内容正文:
第二章 分子结构
第一节 共价键
第1课时 共价键
1. 认识共价键的本质,原子间通过原子轨道重叠形成共价键。
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。
3. 知道共价键的特征——具有饱和性和方向性。
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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“万物皆原子构成”。
——1965年诺贝尔奖得主,理查德·费曼
理查德·费曼
情景引入
知 识 回 顾
化学键:相邻原子之间强烈的相互作用
化学键
共价键
离子键
极性共价键
非极性共价键
本质?
共用电子对
静电作用
H
H
·
·
:
:
:
Cl
·
:
:
:
Cl
·
+
Na
Na+
·
·
:
:
:
Cl
·
:
:
:
Cl
·
+
[ ]-
原子之间通过共用电子对(或原子轨道重叠)形成共价键
不同种元素
同种元素
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(1)成键微粒:
(2)成键实质:
(3)成键元素:
原子
共用电子对
(4)形成条件:一般由电负性相同或相差不大的非金属元素的原子结合
一、共价键的形成
成键原子
电负性之差
>1.7
<1.7
离子键——离子化合物
共价键——共价化合物
一般是同种的或者不同种的非金属元素
知识梳理
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(4)共价键的特征
为什么只能有H2、HCl、Cl2,不可能有H3、H2Cl和Cl3 ?
H
↑
1s1
Cl
↑↓
↑↓
↓
↑↓
3s2
3p5
共价键具有饱和性
一个原子有几个 ,便和几个 电子配对成键,形成几个共价键。
未成对电子
自旋状态相反的
知识梳理
NH3分子中N原子为什么是1个,而H原子为3个?
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对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原子个数。
↑
↑
↑
↑↓
2s2
2p3
N
H
↑
1s1
共价键特征
方向性--→由于原子轨道存在方向,因此成键时共价键也有方向性
饱和性--→一个原子有几个未成对电子,便可成几个共价键 (最外层电子数a≤4,成键数a;a>4,成键数8-a)
分子组成
分子结构
O
O
↓↑
2s
↓↑
↓
↓
2p
CH4
NH3
H2O
知识梳理
(5)共价键的类型
按成键原子的原子轨道重叠方式分类
σ键
π键
按共用电子对是否发生偏移分类
极性共价键:不同种原子,电子对偏移
非极性共价键:同种原子,电子对不偏移
原子间形成共用电子对
成键原子相互接近时,原子轨道发生重叠,自旋相反的未成对电子形成共用电子对 。
从电子云
角度理解
知识梳理
H
↑
1s1
H
↓
1s1
H2
相互靠拢
原子轨道相互重叠
形成氢分子的共价键(H-H)
“头碰头”
共价键的深入认识——从原子轨道的角度进一步理解共价键的形成
1)H2的形成
s-s σ 键
σ键
p-p σ键
Cl2中的共价键由2个氯原子各提供1个未成对电子的3p原子轨道重叠形成的
Cl
3p5
↑↓
↑↓
↓
↑↓
3s2
Cl
3p5
↑↓
↑↓
↑
↑↓
3s2
Cl
Cl
未成对电子的原子轨道相互靠拢
原子轨道相互重叠
形成的共价单键
Cl2
共价键的深入认识——从原子轨道的角度进一步理解共价键的形成
2)Cl2的形成
“头碰头”
s-p σ键
Cl
3p5
↑↓
↑↓
↓
↑↓
3s2
共价键的深入认识——从原子轨道的角度进一步理解共价键的形成
3)HCl的形成
“头碰头”
H
↑
1s1
HCl
H-Cl
H-H
Cl-Cl
请归纳H-H、H-Cl和Cl-Cl的特点。
σ键
s s σ键,如:H-H
-
s p σ键,如:H-Cl
-
p p σ键,如:Cl-Cl
-
“头碰头”
原子轨道的重叠方式:
种类
轴对称
电子云的对称方式:
形成σ键的原子轨道的重叠程度较大,故σ键较稳定。
特征:头碰头、轴对称、键强度大,不易断裂
知识梳理
p轨道和p轨道除能形成σ键外,还能形成π键——由两个原子的p轨道“肩并肩”重叠形成
未成对电子的原子轨道相互靠拢
原子轨道相互重叠
形成的π键
共价键的深入认识——从原子轨道的角度进一步理解共价键的形成
π键
请用原子轨道重叠来解释O2共价键的形成过程。
O
2p4
↑↓
↓
↓
↑↓
2s2
O
2p4
↑↓
↑
↑
↑↓
2s2
?
p-p π键
“肩并肩”
π 键
原子轨道的重叠方式:
特征:
p-