2.1 共价键（Word教参）-【新课程学案】新教材2022-2023学年高中化学选择性必修2（人教版2019 河北山东湖南海南专用）

第一节共价键 (一)共价键 1．共价键的概念及特征 概念 原子间通过共用电子对所形成的相互作用。本质是电子云(或原子轨道)的重叠 [微点拨]　共价键的方向性决定了分子的空间结构，并不是所有共价键都具有方向性，如两个s电子形成共价键时就没有方向性。 特征 ①饱和性→决定分子的组成 ②方向性→决定分子的空间结构 2．共价键的类型 (1)σ键 形成 成键原子的s轨道或p轨道“头碰头”重叠而形成 [微思考] 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：氢原子和氯原子的两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。 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不变，这种特征称为轴对称； ②σ键的强度较大 (2)π键 形成 由两个原子的p轨道“肩并肩”重叠形成 [微思考]　乙烷、乙烯和乙炔的分子结构如图，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：乙烷共7个σ键，乙烯共5个σ键、1个π键，乙炔共3个σ键、2个π键。 p-p型 特征 ①π键的电子云具有镜面对称，即每个π键的电子云由两块组成，分别位于由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； ②π键不能旋转；不如σ键牢固，较易断裂 (二)键参数——键能、键长与键角 键能 键能是指气态分子中1 mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。键能的单位是 kJ·mol－1。键能通常是298.15 K、101 kPa条件下的标准值 键长 ①键长是构成化学键的两个原子的核间距，因此原子半径决定化学键的键长，原子半径越小，共价键的键长越短。 ②键长与共价键的稳定性之间的关系：共价键的键长越短，往往键能越大，表明共价键越稳定 键角 键角是指在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角。在多原子分子中的键角是一定的，这表明共价键具有方向性。键角是描述分子空间结构的重要参数，分子的许多性质都与键角有关 常见分子的键角 分子空间结构 键角 实例 正四面体形 109°28′ CH4、CCl4 平面形 120° 苯、乙烯、BF3 三角锥形 107° NH3 V形(或角形) 105° H2O 直线形 180° CO2、CS2、 [新知探究(一)] σ键与π键的比较 [分析与推测能力] [情境质疑] 观察乙烷、乙烯和乙炔分子的结构回答。 1．乙烷、乙烯和乙炔分子中的共价键分别由几个σ键和几个π键组成？ 提示：乙烷分子由7个σ键组成；乙烯分子由5个σ键和1个π键组成；乙炔分子由3个σ键和2个π键组成。 2．乙烯和乙炔的化学性质为什么比乙烷活泼呢？ 提示：乙烯的碳碳双键和乙炔的碳碳三键中分别含有1个和2个π键，π键原子轨道重叠程度小，不稳定，容易断裂。而乙烷中没有π键，σ键稳定，不易断裂。 [生成认知] 1．σ键与π键的比较 共价键类型 σ键 π键 电子云重叠方式 沿键轴方向“头碰头”重叠 沿键轴方向“肩并肩”平行重叠 电子云重叠部位 两原子核之间，在键轴处 键轴上方和下方，键轴处为零 电子云重叠程度 大 小 示意图 键的强度 较大 较小 化学活泼性 不活泼 活泼 成键规律 共价单键是σ键；共价双键中一个是σ键，一个是π键；共价三键中一个是σ键，两个是π键 2．对于σ键和π键应特别注意的问题 (1)s轨道与s轨道形成σ键时，电子并不是只在两核间运动，只是电子在两核间出现的概率大。 (2)因s轨道是球形的，故s轨道与s轨道形成σ键时，无方向性。两个s轨道只能形成σ键，不能形成π键。 (3)两个原子间可以只形成σ键，但不能只形成π键。 请解释乙烯和乙炔分子中π键是如何形成的。 提示：乙烯分子：每个碳原子的s轨道、2个p轨道分别与3个原子形成3个σ键，每个碳原子p轨道均有一个未成对电子，两个p轨道以“肩并肩”相互重叠，形成π键。 乙炔分子：每个碳原子的s轨道、1个p轨道分别与2个原子形成2个σ键，每个碳原子中另外两个p轨道以“肩并肩”相互重叠，形成两个π键。 [跟踪训练] 1．下列物质的分子中，既有s-p σ键，又有p-p σ键的是(　 ) A．H2O B．OF2 C．HClO D．N2 解析：选C　水中只有s-p σ键，故A不选；OF2中只有p-p σ键，故B不