内容正文:
第二章 分子结构与性质
第一节 共价键
课时1 共价键
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课堂导入
我们知道,NaCl和HCl的性质差异很大,你能从微粒间相互作用力的角度解释原因吗?
课堂导入
课堂学习
共价键的形成与特征
共价键:原子间通过共用电子对所形成的相互作用。
形成条件:非金属元素的原子之间形成共价键,大多数电负性之差小于1.7的金属原子与非金属原子之间形成共价键。
一般是同种的或者不同种的非金属元素
原子
共用电子对与成键原子的静电作用
分类:由同种原子形成共价键,两个原子吸引电子的能力相同,共用电子对不偏向任何一个原子,这样的共价键叫做非极性共价键,简称非极性键;
不同种原子形成共价键时,因为原子吸引电子的能力不同,共用电子对将偏向吸引电子能力强的一方,这样的共用电子对偏移的共价键叫做极性共价键,简称极性键。
课堂学习
共价键的形成与特征
根据共价键的定义,思考为什么只能有H2、HCl、Cl2等物质,而不存在H3 、H2Cl和Cl3等物质?
饱和性(电子配对原理):一个原子有几个未成对电子,便和几个自旋状态相反的电子配对成键,形成几个共价键,这就是共价键的饱和性。
方向性:除s轨道是球形对称之外,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,原子轨道重叠的越多,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,所以共价键具有方向性。
课堂学习
共价键的类型
如何利用原子轨道更进一步表示H2中共价键的形成?
相互靠拢
原子轨道相互重叠
“头碰头”
形成H-H
H-H键是由两个H原子的s轨道“头碰头”重叠形成。
课堂学习
共价键的类型
如何利用原子轨道更进一步表示HCl中共价键的形成?
形成H-Cl
原子轨道相互重叠
未成对电子的原子轨道相互靠拢
Cl
H
H-Cl键是由一个H原子的s轨道和一个Cl原子的p轨道“头碰头”重叠形成。
课堂学习
共价键的类型
如何利用原子轨道更进一步表示Cl2中共价键的形成?
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Cl-Cl
Cl-Cl键是由两个Cl原子的p轨道“头碰头”重叠形成。
课堂学习
共价键的类型
σ键:由两个原子的s轨道或p轨道“头碰头”重叠形成。
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。
H2:s-s σ键
HCl:s-p σ键
Cl2:p-p σ键
课堂学习
共价键的类型
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π键
课堂学习
共价键的类型
σ键和π键的特点和判断规律:
σ键的轨道重叠程度较大,键的强度较大,键较为牢固,不活泼;
π键的轨道重叠程度较小,键的强度较小,不如σ键牢固,较活泼,较易断裂;
共价单键是σ键;
共价双键中一个键是σ键,另一个键是π键;
共价三键中一个键是σ键,另外两个键是π键。
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,故π键不能旋转。
课堂学习
共价键的类型
以氮氮三键为例,你能分析出其中键的类型吗?
头碰头,p-p σ键
肩并肩,p-p π键
肩并肩,p-p π键
注意事项:
σ键能单独存在,可存在于任何含共价键的分子或离子中;
π键不能单独存在,必须与σ键共存,可存在于共价双键和共价三键中;
一般情况下,σ键比π键牢固,但并不是所有分子中的σ键都比π键牢固(例如N2);
并不是所有的分子都含有σ键,例如稀有气体分子。
课堂学习
共价键的类型
课堂巩固
观察乙烷、乙烯和乙炔的分子结构,他们的分子中的共价键分别由几个σ键和π键构成?
乙烷分子由7个σ键构成;乙烯分子由5个σ键和1个π键构成;乙炔分子由3个σ键和2个π键构成。
解释乙烯和乙炔的化学性质为什么比乙烷活泼?
乙烯的碳碳双键含1个π键,乙炔的碳碳三键中含2个π键,π键原子轨道重叠程度小,不牢固,容易断裂,而乙烷中没有π键,σ键牢固,不易断裂。
课堂巩固
正误判断
1.所有的共价键都具有饱和性和方向性两个特征。
4. 离子化合物中不含共价键,所以不含任何σ键和π键。
2.成键原子的未成对电子数决定了共价键的饱和性。
3. 非金属元素之间只能形成共价键,不能形成离子键。
×
√
×
×
下列分子中,共用电子对数目最多的是 ( )
A.CH4 B.NH3 C.HCl D.N2
课堂巩固
A
下列含有π键的化合物是