第1课时 共价键
1.下列原子轨道之间发生重叠形成的化学键类型说法错误的是（ ）
A.s轨道与s轨道一定形成σ键
B.s轨道与p轨道一定形成σ键
C.p轨道与p轨道可能会形成σ键
D.p轨道与p轨道一定会形成π键
2.关于乙醇分子的下列说法正确的是（ ）
A.一个分子中共含有8个极性键
B.分子中不含非极性键
C.分子中只含σ键
D.一个分子中含有1个π键
3.下列化学反应所断裂的共价键中，仅断裂σ键的是（ ）
A.N2＋3H22NH3
B.2C2H2＋5O22H2O＋4CO2
C.Cl2＋H22HCl
D.C2H4＋H2C2H6
4.在N2F2分子中，所有原子均达到8电子稳定结构，则该分子中两个氮原子之间的键型构成是（ ）
A.仅有一个σ键
B.仅有一个π键
C.一个σ键，一个π键
D.一个σ键，两个π键
5.下列反应能说明σ键比π键牢固的是（ ）
A.CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl
B.CH2CH2＋Br2CH2BrCH2Br
C.2H2＋O22H2O
D.H2＋Cl22HCl
6.下列分子的结构式与共价键的饱和性不相符的是（ ）
A.H2O2（过氧化氢）：H—OO—H
B.N2H4（肼）：
C.C2H5SH（乙硫醇）：
D.SiHCl3（三氯氢硅）：
7.具有下列电子排布式的原子中，不能形成π键的是（ ）
A.1s22s22p63s23p4 B.1s22s22p3
C.1s22s22p63s1 D.1s22s22p2
8.（1）指出下图所表示的共价键类型的名称，并列举含有该共价键的一种物质，写出其分子式。
① 键， ；
② 键， ；
③ 键， ；
④ 键， ；
⑤ 键， 。
（2）某有机化合物分子的结构简式为
CH2CHCOOH，该分子中有 个σ键、 个π键，有 种极性键， （填“有”或“没有”）非极性键。
9.（1）如图所示的分子中，有 个σ键， 个π键。
（2）X、Y、Z是元素周期表中的短周期主族元素，其中X、Y同周期，Y、Z同主族，Y原子最外层p轨道上的电子数等于前一电子层电子总数，X原子最外层的p能级中只有一个轨道填充了2个电子，而且这三种元素可以形成化合物YX2、ZX2。根据上述信息回答下列问题：
①写出下列元素符号：
X ，Y ，Z 。
②YX2分子中含 个σ键，含 个π键。
10.（2024·昆明高二检测）下列关于共价键的叙述，正确的是（ ）
A.σ键与π键电子云均为镜面对称
B.非金属元素之间只能形成共价键
C.分子中有σ键不一定有π键，有π键则一定有σ键
D.1 mol N2含有π键的数目为1NA
11.乙烯是一种常用的催熟剂，下列对乙烯中化学键的分析正确的是（ ）
A.在乙烯分子中有一个σ键、一个π键
B.乙烯在发生加成反应时，断裂的是碳原子间的σ键
C.乙烯可以在一定条件下制得氯乙烯，在该过程断裂的是C—H σ键
D.乙烯分子中的σ键关于镜面对称
12.已知P元素的价层电子排布为3s23p3，P与Cl形成的化合物有PCl3、PCl5，下列判断正确的是（ ）
A.磷原子最外层有三个未成对电子，故只能结合三个氯原子形成PCl3
B.PCl3分子中的P原子不满足8e－结构
C.PCl5分子中的P—Cl既含有σ键又含有π键
D.磷原子最外层有三个未成对电子，但是能形成PCl5，说明传统的价键理论存在缺陷
13.下列叙述正确的是（ ）
A.CN－与N2的结构相似，分子中σ键与π键的数目之比为1∶1
B.CO与N2的结构相似，CO分子中σ键与π键的数目之比为2∶1
C.共价化合物H2O2中含有σ键，离子化合物Na2O2中也含有σ键
D.已知反应N2O4（l）＋2N2H4（l）3N2（g）＋4H2O（l），若该反应中有4 mol N—H断裂，则形成的π键的数目为1.5NA
14.X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的常见元素，其原子序数依次增大。X元素的一种核素的质量数为12，中子数为6；Y元素是动植物生长不可缺少的、构成蛋白质的重要组成元素；Z的基态原子核外9个原子轨道上填充了电子且有2个未成对电子，与X、Y不同族；W是一种常见元素，可以形成3种氧化物，其中一种氧化物是具有磁性的黑色晶体。
（1）Y2分子中存在的σ键和π键个数之比为 。
（2）元素X的一种氧化物XO和XY－与Y2结构相似，XO分子内σ键与π键个数之比为 。X、Y与氢元素形成的一种化合物HXY分子中σ键与π键数目之比为 。
（3）元素X的一种单质是一种由单层X原子构成的平面结构新型材料（如图），1号X与相邻X形成σ键的个数为 。
15.a、b、c、d为四种由短周期主族元素组成的中性粒子，它们都有14个电子，且粒子内部以共价键结合。请回答下列问题：
（1）a单质由原子构成，a单质可用作半导体材料，a原子核外电子排布式为 。
（2）b是双核化合物，常温下为无色无味气体。b的化学式为 。
（3）c是双核单质，写出其电子式： 。c分子中所含共价键的类型为 （填“极性键”或“非极性键”）。
（4）d是四核化合物，其结构式为 ；d分子内所含共价键有 个σ键， 个π键；σ键与π键的强度大小关系为σ键 （填“＞”“＜”或“＝”）π键，原因是 。
第1课时 共价键
1.D s轨道只可能发生“头碰头”重叠形成σ键，A、B正确；p轨道与p轨道既可以发生“头碰头”重叠形成σ键，也可以发生“肩并肩”重叠形成π键，所以C正确，D错误。
2.C 乙醇的结构式为，可知，分子中全部为单键，只含σ键，不含π键，含7个极性键，一个非极性键，C项正确。
3.C N2中含，反应中π键断裂，A项不符合题意；C2H2中含，反应中π键断裂，B项不符合题意；H—H、Cl—Cl均为单键，反应中仅断裂σ键，C项符合题意；C2H4中含，反应中π键断裂，D项不符合题意。
4.C 由题给条件所有原子均达到8电子稳定结构可知，其结构式应为F—NN—F，则两个氮原子之间为氮氮双键，即一个σ键，一个π键。
5.B 碳碳双键由一个σ键和一个π键组成，CH2CH2发生加成反应时π键断裂，说明σ键比π键牢固。
6.A 由共价键的饱和性可知，C、Si均形成4个共价键，H形成1个共价键，N形成3个共价键，O、S均形成2个共价键，Cl形成1个共价键。A项中H2O2结构式错误，与其饱和性不相符。
7.C 根据电子排布式可知四种原子分别是S、N、Na、C，其中Na是活泼金属，在化学反应中易失去最外层的一个电子，形成离子键，而π键是共价键的一种，S、N、C均能形成π键。
8.（1）①s-s σ H2 ②s-p σ HCl ③p-p σ Cl2 ④pz-pzπ N2 ⑤py-py π N2 （2）8 2 4 有
解析：（2）单键是σ键，双键中含有1个σ键和1个π键，故分子中有8个σ键、2个π键，有C—H、CO、C—O、O—H 4种极性键；含有CC、C—C非极性键。
9.（1）10 3 （2）①O C Si ②2 2
解析：（1）该分子中有6个C—H、2个C—C、1个CC、1个C≡C，单键全是σ键，双键中有1个σ键和1个π键，三键中有1个σ键和2个π键，故该分子中共有10个σ键和3个π键。（2）①X、Y、Z元素符号分别是O、C、Si。②CO2分子的结构式为OCO，故其中含2个σ键、2个π键。
10.C σ键为“头碰头”方式重叠形成的，为轴对称，π键为“肩并肩”方式重叠形成的，为镜面对称，A错误；NH4Cl中N与Cl－之间存在离子键，B错误；σ键能单独存在，而π键不能单独存在，即分子中有σ键不一定有π键，有π键则一定有σ键，C正确；氮氮三键中含有1个σ键和2个π键，1 mol N2含有π键的数目为2NA，D错误。
11.C 在乙烯分子中存在4个C—H σ键，CC中含有1个σ键和1个π键，A错误；乙烯分子中碳原子之间形成的σ键要比π键稳定，故乙烯在发生加成反应时断裂的是碳原子间的π键，B错误；由乙烯制得氯乙烯可看做是乙烯中的一个氢原子被氯原子取代，故断裂的是C—H σ键，C正确；σ键关于轴对称，D错误。
12.D PCl3的电子式为︰︰︰︰，P原子满足8e－稳定结构；一个PCl5分子中有5个P—Cl σ键，这违背了传统价键理论饱和性原则，说明传统价键理论不能解释PCl5的结构，即传统价键理论存在缺陷。
13.C 由CN－与N2的结构相似，可推断出的结构式为，其分子中含有6个σ键和3个π键，所以σ键与π键的数目之比为2∶1，A项错误；CO与N2的结构相似，则CO的结构式为，σ键与π键的数目之比为1∶2，B项错误；H2O2中的O—H和O—O都是共价单键，属于σ键，Na2O2中存在O—O共价单键，是σ键，C项正确；N2H4分子中含有4个N—H，若该反应中有4 mol N—H断裂，则生成1.5 mol N2，形成π键的数目是3NA，D项错误。
14.（1）1∶2 （2）1∶2 1∶1 （3）3
解析：根据题给信息分析可知，X、Y、Z、W分别为C、N、S、Fe。（1）N2中含N≡N，其中有1个σ键、2个π键。（2）元素X的氧化物CO和CN－与N2结构相似，推知CO的结构式为C≡O，含有1个σ键、2个π键；CN－的结构式为[C≡N]－，HCN的结构式为H—C≡N，HCN分子中σ键与π键数目均为2个。（3）由题图可看出每个碳原子能与三个碳原子形成单键，故能形成3个σ键。
15.（1）1s22s22p63s23p2 （2）CO （3）︰N N︰ 非极性键
（4）H—C≡C—H 3 2 ＞ 形成σ键的原子轨道的重叠程度比π键的重叠程度大，形成的共价键更强
解析：（1）由题意知，a是Si，Si可作半导体材料。（2）b是含两个原子的化合物，根据其性质：无色无味气体，易引起中毒，推断b为CO。（3）c是双原子单质，每个原子有7个电子，故c为N2，含非极性键。（4）d是四核化合物，即4个原子共含有14个电子，只能是烃，故d为C2H2，C2H2的结构式为H—C≡C—H，其中含有3个σ键、2个π键。
4 / 4第一节 共价键
第1课时 共价键
课程 标准 1.认识原子间通过原子轨道重叠形成共价键，知道根据原子轨道的重叠方式，共价键可分为σ键和π键等类型。 2.了解共价键具有饱和性和方向性
分点突破（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 所形成的相互作用。
（2）成键粒子：一般为 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 （即原子轨道重叠）产生的强烈作用。
（4）成键条件：非金属元素的 之间形成共价键，大多数电负性之差小于1.7的金属原子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 ，便可和几个 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。
3.共价键的类型
4.对共价键认识中的易错点
（1）非金属元素之间并不是只形成共价键，也可以形成离子键，如NH4NO3只由非金属元素组成，但是含有离子键。
（2）活泼金属元素和非金属元素之间也可以形成共价键，如AlCl3中只有共价键。
（3）所有共价键都有饱和性，共价键的饱和性决定了分子的组成。
（4）并不是所有的共价键都具有方向性，如两个s轨道形成的共价键没有方向性。共价键的方向性决定了分子的空间结构。
1.为什么2个氢原子、2个氯原子结合成氢分子、氯分子，1个氢原子只能和1个氯原子结合成氯化氢分子，而不是以3个、4个或其他个数比相结合？
2.共价键可以存在于哪些物质中？所有单质分子中都有共价键吗？试举例说明。
3.水分子中的共价键是哪些原子形成的？为什么水分子中的三个原子不在一条直线上？
1.下列说法正确的是（ ）
A.所有的原子轨道都具有一定的伸展方向，因此所有的共价键都具有方向性
B.某原子跟其他原子形成共价键时，其共价键数一定等于该元素原子的价电子数
C.基态C原子有两个未成对电子，所以最多只能形成2个共价键
D.1个N原子最多只能与3个H原子结合形成NH3分子，是由共价键的饱和性决定的
2.共价键具有饱和性和方向性。下列有关叙述中不正确的是（ ）
A.共价键的饱和性是由成键原子的未成对电子数决定的
B.共价键的方向性是由成键原子轨道的方向性决定的
C.共价键的方向性决定了分子的空间结构
D.所有共价键都具有方向性
分点突破（二） σ键和π键
1.σ键
形成 由两个原子的s轨道或p轨道“ ”重叠形成
类 型 s-s型
s-p型
p-p型
特征 ①以形成化学键的两原子核的连线为轴做旋转操作，共价键的电子云的图形 ，这种特征称为轴对称； ②σ键的强度
2.π键
形成 由两个原子的p轨道“ ”重叠形成
p-p 型
特征 ①每个π键的电子云由两块组成，它们互为 ，这种特征称为镜面对称； ②π键 旋转；不如σ键牢固，比较容易
3.σ键与π键的比较
共价键类型 σ键 π键
原子轨道重叠方式 沿键轴方向“头碰头”重叠 沿键轴方向“肩并肩”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
化学活泼性 不活泼 活泼
成键规律 共价单键是σ键；共价双键中有一个σ键、一个π键；共价三键中有一个σ键、两个π键
4.σ键、π键的判断
共价单键是 键；
共价双键中有 个 键， 个 键；
共价三键中有 个σ键， 个π键。
下面是乙烷、乙烯、乙炔的球棍模型和空间填充模型：
【交流讨论】
1.观察乙烷、乙烯、乙炔分子的结构模型，它们的分子中的共价键分别由几个σ键和几个π键构成？
2.乙烯、乙炔的化学性质为什么比乙烷活泼？
3.解释乙烯分子中π键是如何形成的？
4.在气体单质分子中，一定含σ键，可能含有π键，对吗？
1.（2024·烟台模拟）下列说法对σ键和π键的认识不正确的是（ ）
A.分子中只要含有共价键，则至少含有一个σ键
B.s-s σ键、p-p σ键与s-p σ键都是轴对称的
C.p-p σ键和p-p π键的重叠方式是相同的
D.含有π键的分子在反应时，π键较易断裂发生化学反应
2.下列分子中既不存在s-p σ键，也不存在p-p π键的是（ ）
A.HCl B.HF C.CO2 D.SCl2
3.（2024·北京顺义区高二检测）下列说法中正确的是（ ）
A.共价键的成键原子只能是非金属原子
B.所有的σ键的强度都比π键的大
C.在所有分子中都存在化学键
D.s-s σ键与s-p σ键的电子云形状的对称性相同
分子（或离子）中σ键和π键数目的判断（归纳与论证）
【典例】 按要求填空：
（1）（2022·湖南高考）富马酸
（）分子中σ键与π键的数目之比为 。
（2）（2021·全国甲卷）CO2分子中存在 个σ键和 个π键。
（3）（经典高考）1 mol HC≡CH分子中所含σ键数为 NA。
（4）（经典高考）柠檬酸的结构简式为，1 mol柠檬酸分子中碳原子与氧原子形成的σ键数目为 mol。
【规律方法】
1.σ键与π键的存在
（1）单键为σ键，双键含1个σ键、1个π键，三键含1个σ键、两个π键。
（2）常见的双键有碳碳双键（如CH2CH2）、碳氧双键（如CO2、）、碳硫双键（如CS2）。
（3）常见的三键有碳碳三键（如HC≡CH）、氮氮三键（如N≡N）、碳氮三键（如H—C≡N）。
2.判断分子或离子中σ键和π键数目的方法
（1）依据电子式或结构式进行判断
如丙炔（CH3C≡CH）分子中σ键数为6，π键数为2；CN－（[︰C N︰]－）中σ键数为1，π键数为2。
（2）依据共价键的类型判断数目
共价键
（3）依据共价分子的组成判断σ键数目
ABx型分子或原子团中，含σ键数目为x；如H2O中含2个σ键，NH3中含3个σ键，C中含3个σ键，S中含4个σ键。
【迁移应用】
1.下列有关CH2CH—C≡N分子中所含化学键数目的说法正确的是（ ）
A.3个σ键、3个π键
B.4个σ键、3个π键
C.6个σ键、2个π键
D.6个σ键、3个π键
2.某物质可溶于水、乙醇，熔点为209.5 ℃，其分子的结构简式如图所示。下列说法不正确的是（ ）
A.该分子中含有极性共价键
B.1 mol该物质中σ键和π键的个数比为5∶3
C.该分子中原子最外层均达到8电子稳定结构的为C、N
D.该分子中的共价键按原子轨道重叠方式划分为2种
3.（2024·惠州高二检测）回答下列问题。
（1）CH4中的化学键从形成过程来看，属于 （填“σ”或“π”）键。
（2）已知CN－与N2结构相似，推算HCN分子中σ键与π键数目之比为 。
（3）C60分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成共价键，且每个碳原子最外层都满足8电子稳定结构，则C60分子中π键的数目为 。
1.下列有关化学用语的叙述错误的是（ ）
A.COCl2分子的结构式：
B.HBr分子的电子式：H︰︰
C.乙炔分子中的共价键由3个σ键和2个π键组成
D.H原子和O原子既可以形成H2O分子，也可以形成H2O2分子，这与共价键的饱和性相矛盾
2.根据氢原子和氟原子的核外电子排布，对F2和HF分子中形成的共价键描述正确的是（ ）
A.两者都为s-s σ键
B.两者都为p-p σ键
C.前者为p-p σ键，后者为s-p σ键
D.前者为s-s σ键，后者为s-p σ键
3.下列分子中，只有σ键没有π键的是（ ）
A.CH4 B.N2
C.CH2CH2 D.CH≡CH
4.有以下物质：
①HF，②Cl2，③H2O，④N2，⑤C2H4，⑥C2H6，⑦H2，⑧H2O2，⑨HCN（H—C≡N）。
（1）只有σ键的是 （填序号，下同）；既有σ键又有π键的是 。
（2）含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的是 。
（3）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σ键的是 。
（4）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σ键的是 。
第1课时 共价键
【基础知识·准落实】
分点突破（一）
师生互动
1.（1）共用电子对 （2）非金属 （3）共用电子对 （4）原子 2.（1）未成对电子 自旋状态相反
探究活动
1.提示：由氢原子和氯原子的电子式可知两个原子都只有一个未成对电子，从分子的形成过程来看，只有未成对电子才能形成共用电子对，因此氢分子、氯分子和氯化氢分子中只能由两个原子各提供1个未成对电子形成共用电子对，也决定了其分子中的原子个数。
2.提示：共价键可以存在于单质中，如H2、O2、Cl2等；也可以存在于共价化合物中，如H2O、H2SO4、CH4等；还可以存在于离子化合物中，如NaOH、NH4Cl、Na2O2等。并不是所有单质分子中都有共价键，如稀有气体分子中不存在共价键。
3.提示：水分子中的共价键是由O原子和H原子形成的单键；共价键具有方向性导致水分子中的三个原子不在一条直线上。
自主练习
1.D 仅由2个s原子轨道重叠形成的共价键没有方向性，其他原子轨道重叠形成的共价键都有方向性，A项错误；非金属元素的原子形成的共价键数目不一定等于该元素的价电子数，如NH3中共价键数是3，但是氮原子的价电子数是5，B项错误；CH4中有4个C—H σ共价键，C项错误；N原子最外层2p轨道上共有3个未成对电子，1个N原子可以与3个H原子结合形成NH3，此时共价键饱和，D项正确。
2.D 原子的未成对电子一旦配对成键，就不再与其他原子的未成对电子配对成键，故成键原子的未成对电子数决定了该原子形成的共价键数量，即饱和性，A项正确；形成共价键时，为了达到原子轨道的最大重叠程度，成键的方向与原子轨道的伸展方向就存在着必然的联系，则共价键的方向性是由成键原子轨道的方向性决定的，而共价键的方向性又决定了所形成分子的空间结构，B、C项正确；由于s轨道是球形对称的，故仅由两个s轨道重叠形成的共价键无方向性，D项不正确。
分点突破（二）
师生互动
1.头碰头 不变 较大 2.肩并肩 镜像 不能 断裂
4.σ 1 σ 1 π 1 2
探究活动
交流讨论
1.提示：
乙烷 乙烯 乙炔
σ键数目 7 5 3
π键数目 0 1 2
2.提示：乙烯的碳碳双键中含1个σ键和1个π键，乙炔的碳碳三键中含1个σ键和2个π键；π键原子轨道重叠程度小，不稳定，容易断裂；而乙烷分子中只有σ键没有π键，σ键稳定，不易断裂，故乙烯、乙炔的化学性质活泼。
3.提示：乙烯分子中两个碳原子的p轨道“头碰头”重叠形成一个σ键，而两个碳原子间相互垂直的p轨道“肩并肩”重叠形成一个π键，故乙烯分子中的碳碳双键由一个σ键和一个π键构成。
4.提示：稀有气体的单质分子中不含化学键；多原子分子中一定含有σ键，可能含有π键。
自主练习
1.C p-p σ键是“头碰头”重叠而p-p π键是“肩并肩”重叠，C错误。
2.D HCl、HF分子中都含有H原子，s电子云与p电子云形成s-p σ键，A、B项不符合题意；CO2分子中含有CO，有π键存在，C项不符合题意；SCl2（）分子中只存在2个p-p σ键（S—Cl），D项符合题意。
3.D 氯化铝分子中铝原子与氯原子之间形成的化学键是共价键，所以共价键的成键原子不只能是非金属原子，A错误；一般情况下，σ键比π键强度大，可能存在例外情况，如氮气中σ键的强度比π键强度小，B错误；稀有气体分子中不存任何化学键，C错误；s-s σ键与s-p σ键的电子云形状的对称性相同，均为轴对称，D正确。
【关键能力·细培养】
【典例】 （1）11∶3 （2）2 2 （3）3 （4）7
解析：（1）由富马酸的结构简式可知，分子中的单键为σ键，双键（包括和）中有1个σ键和1个π键，则分子中σ键数目为11，π键数目为3。（2）CO2的结构式为OCO，1个双键中有1个σ键和1个π键，因此1个CO2分子中含有2个σ键和2个π键。（3）1个HC≡CH分子中含3个σ键、2个π键，所以 1 mol HC≡CH分子中所含σ键数为3NA。（4）羧基的结构为，1个羧基中碳原子与2个氧原子形成2个σ键，羟基（—OH）与碳原子相连形成1个σ键，因此，1 mol柠檬酸分子中碳原子与氧原子形成的σ键的数目为（2×3＋1）mol＝7 mol。
迁移应用
1.D 共价单键为σ键，双键中含有1个σ键、1个π键，三键中含有1个σ键、2个π键，故 CH2CH—C≡N分子中有6个σ键和3个π键。
2.B 不同原子间形成的共价键为极性共价键，该分子中含有极性共价键，A正确；每个单键是1个σ键，每个双键含有1个σ键和1个π键，每个三键含有1个σ键和2个π键，则该物质分子中σ键和π键的个数比为9∶3＝3∶1，B错误；该物质中C和N原子最外层都达到8电子稳定结构，H原子最外层为2电子稳定结构，C正确；按原子轨道重叠方式，共价键分为2种，“头碰头”重叠形成σ键，“肩并肩”重叠形成π键，D正确。
3.（1）σ （2）1∶1 （3）30
解析：（1）CH4中含4个C—H，每个单键中含1个σ键。（2）已知CN－与N2结构相似，N2中氮原子与氮原子间形成氮氮三键，含1个σ键和2个π键，所以CN－中含1个σ键和2个π键，C原子再与H形成1个σ键，则HCN分子中σ键与π键数目的比值为1∶1。（3）每个碳原子形成的3个共价键中必然有1个双键，双键个数为碳原子个数的一半，每个双键中含1个π键，所以π键的数目为30个。
【教学效果·勤检测】
1.D H2O和H2O2分子中，H、O原子结合方式不同，但H、O原子分别形成1个、2个共价键，是共价键具有饱和性的例证和体现，D项错误。
2.C H原子的1个电子排布在1s轨道上，F原子最外层的7个电子排布在2s、2p轨道上；F2分子中的共价键是p-p σ键，HF分子中的共价键是s-p σ键。
3.A CH4分子只有C—H单键，单键为σ键；N2、CH2CH2、CH≡CH分别含三键、双键、三键，既有σ键又有π键。
4.（1）①②③⑥⑦⑧ ④⑤⑨ （2）⑦ （3）①③⑤⑥⑧⑨
（4）②④⑤⑥⑧⑨
解析：（1）共价单键是σ键，共价双键或三键才含有π键，故只有σ键的是①②③⑥⑦⑧；既有σ键又有π键的是④⑤⑨。
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第1课时 共价键
课
程 标
准 1.认识原子间通过原子轨道重叠形成共价键，知道根据原子轨
道的重叠方式，共价键可分为σ键和π键等类型。
2.了解共价键具有饱和性和方向性
目 录
1、基础知识·准落实
2、关键能力·细培养
3、教学效果·勤检测
4、学科素养·稳提升
基础知识·准落实
1
梳理归纳 高效学习
分点突破（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 所形成的相互作用。
（2）成键粒子：一般为 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 （即原子轨道重叠）产生
的强烈作用。
（4）成键条件：非金属元素的 之间形成共价键，大多
数电负性之差小于1.7的金属原子与非金属原子之间形成
共价键。
共用电子对
非金属
共用电子对
原子
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
，便可和几个 的电子配对成键，这就
是共价键的饱和性。
未成对电
子
自旋状态相反
（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。
3. 共价键的类型
4. 对共价键认识中的易错点
（1）非金属元素之间并不是只形成共价键，也可以形成离子键，
如NH4NO3只由非金属元素组成，但是含有离子键。
（2）活泼金属元素和非金属元素之间也可以形成共价键，如AlCl3
中只有共价键。
（3）所有共价键都有饱和性，共价键的饱和性决定了分子的 组成。
（4）并不是所有的共价键都具有方向性，如两个s轨道形成的共价
键没有方向性。共价键的方向性决定了分子的空间结构。
1. 为什么2个氢原子、2个氯原子结合成氢分子、氯分子，1个氢原子
只能和1个氯原子结合成氯化氢分子，而不是以3个、4个或其他个
数比相结合？
提示：由氢原子和氯原子的电子式可知两个原子都只有一个未成对
电子，从分子的形成过程来看，只有未成对电子才能形成共用电子
对，因此氢分子、氯分子和氯化氢分子中只能由两个原子各提供1
个未成对电子形成共用电子对，也决定了其分子中的原子个数。
2. 共价键可以存在于哪些物质中？所有单质分子中都有共价键吗？试
举例说明。
提示：共价键可以存在于单质中，如H2、O2、Cl2等；也可以存在
于共价化合物中，如H2O、H2SO4、CH4等；还可以存在于离子化
合物中，如NaOH、NH4Cl、Na2O2等。并不是所有单质分子中都有
共价键，如稀有气体分子中不存在共价键。
3. 水分子中的共价键是哪些原子形成的？为什么水分子中的三个原子
不在一条直线上？
提示：水分子中的共价键是由O原子和H原子形成的单键；共价键
具有方向性导致水分子中的三个原子不在一条直线上。
1. 下列说法正确的是（ ）
A. 所有的原子轨道都具有一定的伸展方向，因此所有的共价键都具
有方向性
B. 某原子跟其他原子形成共价键时，其共价键数一定等于该元素原
子的价电子数
C. 基态C原子有两个未成对电子，所以最多只能形成2个共价键
D. 1个N原子最多只能与3个H原子结合形成NH3分子，是由共价键的
饱和性决定的
解析： 仅由2个s原子轨道重叠形成的共价键没有方向性，其他
原子轨道重叠形成的共价键都有方向性，A项错误；非金属元素的
原子形成的共价键数目不一定等于该元素的价电子数，如NH3中共
价键数是3，但是氮原子的价电子数是5，B项错误；CH4中有4个
C—H σ共价键，C项错误；N原子最外层2p轨道上共有3个未成对
电子，1个N原子可以与3个H原子结合形成NH3，此时共价键饱
和，D项正确。
2. 共价键具有饱和性和方向性。下列有关叙述中不正确的是（ ）
A. 共价键的饱和性是由成键原子的未成对电子数决定的
B. 共价键的方向性是由成键原子轨道的方向性决定的
C. 共价键的方向性决定了分子的空间结构
D. 所有共价键都具有方向性
解析： 原子的未成对电子一旦配对成键，就不再与其他原子的
未成对电子配对成键，故成键原子的未成对电子数决定了该原子形
成的共价键数量，即饱和性，A项正确；形成共价键时，为了达到
原子轨道的最大重叠程度，成键的方向与原子轨道的伸展方向就存
在着必然的联系，则共价键的方向性是由成键原子轨道的方向性决
定的，而共价键的方向性又决定了所形成分子的空间结构，B、C
项正确；由于s轨道是球形对称的，故仅由两个s轨道重叠形成的共
价键无方向性，D项不正确。
分点突破（二） σ键和π键
1. σ键
形成 由两个原子的s轨道或p轨道“ ”重叠形成
类 型 s-s
型
s-p
型
p-p
型
头碰头
特征 ①以形成化学键的两原子核的连线为轴做旋转操作，共价键
的电子云的图形 ，这种特征称为轴对称；
②σ键的强度
不变
较大
2. π键
形
成 由两个原子的p轨道“ ”重叠形成
p-
p 型
特
征 ①每个π键的电子云由两块组成，它们互为 ，这种特征
称为镜面对称；
②π键 旋转；不如σ键牢固，比较容易
肩并肩
镜像
不能
断裂
3. σ键与π键的比较
共价键类型 σ键 π键
原子轨道重叠方式 沿键轴方向“头碰头”重叠 沿键轴方向“肩并肩”
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
化学活泼性 不活泼 活泼
成键规律 共价单键是σ键；共价双键中有一个σ键、一个π键；共价三键中有一个σ键、两个π键 4. σ键、π键的判断
共价单键是 键；
共价双键中有 个 键， 个 键；
共价三键中有 个σ键， 个π键。
σ
1
σ
1
π
1
2
下面是乙烷、乙烯、乙炔的球棍模型和空间填充模型：
【交流讨论】
1. 观察乙烷、乙烯、乙炔分子的结构模型，它们的分子中的共价键分
别由几个σ键和几个π键构成？
提示：
乙烷 乙烯 乙炔
σ键数目 7 5 3
π键数目 0 1 2
2. 乙烯、乙炔的化学性质为什么比乙烷活泼？
提示：乙烯的碳碳双键中含1个σ键和1个π键，乙炔的碳碳三键中含
1个σ键和2个π键；π键原子轨道重叠程度小，不稳定，容易断裂；
而乙烷分子中只有σ键没有π键，σ键稳定，不易断裂，故乙烯、乙
炔的化学性质活泼。
3. 解释乙烯分子中π键是如何形成的？
提示：乙烯分子中两个碳原子的p轨道“头碰头”重叠形成一个σ
键，而两个碳原子间相互垂直的p轨道“肩并肩”重叠形成一个π
键，故乙烯分子中的碳碳双键由一个σ键和一个π键构成。
4. 在气体单质分子中，一定含σ键，可能含有π键，对吗？
提示：稀有气体的单质分子中不含化学键；多原子分子中一定含有
σ键，可能含有π键。
1. （2024·烟台模拟）下列说法对σ键和π键的认识不正确的是（ ）
A. 分子中只要含有共价键，则至少含有一个σ键
B. s-s σ键、p-p σ键与s-p σ键都是轴对称的
C. p-p σ键和p-p π键的重叠方式是相同的
D. 含有π键的分子在反应时，π键较易断裂发生化学反应
解析： p-p σ键是“头碰头”重叠而p-p π键是“肩并肩”重叠，
C错误。
2. 下列分子中既不存在s-p σ键，也不存在p-p π键的是（ ）
A. HCl B. HF C. CO2 D. SCl2
解析： HCl、HF分子中都含有H原子，s电子云与p电子云形成s-
p σ键，A、B项不符合题意；CO2分子中含有C O，有π键存
在，C项不符合题意；SCl2（ ）分子中只存在2个p-p σ
键（S—Cl），D项符合题意。
3. （2024·北京顺义区高二检测）下列说法中正确的是（ ）
A. 共价键的成键原子只能是非金属原子
B. 所有的σ键的强度都比π键的大
C. 在所有分子中都存在化学键
D. s-s σ键与s-p σ键的电子云形状的对称性相同
解析： 氯化铝分子中铝原子与氯原子之间形成的化学键是
共价键，所以共价键的成键原子不只能是非金属原子，A错
误；一般情况下，σ键比π键强度大，可能存在例外情况，如氮
气中σ键的强度比π键强度小，B错误；稀有气体分子中不存任
何化学键，C错误；s-s σ键与s-p σ键的电子云形状的对称性相
同，均为轴对称，D正确。
2
关键能力·细培养
互动探究 深化认知
分子（或离子）中σ键和π键数目的判断（归纳与论证）
【典例】 按要求填空：
（1）（2022·湖南高考）富马酸
（ ）分子中σ键与π键的数目之比
为 。
解析：由富马酸的结构简式可知，分子中的单键为σ键，
双键（包括 和 ）中有1个σ键和1个π键，则分子
中σ键数目为11，π键数目为3。
11∶3
（2）（2021·全国甲卷）CO2分子中存在 个σ键和 个π键。
解析：CO2的结构式为O C O，1个双键中有1个σ
键和1个π键，因此1个CO2分子中含有2个σ键和2个π键。
（3）（经典高考）1 mol HC≡CH分子中所含σ键数为 NA。
解析：1个HC≡CH分子中含3个σ键、2个π键，所以 1 mol
HC≡CH分子中所含σ键数为3 NA。
2
2
3
（4）（经典高考）柠檬酸的结构简式为 ，1 mol柠
檬酸分子中碳原子与氧原子形成的σ键数目为 mol。
解析：羧基的结构为 ，1个羧基中碳原子与2
个氧原子形成2个σ键，羟基（—OH）与碳原子相连形成1个σ
键，因此，1 mol柠檬酸分子中碳原子与氧原子形成的σ键的数
目为（2×3＋1）mol＝7 mol。
7
【规律方法】
1. σ键与π键的存在
（1）单键为σ键，双键含1个σ键、1个π键，三键含1个σ键、两
个π键。
（2）常见的双键有碳碳双键（如CH2 CH2）、碳氧双键（如
CO2、 ）、碳硫双键（如CS2）。
（3）常见的三键有碳碳三键（如HC≡CH）、氮氮三键（如
N≡N）、碳氮三键（如H—C≡N）。
2. 判断分子或离子中σ键和π键数目的方法
（1）依据电子式或结构式进行判断
如丙炔（CH3C≡CH）分子中σ键数为6，π键数为2；CN－
（[︰C N︰]－）中σ键数为1，π键数为2。
（2）依据共价键的类型判断数目
共价键
（3）依据共价分子的组成判断σ键数目
AB x 型分子或原子团中，含σ键数目为 x ；如H2O中含2个σ
键，NH3中含3个σ键，C 中含3个σ键，S 中含4个
σ键。
【迁移应用】
1. 下列有关CH2 CH—C≡N分子中所含化学键数目的说法正确的
是（ ）
A. 3个σ键、3个π键 B. 4个σ键、3个π键
C. 6个σ键、2个π键 D. 6个σ键、3个π键
解析： 共价单键为σ键，双键中含有1个σ键、1个π键，三键中
含有1个σ键、2个π键，故 CH2 CH—C≡N分子中有6个σ键和3
个π键。
2. 某物质可溶于水、乙醇，熔点为209.5 ℃，其分子的结构简式如图
所示。下列说法不正确的是（ ）
A. 该分子中含有极性共价键
B. 1 mol该物质中σ键和π键的个数比为5∶3
C. 该分子中原子最外层均达到8电子稳定结构的为C、N
D. 该分子中的共价键按原子轨道重叠方式划分为2种
解析： 不同原子间形成的共价键为极性共价键，该分子中含有
极性共价键，A正确；每个单键是1个σ键，每个双键含有1个σ键和
1个π键，每个三键含有1个σ键和2个π键，则该物质分子中σ键和π
键的个数比为9∶3＝3∶1，B错误；该物质中C和N原子最外层都
达到8电子稳定结构，H原子最外层为2电子稳定结构，C正确；按
原子轨道重叠方式，共价键分为2种，“头碰头”重叠形成σ键，
“肩并肩”重叠形成π键，D正确。
3. （2024·惠州高二检测）回答下列问题。
（1）CH4中的化学键从形成过程来看，属于 （填“σ”或
“π”）键。
解析：CH4中含4个C—H，每个单键中含1个σ键。
σ
（2）已知CN－与N2结构相似，推算HCN分子中σ键与π键数目之比
为 。
解析：已知CN－与N2结构相似，N2中氮原子与氮原子间形成氮氮三键，含1个σ键和2个π键，所以CN－中含1个σ键和2个π键，C原子再与H形成1个σ键，则HCN分子中σ键与π键数目的比值为1∶1。
1∶11∶1
（3）C60分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成共价键，且
每个碳原子最外层都满足8电子稳定结构，则C60分子中π键的
数目为 。
解析：每个碳原子形成的3个共价键中必然有1个双键，双键个数为碳原子个数的一半，每个双键中含1个π键，所以π键的数目为30个。
30
3
教学效果·勤检测
强化技能 查缺补漏
1. 下列有关化学用语的叙述错误的是（ ）
A. COCl2分子的结构式：
C. 乙炔分子中的共价键由3个σ键和2个π键组成
D. H原子和O原子既可以形成H2O分子，也可以形成H2O2分子，这与
共价键的饱和性相矛盾
解析： H2O和H2O2分子中，H、O原子结合方式不同，但H、O
原子分别形成1个、2个共价键，是共价键具有饱和性的例证和体
现，D项错误。
2. 根据氢原子和氟原子的核外电子排布，对F2和HF分子中形成的共
价键描述正确的是（ ）
A. 两者都为s-s σ键
B. 两者都为p-p σ键
C. 前者为p-p σ键，后者为s-p σ键
D. 前者为s-s σ键，后者为s-p σ键
解析： H原子的1个电子排布在1s轨道上，F原子最外层的7个电
子排布在2s、2p轨道上；F2分子中的共价键是p-p σ键，HF分子中
的共价键是s-p σ键。
3. 下列分子中，只有σ键没有π键的是（ ）
A. CH4 B. N2
D. CH≡CH
解析： CH4分子只有C—H单键，单键为σ键；N2、CH2
CH2、CH≡CH分别含三键、双键、三键，既有σ键又有π键。
4. 有以下物质：
①HF，②Cl2，③H2O，④N2，⑤C2H4，⑥C2H6，⑦H2，⑧H2O2，
⑨HCN（H—C≡N）。
（1）只有σ键的是 （填序号，下同）；既有σ键又
有π键的是 。
①②③⑥⑦⑧
④⑤⑨
解析：共价单键是σ键，共价双键或三键才含有π键，故
只有σ键的是①②③⑥⑦⑧；既有σ键又有π键的是④⑤⑨。
（4）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σ键
的是 。
（2）含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的是 。
（3）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σ键
的是 。
⑦
①③⑤⑥⑧⑨
①③⑤⑥⑧⑨
学科素养·稳提升
4
内化知识 知能升华
1. 下列原子轨道之间发生重叠形成的化学键类型说法错误的是（ ）
A. s轨道与s轨道一定形成σ键
B. s轨道与p轨道一定形成σ键
C. p轨道与p轨道可能会形成σ键
D. p轨道与p轨道一定会形成π键
解析： s轨道只可能发生“头碰头”重叠形成σ键，A、B正确；
p轨道与p轨道既可以发生“头碰头”重叠形成σ键，也可以发生
“肩并肩”重叠形成π键，所以C正确，D错误。
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2. 关于乙醇分子的下列说法正确的是（ ）
A. 一个分子中共含有8个极性键
B. 分子中不含非极性键
C. 分子中只含σ键
D. 一个分子中含有1个π键
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解析： 乙醇的结构式为 ，可知，分子中全部
为单键，只含σ键，不含π键，含7个极性键，一个非极性键，C项
正确。
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3. 下列化学反应所断裂的共价键中，仅断裂σ键的是（ ）
A. N2＋3H2 2NH3
B. 2C2H2＋5O2 2H2O＋4CO2
C. Cl2＋H2 2HCl
D. C2H4＋H2 C2H6
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解析： N2中含 ，反应中π键断裂，A项不符合题意；
C2H2中含 ，反应中π键断裂，B项不符合题意；H—H、Cl—
Cl均为单键，反应中仅断裂σ键，C项符合题意；C2H4中
含 ，反应中π键断裂，D项不符合题意。
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4. 在N2F2分子中，所有原子均达到8电子稳定结构，则该分子中两个
氮原子之间的键型构成是（ ）
A. 仅有一个σ键 B. 仅有一个π键
C. 一个σ键，一个π键 D. 一个σ键，两个π键
解析： 由题给条件所有原子均达到8电子稳定结构可知，其结
构式应为F—N N—F，则两个氮原子之间为氮氮双键，即一个
σ键，一个π键。
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5. 下列反应能说明σ键比π键牢固的是（ ）
A. CH4＋Cl2 CH3Cl＋HCl
C. 2H2＋O2 2H2O
D. H2＋Cl2 2HCl
解析： 碳碳双键由一个σ键和一个π键组成，CH2 CH2发生
加成反应时π键断裂，说明σ键比π键牢固。
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6. 下列分子的结构式与共价键的饱和性不相符的是（ ）
B. N2H4（肼）：
C. C2H5SH（乙硫醇）：
D. SiHCl3（三氯氢硅）：
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解析： 由共价键的饱和性可知，C、Si均形成4个共价键，H形
成1个共价键，N形成3个共价键，O、S均形成2个共价键，Cl形成1
个共价键。A项中H2O2结构式错误，与其饱和性不相符。
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7. 具有下列电子排布式的原子中，不能形成π键的是（ ）
A. 1s22s22p63s23p4 B. 1s22s22p3
C. 1s22s22p63s1 D. 1s22s22p2
解析： 根据电子排布式可知四种原子分别是S、N、Na、C，其
中Na是活泼金属，在化学反应中易失去最外层的一个电子，形成
离子键，而π键是共价键的一种，S、N、C均能形成π键。
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8. （1）指出下图所表示的共价键类型的名称，并列举含有该共价键
的一种物质，写出其分子式。
① 键， ；
② 键， ；
③ 键， ；
④ 键， ；
⑤ 键， 。
s-s σ
H2
s-p σ
HCl
p-p σ
Cl2
p z -p z π
N2
p y -p y π
N2
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（2）某有机化合物分子的结构简式为
CH2 CHCOOH，该分子中有 个σ键、 个π键，有
种极性键， （填“有”或“没有”）非极性键。
解析：单键是σ键，双键中含有1个σ键和1个π键，
故 分子中有8个σ键、2个π键，有C—
H、C O、C—O、O—H 4种极性键；含有C C、C—
C非极性键。
8
2
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有
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9. （1）如图所示的分子中，有 个σ键， 个π键。
解析：该分子中有6个C—H、2个C—C、1个C C、1个C≡C，单键全是σ键，双键中有1个σ键和1个π键，三键中有1个σ键和2个π键，故该分子中共有10个σ键和3个π键。
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（2）X、Y、Z是元素周期表中的短周期主族元素，其中X、Y同周
期，Y、Z同主族，Y原子最外层p轨道上的电子数等于前一
电子层电子总数，X原子最外层的p能级中只有一个轨道填充
了2个电子，而且这三种元素可以形成化合物YX2、ZX2。根
据上述信息回答下列问题：
①写出下列元素符号：
X ，Y ，Z 。
O
C
Si
②YX2分子中含 个σ键，含 个π键。
2
2
解析：①X、Y、Z元素符号分别是O、C、Si。②CO2分子的结构式为O C O，故其中含2个σ键、2个π键。
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10. （2024·昆明高二检测）下列关于共价键的叙述，正确的是（ ）
A. σ键与π键电子云均为镜面对称
B. 非金属元素之间只能形成共价键
C. 分子中有σ键不一定有π键，有π键则一定有σ键
D. 1 mol N2含有π键的数目为1 NA
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解析： σ键为“头碰头”方式重叠形成的，为轴对称，π键为
“肩并肩”方式重叠形成的，为镜面对称，A错误；NH4Cl中N
与Cl－之间存在离子键，B错误；σ键能单独存在，而π键不能
单独存在，即分子中有σ键不一定有π键，有π键则一定有σ键，C
正确；氮氮三键中含有1个σ键和2个π键，1 mol N2含有π键的数目
为2 NA，D错误。
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11. 乙烯是一种常用的催熟剂，下列对乙烯中化学键的分析正确的是
（ ）
A. 在乙烯分子中有一个σ键、一个π键
B. 乙烯在发生加成反应时，断裂的是碳原子间的σ键
C. 乙烯可以在一定条件下制得氯乙烯，在该过程断裂的是C—H σ键
D. 乙烯分子中的σ键关于镜面对称
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解析： 在乙烯分子中存在4个C—H σ键，C C中含有1个σ
键和1个π键，A错误；乙烯分子中碳原子之间形成的σ键要比π键
稳定，故乙烯在发生加成反应时断裂的是碳原子间的π键，B错
误；由乙烯制得氯乙烯可看做是乙烯中的一个氢原子被氯原子取
代，故断裂的是C—H σ键，C正确；σ键关于轴对称，D错误。
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12. 已知P元素的价层电子排布为3s23p3，P与Cl形成的化合物有PCl3、
PCl5，下列判断正确的是（ ）
A. 磷原子最外层有三个未成对电子，故只能结合三个氯原子形成
PCl3
B. PCl3分子中的P原子不满足8e－结构
C. PCl5分子中的P—Cl既含有σ键又含有π键
D. 磷原子最外层有三个未成对电子，但是能形成PCl5，说明传统的
价键理论存在缺陷
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解析： PCl3的电子式为︰ ︰ ︰ ︰，P原子满足8e－
稳定结构；一个PCl5分子中有5个P—Cl σ键，这违背了传统价键
理论饱和性原则，说明传统价键理论不能解释PCl5的结构，即传
统价键理论存在缺陷。
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13. 下列叙述正确的是（ ）
A. CN－与N2的结构相似， 分子中σ键与π键的数目之比
为1∶1
B. CO与N2的结构相似，CO分子中σ键与π键的数目之比为2∶1
C. 共价化合物H2O2中含有σ键，离子化合物Na2O2中也含有σ键
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解析： 由CN－与N2的结构相似，可推断出 的结
构式为 ，其分子中含有6个σ键和3个π键，所以σ
键与π键的数目之比为2∶1，A项错误；CO与N2的结构相似，则
CO的结构式为 ，σ键与π键的数目之比为1∶2，B项错误；
H2O2中的O—H和O—O都是共价单键，属于σ键，Na2O2中存在
O—O共价单键，是σ键，C项正确；N2H4分子中含有4个N—H，
若该反应中有4 mol N—H断裂，则生成1.5 mol N2，形成π键的数
目是3 NA，D项错误。
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14. X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的常见元素，其原子序数
依次增大。X元素的一种核素的质量数为12，中子数为6；Y元素
是动植物生长不可缺少的、构成蛋白质的重要组成元素；Z的基
态原子核外9个原子轨道上填充了电子且有2个未成对电子，与
X、Y不同族；W是一种常见元素，可以形成3种氧化物，其中一
种氧化物是具有磁性的黑色晶体。
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解析：根据题给信息分析可知，X、Y、Z、W分别为C、N、S、Fe。N2中含N≡N，其中有1个σ键、2个π键。
（1）Y2分子中存在的σ键和π键个数之比为 。
1∶2
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解析：元素X的氧化物CO和CN－与N2结构相似，推知CO的结构式为C≡O，含有1个σ键、2个π键；CN－的结构式为[C≡N]－，HCN的结构式为H—C≡N，HCN分子中σ键与π键数目均为2个。
（2）元素X的一种氧化物XO和XY－与Y2结构相似，XO分子内σ
键与π键个数之比为 。X、Y与氢元素形成的一种化合
物HXY分子中σ键与π键数目之比为 。
1∶2
1∶1
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（3）元素X的一种单质是一种由单层X原子构成的平面结构新型
材料（如图），1号X与相邻X形成σ键的个数为 。
解析：由题图可看出每个碳原子能与三个碳原子形成单键，故能形成3个σ键。
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15. a、b、c、d为四种由短周期主族元素组成的中性粒子，它们都有
14个电子，且粒子内部以共价键结合。请回答下列问题：
（1）a单质由原子构成，a单质可用作半导体材料，a原子核外电
子排布式为 。
解析：由题意知，a是Si，Si可作半导体材料。
（2）b是双核化合物，常温下为无色无味气体。b的化学式为 。
解析：b是含两个原子的化合物，根据其性质：无色无
味气体，易引起中毒，推断b为CO。
1s22s22p63s23p2
CO
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（3）c是双核单质，写出其电子式： 。c分子中所含
共价键的类型为 （填“极性键”或“非极性键”）。
解析：c是双原子单质，每个原子有7个电子，故c为N2，含非极性键。
︰N N︰
非极性键
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（4）d是四核化合物，其结构式为 ；d分子内所含共
价键有 个σ键， 个π键；σ键与π键的强度大小关系为σ
键 （填“＞”“＜”或“＝”）π键，原因是
。
解析：d是四核化合物，即4个原子共含有14个电子，只能是烃，故d为C2H2，C2H2的结构式为H—C≡C—H，其中含有3个σ键、2个π键。
H—C≡C—H
3
2
＞
形成σ键
的原子轨道的重叠程度比π键的重叠程度大，形成的共价键
更强
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