2.1.1 共价键模型 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 学习目标: 1、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。 2、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。 知识回顾 化学键：相邻原子间的强相互作用。 离子键 共价键 金属键 化学键 【知识回顾】 共价键 原子间通过共用电子形成的化学键。 成键元素： 非金属元素间(一般) 某些不活泼金属和非金属之间 H2、O2、Cl2、CO2、H2O、HF、OH-、SO42-、NH4+ 、乙醇、AlCl3等 大多数电负性之差小于1.7的原子之间形成共价键 定义： （1）共价键的形成 氢原子形成氢分子的过程 两个氢原子靠近时，原子轨道重叠，电子在两个核间出现的概率增大，原子核对两个电子都产生吸引作用，体系的能量降低。 一．共价键的形成与特征 ↑ 1s H ↓ 1s H 1s 电子自旋状态不同，两电子配对形成化学键； 1s 电子自旋状态相同，两电子不能配对成键。 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。 ↑ 1s H ↓ 1s H 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 共价单键 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 结构式 原子轨道角度理解共价键： 共价键形成的过程是成键原子相互接近，原子轨道发生重叠，自旋方向相反的未成对电子形成共用电子对。 两个原子轨道重叠部分越大，两核间电子的概率密度越大，形成的共价键越牢固，分子越稳定 1、电子配对原理 2、最大重叠原理 （2）共价键的特征 思考1：为什么不能形成H3、H2Cl、Cl3分子？ 未成对的电子通过相互配对形成共价键，因为可参与配对的电子数是一定的，所以每个原子所能形成共价键的总数或以共价键连接的原子数目是一定的，这称为共价键的饱和性。 共价键的饱和性决定了原子形成分子时相互结合的数量关系。 N ↓↑ ↓ ↓ ↓ 2s 2p 未成对电子数：3 ↓↑ ↓↑ ↓↑ ↓ Cl 3s 3p 未成对电子数：1 H ↑ 1s 未成对电子数：1 N2 N≡N NH3 H—N—H | H Cl2 Cl—Cl H2 H-H HCl H—Cl 思考2：画出H、Cl原子未成对电子的原子轨道形状，并分析两个原子轨道有最大程度重叠时的方向。 两个原子形成共价键时，重叠程度越大，形成的共价键越稳定，体系能量越低。除s轨道外，其他原子轨道都有一定的空间取向，共价键尽可能沿着电子出现概率最大的方向形成，这就是共价键的方向性。 1s 球形 3p 哑铃形 共价键的方向性决定了分子的空间构型。 H H H H ↑ 1s ↓ 1s 从原子轨道的角度解释氢原子形成氢分子的过程 s-s σ键 (1)σ键 σ键是两原子在成键时，原子轨道以“头碰头”的方式重叠形成的共价键。 二．共价键类型 两个1s原子轨道重叠 12 从原子轨道的角度解释氯化氢分子的形成过程 ↓ 1s H • ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ 1s 2s 2p 3s 3p ↑↓ Cl • • • • • • • H Cl H－Cl s-p σ键 HCl中的共价键是由H原子提供的未成对电子的1s原子轨道和Cl原子提供的未成对电子的3p原子轨道重叠形成的。 氯化氢分子的形成过程 ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↓ 1s 2s 2p 3s 3p ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ 1s 2s 2p 3s 3p Cl • • • • • • • Cl • • • • • • • 从原子轨道的角度解释氯气分子的形成过程 Cl Cl Cl Cl Cl2中的共价键由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。 p-p σ键 氯气分子的形成过程 (1)σ键 σ键是两原子在成键时，原子轨道以“头碰头”的方式重叠形成的共价键。 s—s σ键 s—p σ键 p—p σ键 σ键的特征： ①以形成共价键的两原子核的连线为轴做旋转操作，σ键的电子云的图形不变，这种特征称为轴对称。 ②以形成σ键的两个原子核的连线为轴，任意一个原子可以绕轴旋转，并不会破坏σ键。 ③形成σ键的原子轨道的重叠程度较大，故σ键具有较强的稳定性。 17 (2)键 原子轨道采取“肩并肩”