推導(dǎo)鍵能的大小順序為W>Z>Y>X。 O—O鍵 數(shù)據(jù)　 O O O2 O 鍵長/(10－12m) 149 128 121 112 鍵能/(kJmol－1) X Y Z＝494 W＝628 (1)鍵長與鍵能的關(guān)系規(guī)律是____________________________________________。 (2)鍵長與電子總數(shù)的關(guān)系規(guī)律是_________________________________________。 (3)鍵能與電子總數(shù)的關(guān)系規(guī)律是_________________________________________。 解析　利用題中提供的信息去偽存真是找到正確規(guī)律的基本方法，是學(xué)習(xí)中著重提高的能力。電子數(shù)由多到少的順序為O>O>O2>O，鍵長由大到小的順序為O>O>O2>O，鍵能由大到小的順序為O>O2>O>O。綜合三者之間關(guān)系可得出電子數(shù)與鍵能、鍵長之間的關(guān)系為鍵長越長，鍵能越小，電子數(shù)越多。 答案　(1)鍵長越長，鍵能越小　(2)鍵長越長，電子總數(shù)越多　(3)鍵能越大，電子總數(shù)越少(其他合理答案也可) 5．共價鍵的鍵能與化學(xué)反應(yīng)熱 化學(xué)反應(yīng)過程伴隨著能量的變化，熱能是能量變化的表現(xiàn)形式之一。在化學(xué)反應(yīng)過程中，舊化學(xué)鍵的斷裂需要吸收熱量，新化學(xué)鍵的形成一般是放出熱量。一個反應(yīng)是吸熱還是放熱，就是比較吸收的總能量和釋放的總能量的大小。 (1)放熱反應(yīng)：舊鍵斷裂吸收的總能量小于新鍵形成放出的總能量。 (2)吸熱反應(yīng)：舊鍵斷裂吸收的總能量大于新鍵形成放出的總能量。 (3)反應(yīng)熱(ΔH)與鍵能的關(guān)系： ΔH＝反應(yīng)物的鍵能總和－生成物的鍵能總和 ΔH>0時，為吸熱反應(yīng)；ΔH<0時，為放熱反應(yīng)。 6．共價鍵分子中8個電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的判斷 判斷分子結(jié)構(gòu)中各原子最外層電子是否滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的簡捷方法如下： (1)分子中若含有氫元素，則氫原子不能滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。 (2)某元素化合價絕對值與其原子最外層電子數(shù)之和等于8，則該元素的原子最外層滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。如： ①C原子最外層電子數(shù)為4，CO2中C為＋4價，二者之和為8；O原子最外層電子數(shù)為6，CO2中O為－2價(絕對值是2)，二者之和為8，則CO2分子中所有原子都滿足最外層8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。 ②N原子最外層5個電子，NO2中，N為＋4價，二者之和為9，故N原子不滿足最外層8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。 ③B原子最外層3個電子，BF3中，B為＋3價，二者之和為6，故B原子不滿足最外層8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。 【典例3】　下列分子中所有原子的價電子層都滿足最外層8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的是(　　) A．六氟化氙(XeF6) B．次氯酸(HClO) C．二氯化硫(S2Cl2) D．三氟化硼(BF3) 解析　8電子(氫是2電子)是穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，但并不是所有分子中的所有原子的價電子層都會達(dá)到8電子結(jié)構(gòu)。A項，XeF6中必然有6對共用電子，Xe不會是8電子結(jié)構(gòu)；B項，HClO的電子式為H，其中Cl、O達(dá)到8電子結(jié)構(gòu)，而H只有2個電子；C項，S2Cl2的電子式為 ，可見S、Cl都達(dá)到8電子結(jié)構(gòu)；D項，BF3的電子式為B,，可見B原子不是8電子結(jié)構(gòu)。 答案　C 理解感悟　(1)氫原子不可能達(dá)8電子結(jié)構(gòu)，凡含氫的化合物均不選；(2)一般這類題目要注意各原子的連接順序，如含氧酸中氫是連接在氧原子上的；(3)一般來說，共價化合物 中，原子的最外層電子數(shù)＝該原子的價電子數(shù)＋成鍵數(shù)。