2.1 共价键（精讲课件）-2022-2023学年高二化学同步学习高效学讲练（人教版2019选择性必修2）

第一节 共价键 2019人教版 选择性必修2 第二章 分子结构与性质 【课程学习目标·学科核心素养】 认识原子间通过原子轨道重叠形成共价键，了解共价键具有饱和性和方向性，发展“宏观辨识与微观探析”核心素养。 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。 知道共价键的键能、键长和键角可以用来描述键的强弱和分子的空间结构，发展“证据推理与模型认知”学科核心素养。 知识导航 旧知回顾 共价键的形成 1.概念： 原子间通过共用电子对所形成的相互作用，叫做共价键。 2.成键粒子： 一般为非金属原子(相同或不相同)或金属原子与非金属原子。 3.本质： 原子间通过共用电子对(即原子轨道重叠)产生的强烈作用。 4.类型： 根据共用电子对是否偏移分为极性共价键和非极性共价键。 课堂导入 写出H2、Cl2、HCl的电子式，通过电子式分析为何它们是稳定的物质？ 你认为是否存在H3、H2Cl、Cl3这样的物质？说出你判断的理由。 H达到2电子，Cl达到8电子稳定结构 不存在，因为H和Cl都只差1个电子达到稳定结构，只需共用一次电子。 一．共价键的形成与特征 1．共价键的形成 用原子轨道描述氢原子形成氢分子的过程： 原子轨道在两个原子核间重叠，意味着电子出现在核间的概率增大，电子带负电，因而可以形象地说，核间电子好比在核间架起一座带负电的桥梁，把带正电的两个原子核“黏结”在一起了。 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。 一．共价键的形成与特征 二．共价键类型(按成键原子的原子轨道的重叠方式分类) 1．σ键 形成 由两个原子的s轨道或p轨道“头碰头”重叠形成 类型 s-s型 s-p型 p-p型 特征 以形成化学键的两原子核的连线为轴做旋转操作，共价键电子云的图形不变，这种特征称为轴对称。 二．共价键类型(按成键原子的原子轨道的重叠方式分类) 1．σ键 H2中的σ键是由两个s轨道重叠形成的，可称为s-s σ键； HCl中的共价键是由氢原子提供的未成对电子的1s原子轨道和氯原子提供的未成对电子的3p原子轨道重叠形成的，可称为s-p σ键； Cl2中的共价键是由2个氯原子各提供1个未成对电子的3p原子轨道重叠形成，可称为p-p σ键。 二．共价键类型(按成键原子的原子轨道的重叠方式分类) 2．π键 形成 由两个原子的p轨道“肩并肩”重叠形成 p-p π键 特征 π键的电子云具有镜面对称性，即每个π键的电子云由两块组成，分别位于由两原子核构成平面的两侧，如果以它们之间包含原子核的平面为镜面，它们互为镜像；π键不能旋转；不如σ键牢固，较易断裂，如乙烯、乙炔中的π键不如σ键牢固，较容易断裂。 二．共价键类型(按成键原子的原子轨道的重叠方式分类) 3．σ键和π键对比判断 σ键是由两个原子的p轨道“头碰头”重叠形成的； π键是由两个原子的p轨道“肩并肩”重叠形成的。 π键的电子云形状与σ键的电子云形状有明显差别： σ键以形成化学键的两原子核的连线为轴做旋转操作，共价键电子云的图形不变，这种特征称为轴对称。 π键的电子云由两块组成，它们互为镜像，这种特征称为镜面对称。 π键与σ键的强度不同。例如，乙烯、乙炔分子中的π键不如σ键牢固，比较容易断裂。因而含有π键的乙烯、乙炔与只有σ键的乙烷的化学性质不同。 二．共价键类型(按成键原子的原子轨道的重叠方式分类) 3．σ键和π键对比判断 判断σ键、π键的一般规律： 共价单键为σ键； 共价双键中有一个σ键、一个π键； 共价三键由一个σ键和两个π键组成。 三．键参数——键能、键长与键角 1．键能 （1）概念：气态分子中1mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。它通常是298.15 K、100 kPa条件下的标准值，单位是kJ·mol－1。 （2）应用 ①判断共价键的稳定性 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。 ②判断分子的稳定性 一般来说，结构相似的分子，共价键的键能越大，分子越稳定。 ③利用键能计算反应热 ΔH＝反应物总键能－生成物总键能 三．键参数——键能、键长与键角 2．键长 (1)概念：构成化学键的两个原子的核间距，因此原子半径决定共价键的键长，原子半径越小，共价键的键长