内容正文:
第二章 分子结构与性质
第一节 共 价 键
第1课时 共价键
【教学目标】
1.理解σ键和π键的特征和性质
2.认识σ键和π键的形成过程
3.学会区分σ键和π键
2
2
诺贝尔物理学奖得主理查德∙费曼曾说过:
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“万物皆由原子构成”。
理查德∙费曼
原子是如何构成物质的呢?
物质
原子
分子
离子
共价键
离子键
分子间作用力
原子可以直接构成物质,比如金属;原子间通过共价键形成分子,分子再通过分子间作用力构成物质;原子得失电子形成阴阳离子,阴阳离子通过离子键构成物质。
分子间不存在化学键,分子间通过范德华力构成物质。(氢键)
【知识回顾】
用电子式表示NaCl、HCl和H2的形成过程。
Na+
Cl
Na
Cl
H Cl
H
+
Cl
离子键
共价键
阴、阳离子间通过静电作用所形成的化学键
定义:原子间通过共用电子对所形成的化学键。
分极性共价键(极性键)和非极性共价键(非极性键)。
H·
·H
+
H:H
表示方法
(1)用电子式表示:用小黑点(或×)表示原子最外层电子。如:
(2)用结构式表示:用一条短线表示一对共用电子(见下表)。
化学式 结构式 化学式 结构式
N2 N≡N CH4
NH3 CO2 O=C=O
HCl H-Cl HClO H-O-Cl
(1)共价化合物,如:SO2、CO2、CH4、H2O2、CS2、H2SO4等。
(2)多原子非金属单质分子,如:O2、F2、H2、C60、单质硫、白磷(P4)等。
(3)含根的离子化合物,如:NaOH 、 Na2O2 、 NH4Cl 、NH4NO3等。
注意:含有共价键的化合物不一定是共价化合物,只含共价键的化合物才是共价化合物。
存在的范围
一、共价键
学与问
为什么不可能有H3、H2Cl、Cl3
分子的形成?
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,便可和几个自旋相反的电子配对成键,
这就共价键的“饱和性”。H 原子、Cl原子都只有一
个未成对电子,因而只能形成H2、HCl、Cl2分子,
不能形成H3、H2Cl、Cl3分子。
共价键
2
7
H2
He
O2
Ne
H:H
O
O
N2
N
N
↑
1s
↓↑
↓↑
2s
2p
↓↑
2s
2p
↑
↑
↑
↑
↑
↑↓
1s
↓↑
↓↑
2s
2p
↓↑
↓↑
1.饱和性
按照共用电子对理论, 一个原子有几个未成对电子,可和几个自旋相反的电子配对成键,这就是共价键的“饱和性”;如果原子没有未成对电子,则不能形成共价键。
共价键的特征
CH4
NH3
H2O
CO2
正四面体形
三角锥形
V形
直线形
电子所在的原子轨道都具有一定的形状,成键原子的电子云尽可能达到最大重叠必须沿一定方向成键,所以共价键有方向性。它决定了分子的空间构型。
2.方向性
类型:
H
H
H
H
↑
1S
↓
1S
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,因此可以说,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。
①氢原子形成氢分子的过程
氢原子形成氢分子的电子云描述(两个s轨道重叠)
电子云
s-s σ键
一、共价键
σ键特征:以形成化学键的两原子核的连线为轴旋转,共价键电子云的图形不变,这种特征为轴对称。
相互靠拢
H2中的共价键称为σ键。H2中的σ键是由两个s轨道重叠形成的。
H2中的σ键是由两个s轨道重叠形成的,可称为s-s σ键。
s轨道和p轨道,p轨道和p轨道重叠是否也能形成σ键呢?
我们看一看HCl和Cl2中的共价键。
一、共价键
氢原子形成氢分子的过程
二、共价键的类型
H
Cl
(一个s轨道与一个p轨道重叠)
H-Cl
未成对电子的电子云相互靠拢
电子云相互重叠
s-p σ键
↑
1s
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑
1s
2s
2p
3s
3p
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。s-p σ键,轴对称。
②氯化氢分子的形成过程
6.类型:
一、共价键
H-Cl的s-p σ键形成
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6.类型:
Cl
Cl
Cl
Cl
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑
1S
2S
2P
3S
3P
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑
1S
2S
2P
3S
3P
③氯气分子的形成过程
(两个p轨道重叠)
Cl2中的共价键是由