第2章 第1节 共价键模型 第1课时 课件 2022-2023学年高二化学鲁科版（2019）选择性必修2

第1节 共价键模型（第1课时） 第2章 微粒间相互作用与物质性质 1 新课导入 为何看似简单的一句话如此重要？谈谈你的理解。 假如发生了大灾难，人类全部的科学知识只能概括为一句话传诸后世，那么这句话应该是“万物皆原子构成”。 ——1965年诺贝尔奖得主，理查德·费曼 2 新课导入 【联想·质疑】你已经知道，氢气在氧气和氯气中燃烧分别生成水(H2O)和氯化氢(HCl)。在这两种化合物的分子内部，原子之间都是通过共用电子形成了共价键。那么，你是否产生过这样的疑问：氢原子为什么能分别与氧原子和氯原子结合形成稳定的分子？氢原子与氯原子结合成氯化氢分子时原子个数比为1：1，而氢原子与氧原子结合成水分子时原子个数比却为2：1，这又是为什么？共价键究竟是怎样形成的？共价键具有哪些特征？共价键能分成哪些类型？ 3 新课导入 【思考讨论】写出HCl、H2O、N2的电子式。 这些分子中共用电子对是怎样运动的？为什么H与C1、O结合时原子个数比不相同？为什么N2分子很稳定？通过今天学习，我们将揭开这些疑问。 4 构建共价键模型——共价键的形成 【提问】 1.写出基态H原子轨道表示式。 2.尝试画出下列情况中，两个H原子逐渐靠近时原子之间作用的强弱与原子之间距离关系图、电子运动状态的变化情况： (1)两个H原子中基态电子自旋状态相同； (2)两个H原子中基态电子自旋状态不同。 5 构建共价键模型——共价键的形成 + + 能量 E0 核间距 E0为两个远离的氢原子的能量之和 + + 能量 E0 核间距 E1=436 kJ·mol-1 (1)两个核外电子自旋状态相同的氢原子靠近 r = 74 pm (2)两个核外电子自旋状态不同的氢原子靠近 6 【结论】 1.依据泡利不相容原理，一个轨道上只能容纳两个电子且自旋状态不同。 2.微粒之间吸引作用越强，排斥作用越弱，体系能量越低，原子之间的作用越牢固；反之体系能量越高，原子之间作用越不牢固；微粒之间作用力与微粒之间距离有关。 构建共价键模型——共价键的形成 7 构建共价键模型——共价键的形成 从原子轨道视角看共价键的本质 当两个氢原子相距很远时，它们之间的相互作用可以忽略不计，体系的能量等于两个氢原子的能量之和（选为0做参照）； 随着两个氢原子逐渐接近，它们的原子轨道会相互重叠，使电子在核间区域出现的概率增大，原子核对两个电子都产生吸引作用，使体系的能量逐渐下降。 8 构建共价键模型——共价键的形成 从原子轨道视角看共价键的本质 实验和理论计算均表明，当两个氢原子的核间距为 74 pm 时体系能量最低，两个氢原子各提供一个电子以自旋状态不同的方式相互配对形成氢分子。如果两个氢原子进一步接近，原子核以及电子之间的排斥作用又将导致体系的能量上升。 9 能量降低 能量最低 当两个氢原子靠近时，原子轨道相互重叠，导致两个氢原子的电子更多地处于两个原子核之间，即电子在核间区域出现的概率增加。 构建共价键模型——共价键的形成 10 构建共价键模型——共价键的形成 由于电子在两个原子核之间出现的概率增大，使得它们同时受到两个原子核的吸引从而导致体系能量降低，这就是共价键的本质。 H2分子的电子云图 从原子轨道视角看共价键的本质 我们将原子间通过共用电子形成的化学键称为共价键。 11 电子在两个原子核之间出现的概率增大，使它们同时受到两个原子核的吸引，从而导致体系能量降低，形成共价键。 原子间通过共用电子形成的化学键 定义： 本质： 形成条件： 通常，电负性相同或差值小的非金属元素原子之间形成的化学键为共价键。 表示方法： 用一条短线表示由一对共用电子所形成的共价键。 H2 HCl H2O H—H H—Cl H—O—H CO2 N2 N≡N O=C=O 单键 共价双键 共价三键 原子间共用两对电子所形成的共价键 原子间共用三对电子所形成的共价键 构建共价键模型——共价键的形成 12 构建共价键模型——共价键的形成 (1)含有自旋状态不同的未成对电子的两个原子靠近到一定程度时，两个原子轨道发生重叠形成新轨道，两个未成对电子配对填入新轨道，体系能量下降，当体系能量最低时即形成稳定的共价键。 (2)只有自旋状态不同的两个电子才能配对形成共价键。 (3)共价键本质是共用电子对在两核间出现频率增大，对两个原子核之间的吸引作用增强，形成了强烈的相互作用。 (4)电负性相同或差值小的两个非金属原子之间容易形成共价键。 (5)通常用一条短线表示由一对共用电子所形成的共价键。如N≡N、H-Cl、H-O-H；以此类推，“=”表示原子间共用两对电子所形成的共价键（共价双键），“≡”表示原子间共用三对电子所形成的共价键（共价三键）。 小结 13 剖析共价键模型——共价键的特征 画出H、Cl原子未成对电子