2-1 共价键 课件 2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修2

2-1 共价键 一、共价键的形成与特征 1、共价键的形成 第二章 分子结构与性质 2、共价键的特点： 共价键具有饱和性： 一个原子有几个未成对电子，便可和几个自旋方向相反的电子配对成键。 共价键具有方向性： 共价键的饱和性决定了共价化合物的分子组成。 共价键将沿着电子出现概率最大的方向形成 共价键的方向性决定着分子的立体构型。 P34 二、共价键的类型： ①σ键： 成键原子轨道沿键轴方向以“头碰头”的方式 发生轨道的重叠。 σ键的特征： 轴对称； 形成σ键的原子轨道重叠程度较大，故σ键有较强的稳定性。 σ键类型： H H H H H―H的s-s σ键形成 1、从电子云重叠的角度 H H H H H原子形成H2的电子云描述 以形成化学键的两原子核的连线为轴作旋转操作，共价键电子云的图形不变，这种特征称为轴对称。 从电子云的角度解释共价键 S-S σ键 4 H Cl H－Cl H―Cl的s-p σ键形成 Cl Cl Cl Cl Cl―Cl的p-p σ键形成 S-S σ键 S-P σ键 P-P σ键 6 电子所在的原子轨道都有一定的形状，所以要取得最大重叠。 以HCl为例 X Z ↑ ↑↓ ↑↓ ↑↓ 3s 3p 1s ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ 2s 2p Cl ↑ 1s H 电子排布式 电子排布图 H：1s1 Cl：1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 2 3 垂直于键轴方向，相互平行的“肩并肩” 的方式发生原子轨道的重叠 ②π键： π键特征： 肩并肩、两块组成、镜面对称、不能旋转、容易断裂。 成键判断规律 牢固程度 电子云形状 成键方向 π键 σ键 项目 键型 沿轴方向 “头碰头” 平行或 “肩并肩” 轴对称 镜面对称 σ键强度大, 不容易断裂 π键强度较小, 容易断裂 共价单键是σ键,共价双键中一个是σ键,另一个是π键,共价三键中一个是σ键,另两个为π键 σ键与π键的对比 小 结 由原子轨道相互重叠形成的σ键和π键总称价键轨道。 编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 1.正面头碰头的重叠程度，大于侧面肩并肩，故 2.两个原子之间的重叠，有且只有一次头碰头的机会， 其余只能是肩并肩。 即两原子之间若形成了1根共价键，则 σ， π； 2根共价键，则 σ， π； 3根共价键，则 σ， π； 1 0 1 1 1 2 辨析： σ键比π键稳定 2、从是否有电子对的偏移角度 极性键、非极性键 3、从共用电子对数的角度 单键、双键、三键 原子轨道最大重叠原理——最大重叠（共价键越牢固，分子越稳定），使体系能量最低。 理论支撑 电子配对原理——成键原子之间，自旋方向相反的未成对的价电子可配对形成共价键 。 共价键形成三原理： 能量最低原理——成键过程中会放出能量，从而降低体系能量。 科学探究 1、已知氮分子的共价键是三键， 你能通过画图来描述吗？ N2中p-pσ键和p-pπ键的形成过程 z z y y x 2、乙烷、乙烯和乙炔分子中的共价键分别有几个 σ键和几个π键组成？ 乙炔分子中由 3个σ键和 2个π键组成。 乙烷分子中由 7个σ键组成； 乙烯分子中由 5个σ键和 1个π键组成； 教材P36 3、钠和氯通过得失电子同样也是形成电子对，为什么这对电子不被钠原子和氯原子共用形成共价键而形成离子键呢？你能从原子的电负性差别来理解吗？讨论后请填写下表： 原子 Na Cl H Cl C O 电负性 电负性之差（绝对值） 结论：当原子的电负性相差很大，化学反应形成的电子对不会被共用，形成的将是_____键；而_____键是电负性相差不大的原子之间形成的化学键。 0.9 3.0 2.1 3.0 2.5 3.5 2.1 0.9 1.0 离子 共价 1.7 【对比】 离子键 共价键 概念 成键微粒 成键条件 存在 （举例） 分类 类型 比较 阴、阳离子间通过静电 作用所形成的化学键 阴、阳离子 得失电子 离子化合物 如NaCl、铵盐 原子间通过共用电子对所形成的化学键。 原子 电子对共用 非金属单质：H2 共价化合物：HCl 某些离子化合物：Na2O2 极性键和非极性键 金与非之间 非与非之间 例外 AlCl3、FeCl3、BeCl2 铵盐 3、某有机物的结构简式如下： CH2=CH―C≡CH 则分子中有___________个σ键，_______个π键 2、下列物质的分子中既有σ键,又有π键的是（ ） ①HCl ②H2O ③N2 ④H2O2 ⑤C2H4 ⑥C2H2 A.①②③ B.③④⑤⑥ C.①③⑥ D.③⑤⑥ 1、下列关于σ键和π键的说法错误的是（ ） 含有π键的分子在反应时，π键是化学反应的积极参与者 B. 当原子形成分子时，首先形成σ键，可能形成π键 C. 有些原子在与其它原子形成分子时只能形成σ键， 不能形成π键 D. 在分子中，化学键可能只有π键而没有σ键 D D 7 3 4、在下列分子中①HF ②Br2 ③H2O ④N2 ⑤CO2 ⑥H2 ⑦H2O2 ⑧HCN （1）分子中只有σ 键的是： （2）分子中含有π键的是： （3）分子中所有原子均满足最外层8电子结构的是： （4）分子中含有2个原子的S轨道重叠形成的σ键的是： （5）分子中含有由一个原子的S轨道和另一个原子的P轨道重叠形成的σ 键的是： （6）分子中含有由一个原子的P轨道与另一个原子的P轨道重叠形成的σ键的是： ①②③⑥⑦ ④⑤⑧ ②④⑤ ⑥ ①③⑦⑧ ②④⑤⑦⑧ 作业： 《一周一练》第二章第一节第一课时 二、键参数—键能、键长与键角 1.键能 （1）概念： 气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量。 正值。单位kJ/mol。 破坏1mol化学键形成气态基态原子所需吸收的最低能量。 （2）单位： 分析数据，你能得出哪些结论？ 科学探究 （1）同种类型的键，成键原子半径越小，键能越大，键越牢固。 分析数据，你能得出哪些结论？ 科学探究 （1）同种类型的键，成键原子半径越小，键能越大，键越牢固。 （2）同样的成键原子之间形成的键越多，键能越大，但并非倍数关系 （3）意义： 衡量化学键稳定性的键参数 键能越大，化学键越牢固，分子越稳定。 （4）应用： ①判断分子的稳定性； ②计算化学反应的反应热 ∆H=反应物键能总和―生成物键能总和 1.由教材表2-1的数据判断,下列分子的稳定性： （1）Cl2, Br2, I2 （2）NH3 , H2O 2.根据表2-1数据，计算1mol H2分别跟1mol Cl2、1mol Br2（蒸气）反应，分别生成2mol HCl和2mol HBr分子，哪个反应放出的能量多？如何用计算结果说明氯化氢和溴化氢哪个更容易发生热分解生成相应的单质？ 形成2 mo1HCl释放能量：2×431.8 kJ －(436.0kJ+242.7kJ)= 184.9 kJ 形成2 mo1HBr释放能量：2×366kJ －(436.0kJ+193.7kJ)= 102.97kJ HCl释放能量比HBr释放能量多,因而生成的HCl更稳定, HBr更容易发生热分解生成相应的单质. 3.N2、O2、F2跟H2的反应能力依次增强，从键能的角度 应如何理解这一化学事实？ 键能大小是：F-H>O-H>N-H 产物键能越大，产物越稳定，自身能量越低，反应中放出的热量越多，反应越易发生。 2.键长： 形成共价键的两个原子之间的核间距。 （1）概念： 同种类型的键，成键原子半径越小，键长越短， 键能越大，键越牢固。 ≠半径和 （2）一般规律： F-F不符 相同的成键原子：单键键长 > 双键键长 >叁键键长 一般键长越短，键能越大，共价键越牢固。 键长是衡量共价稳定性的另一个参数。 3.键角： 两个共价键之间的夹角称为键角。 键角决定分子的空间构型。 两个共价键之间的夹角称为键角。 3.键角： 键角决定分子的空间构型。 键角一定，表明共价键具有方向性。键角是描述分子立体结构的重要参数，分子的许多性质与键角有关。 键参数对分子性质的影响 小 结 1、下列说法中，错误的是( ) Ａ.键长越长，化学键越牢固 Ｂ.成键原子间原子轨道重叠越多，共价键越牢固 Ｃ.对双原子分子来讲，键能越大，含有该键的分子越稳定 Ｄ.原子间通过共用电子对所形成的化学键叫共价键 A 2、能够用键能解释的是( ) Ａ.氮气的化学性质比氧气稳定 Ｂ.常温常压下，溴呈液体，碘为固体 Ｃ.稀有气体一般很难发生化学反应 Ｄ.硝酸易挥发，硫酸难挥发 A 3、下列说法中正确的是 (　　) A．分子中键能越大，键长越长，则分子越稳定 B．元素周期表中的ⅠA族和ⅦA族元素的原子 间可能形成共价键 C．水分子可表示为HO—H，分子中键角为180° D．H—O键键能为463 kJ·mol－1，即18 g H2O分解成 H2和O2时，消耗能量为2×463 kJ B Sheet1 H-F H-Cl H-Br H-I 键长（pm） 92 128 141 161 键能（kJ/mol） 567 431 366 298 Sheet1 C-C C=C C≡C 键长（pm） 154 134 120 键能（kJ/mol） 347 598 820 $$