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
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知识与技能
初步掌握共价键的形成,加深对电子配对法的理解;能较为熟练地用电子式表示共价分子的形成过程和分子结构;正确判断非极性键和极性键;初步了解键能、键长、键角的概念,能根据其数据认识共价键的强弱。
过程与方法
情感态度与价值观
通过对共价键形成过程的分析,培养学生怀疑、求实、创新的精神科学品质:在学习过程中,激发学生的学习兴趣和求知欲。培养学生从宏观到微观,从现象到本质的认识事物的科学方法。
通过学生对离子键和共价键的认识与理解,培养学生的抽象思维能力;通过电子式的书写,培养学生的归纳比较能力,通过分子构型的教学培养学生的空间想像能力。
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学习目标
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教学引入:离子键与共价键
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:离子化合物中阴阳离子间的相互作用。
(第三章学习)
化学键
离子键
共价键
金属键
……
19世纪中叶,化学家把分子中原子之间的相互作用形象的称为化学键。
:原子间通过共用电子对形成的相互作用。
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共价键
01
PART
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1.1
共价键
1.共价键定义:原子间通过共用电子对所形成的相互作用。
2.形成条件:一般形成于非金属元素原子之间,电负性之差小于1.7的金属原子与非金属原子之间也可以形成共价键,如AlCl3、BeCl2。
3.成键本质:共用电子对与成键原子的静电作用。
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1.1
共价键
4.分类:
由同种原子形成共价键,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,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。
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1.2
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?
1.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。
试分析HCl、H2O、NH3、CH4分子结构特点及原因。
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1.2
共价键的形成与特征
我们学过原子轨道,如何通过原子轨道的概念进一步理解共价键的形成?
H
↑
1s1
H
↓
1s1
H2
H
H
H
H
两个s轨道重叠(头碰头),电子出现在核间的概率增大
σ键:
以两核连线为轴,电子云的图形对称
(轴对称)
形成氢分子的共价键(H-H)
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1.2
共价键的形成与特征
相互靠拢
原子轨道相互重叠
“头碰头”
形成H-H
σ 键的特征
1.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。
2.H2中的σ键是由两个s轨道重叠形成的,可称为 s-s σ键, σ键的强度较大。
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1.2
共价键的形成与特征
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。
2.方向性:(最大重叠原理)
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1.2
共价键的形成与特征
H
Cl
Cl-Cl的 p-p σ键的形成
H-Cl的 s-p σ键的形成
Cl
Cl
Cl
Cl
H-Cl
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小结
σ键及其分类
1.σ键:由两个原子的s轨道或p轨道“头碰头”重叠形成的共价键。
2.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。
s-s σ键:H2
s-p σ键:HCl
p-p σ键:Cl2
3.分类:
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1.2
共价键的形成与特征
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
电子云由两块组成,互为镜像
p-p轨道重叠:
p-p π键
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1.2
共价键的形成与特征
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,称为“肩并肩”,故π键不能旋转。
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1.2
共价键的形成与特征
观看氮气中氮氮三键形成的过程,试分析N2分子中的σ键和π键?
头碰头,p-p σ键
肩并肩,p-p π键
肩并肩,p-p π键
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小结
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。但并不是所有分子中的σ键都比π键牢固(例如N2)
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;
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。
并不是所有的分子都含有σ键,例如稀有气体分子。
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1.2
共价键的形成与特征
观察下图乙烷、乙烯和乙炔分子的结构,并回答下列问题。
(1)乙烷中有___个σ键,乙烯、乙炔中σ键与π键的个数之比分别为_____、_____。
(2)乙烯和乙炔的化学性质为什么比乙烷活泼?
7
3∶2
5∶1
π键不牢固,容易断裂
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课堂检测
1.下列物质分子中无π键的是( )
A.N2 B.O2 C.Cl2 D.C2H4
2.下列分子中,共用电子对数目最少的是( )
A.CH4 B.NH3 C.HCl D.N2
C
C
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课堂检测
3.下列说法不正确的是( )
A.σ键是轴对称的,π键是镜像对称的
B.在气体单质中,一定有σ键,可能有π键
C.两个原子间形成共价键时,最多有一个σ键
D.BF3分子中原子的最外层电子数不全是8
B
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课堂检测
4.下列说法正确的是
A.气体单质中,一定有σ键,可能有π键
B.所有共价键都有方向性
C.H只能形成σ键,O可以形成σ键和π键
D.分子中σ键一定比π键牢固
C
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课堂检测
5.判断下列分子中,只含σ键的是 ,既含σ键又含有π键的是 。(填序号)
⑴ H2 ⑵ HCl ⑶ NH3 ⑷ H2O ⑸ CO2
⑹ N2 ⑺ C2H4 ⑻ C2H2 ⑼ F2 ⑽ CH3CH3
⑾ H2O2
1、2、3、4、9、10、11
5、6、7、8
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小结
σ键和π键比较
键类型 σ键 π键
常见类型
原子轨道重叠方式
键的特征
原子轨道重叠程度
成键规律判断
s-s 、s-p、p-p
p-p
“头碰头”重叠
“肩并肩”重叠
轴对称,可旋转
镜面对称,不可旋转
大
小
单键:σ键;
双键:1个σ键、1个π键;
三键:1个σ键、2个π键
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小结
共价键的形成与分类
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