内容正文:
第一节 共价键
第1课时 共价键
课程解读
课标要点
学科素养
1.能从微观角度分析形成共价键的粒子、类型,能辨识物质中含有的共价键的类型及成键方式
2.理解共价键中σ键和π键的区别,熟练判断分子中σ键和π键的存在及个数
1.能从宏观和微观相结合的视角分析与解决共价键的实际问题
2. 能基于证据对物质组成、结构及其变化提出可能的假设,建立判断σ键和π键的思维模型,形成σ键和π键的观点、结论和证据之间的逻辑关系
(见学生用书P31)
知识点一 共价键的形成与特征
1.共价键的形成
(1)共价键的概念:原子间通过__共用电子对__所形成的相互作用。
(2)成键的粒子:一般为非金属元素的原子(相同或不相同)或金属元素的原子与非金属元素的原子。
(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。
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__,便可和几个自旋相反的电子配对成键。
(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,原子轨道重叠得越多,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。
[特别提醒]
对于共价键的错误认识
(1)共价键不仅存在于共价化合物中,也可以存在于离子化合物中,如NaOH、NH4Cl中都含有共价键,还可以存在于非金属单质中,如H2、O3等。
(2)非金属元素之间并不是只形成共价键,也可以形成离子键,如铵盐只由非金属元素组成,但是含有离子键。
(3)活泼的金属元素和非金属元素之间也可以形成共价键,如AlCl3中只有共价键。
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)形成共价键后体系的能量降低,趋于稳定。( √ )
(2)共价键的饱和性与原子轨道的重叠程度有关。( × )
(3)共价键的饱和性决定了分子内部原子的数量关系。( √ )
(4)共价键的方向性是由成键原子轨道的方向性决定的。( √ )
2.水分子中的共价键是由哪些原子形成的?为什么水分子中的三个原子不在一条直线上?
提示 水分子中的共价键是由O原子和H原子形成的;共价键的方向性导致水分子中的三个原子不在一条直线上。
3.NH3分子中为什么N原子只有1个,而H原子有3个?
提示 N和H原子的电子式分别为 和H,N原子最外层有3个未成对电子,H原子有1个未成对电子,形成共价键时每个N原子只需与3个H原子分别形成3个共用电子对即可达到稳定状态,共价键达到饱和,从而决定了分子中H原子的个数。
知识点二 共价键的类型(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
ss型
sp型
pp型
特征
以形成化学键的两原子核的__连线__为轴做旋转操作,共价键的电子云的图形__不变__,这种特征称为__轴对称__;σ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
pp 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__(填“能”或“不能”)旋转;不如σ键牢固,较易断裂
3.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__键构成。
[特别提醒]
(1)所有共价键不一定均有方向性,如ssσ键无方向性。
(2)分子中不一定含有σ键,如稀有气体分子中不含有化学键。
(3)共价分子中不一定含有π键,只有分子中含有双键或三键时,才含有π键。
(4)并不是所有的原子轨道都能形成π键。
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)氢原子和氟原子、氯原子均可以以σ键相结合,其成键轨道完全相同。( × )
(2)1mol丙酮(CCH3OCH3)分子中含有σ键的数目为9×6.02×1023。( √ )
(3)一个O2分子里有一个σ键和一个π键。( √ )
2.画出氮原子的轨道表示式,并说明氮气分子中的N≡N是由哪些类型的共价键构成的?
提示 氮原子的轨道表示式:。在2p能级上有三个未成对电子,分别占据2px、2py、2pz三个原子轨道,当两个氮原子结合成氮气分子时,两个氮原子的2px轨道沿x轴方向以“头碰头”的方式发生重叠,形成一个σ键,同时2py2py和2pz2pz轨道只能以相互平行的“肩并肩”的方式发生重叠,形成两个π键。
3.观察如图乙烷、乙烯和乙炔分子的结构,并回答下列问题。
(1)它们的分子中的共价键分别