2.1.1共价键（课件）-【大单元教学】高二化学同步备课系列（人教版2019选择性必修2）

第二章 分子结构与性质 第一节 共价键 第1课时 共价键 1 学习目标 1. 从原子轨道重叠的视角认识共价键本质，知道共价键具有饱和性和方向性，能用模型、图像、符号等正确表征H2、Cl2、HCl等简单分子中原子轨道的重叠方式。 2. 知道σ键和π键的区别和特征，能说明C2H6、C2H4、C2H2等分子的成键类型。 2 新课导入 科学史话 柯塞尔 1916年，德国化学家柯塞尔( W. Kossel)根据稀有气体原子的电子层结构具有高度稳定性的事实，提出了离子键( ionic bond)的概念。认为由原子得失电子后，生成的正、负离子之间靠静电作用而形成的化学键。即离子键的本质是正、负离子之间的静电作用。 离子理论并不能解释非离子化合物的形成过程。 新课导入 知识回顾 根据所学知识，请用电子式描述NaCl和HCl的形成过程 H H ： ： ： ： Cl · ： ： ： Cl · + Na Na+ ： ： ： ： Cl · ： ： ： Cl · + [ ]- 离子键 共价键 新课导入 知识回顾 离子键： 由阴、阳离子相互作用所形成的化学键。 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 极性键 非极性键 按共用电子对是否偏移 按照共用电子对数 单键 双键 三键 共价键： 原子间通过共用电子对所形成的化学键。 新课探究 任务1 共价键形成的本质 问题1：如何通过原子轨道知识进一步理解H2中共价键的形成？ H ↑ 1s H ↓ 1s 两个氢原子电子自旋方向相反 相互靠近到一定距离时，两个1s原子轨道发生重叠 核间形成一个电子概率密度较大的区域。 像在核间架起一座带负电的桥梁，把带正电的两个原子核“黏结”在一起了 新课探究 任务1 共价键形成的本质 问题1：如何通过原子轨道知识进一步理解H2中共价键的形成？ 新课探究 任务1 共价键形成的本质 由于原子轨道重叠，原子核间电子概率密度增大，吸引原子核而成键。 H2中的共价键称为σ键， 是s—s轨道形成的，称为s—s σ键 σ键特征：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，轴对称。 共价键的本质 新课探究 任务1 共价键形成的本质 问题2：如何通过原子轨道知识进一步理解HCl中共价键的形成？ 1s与3px未成对电子的原子轨道相互靠拢 相互靠近到一定距离时，1s与3px原子轨道发生重叠 形成氯化氢分子的共价单键(H-Cl) HCl中的共价键为σ键， 是s—p轨道形成的，称为s—p σ键 新课探究 任务1 问题2：如何通过原子轨道知识进一步理解HCl中共价键的形成？ 共价键形成的本质 新课探究 任务1 共价键形成的本质 问题3：如何通过原子轨道知识进一步理解Cl2中共价键的形成？ 两个3px未成对电子的原子轨道相互靠拢 相互靠近到一定距离时，原子轨道发生重叠 形成氯气分子的共价单键(Cl-Cl) Cl2中的共价键为σ键， 是p—p轨道形成的，称为p—p σ键 新课探究 任务1 共价键形成的本质 问题3：如何通过原子轨道知识进一步理解Cl2中共价键的形成？ 新课探究 任务1 共价键形成的本质 现代价键理论 （1）电子配对原理： 两个原子各自提供1个自旋方向相反的电子彼此配对 饱和性 思考 为什么不可能有H3、H2Cl和Cl3？ 因为共价键具有饱和性 原子形成的共价键数＝未成对电子数 新课探究 任务1 共价键形成的本质 现代价键理论 （1）电子配对原理： 两个原子各自提供1个自旋方向相反的电子彼此配对 （2）最大重叠原理： 两个原子轨道重叠越大，两核间电子的概率密度越大，形成的共价键越牢固，分子越稳定 饱和性 方向性 思考 所有的共价键都有方向性吗？ 不是，s-s σ键就没有方向性。 新课探究 任务2 共价键的类型 问题4：请根据所学知识，归纳H-H、H-Cl和Cl-Cl的σ键特点 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： 新课探究 问题5：原子轨道除了以“头碰头”的方式重叠以外，还有没有可能以其他的方式重叠成键？ 任务2 共价键的类型 两个未成对电子的原子轨道相互靠拢 相互靠近到一定距离时，原子轨道发生重叠 形成π键 π键特征：两原子p轨道“肩并肩”重叠形成，每个键电子云 由两块组成，它们互为镜像，镜面对称。 新课探究 任务2 共价键的类型 问题6：用电子式表示N2的形成过程，并用原子轨道重叠来解释其共价键的形成过程。 ： ： ： ： N ： N N · · · ： ＋ N · · · ： ↑ ↑ ↑ ↑↓ 2s 2p N x y z N的2p轨道示意图 新课探究 任务2 共价键的类型 x y z x y z N2中共价三键的形成过程 x方向“头碰头” σ键 问题6：用电子式表示N2的形成过程，并用原子轨道重叠来解释其共价键的形成过程。 新课探究 任务2 共价键的类型 x y z x y z N2中共价三键的形成过程 y和z方向“肩并肩” π键 问题6：用电子式表示N2的形成过程，并用原子轨道重叠来解释其共价键的形成过程。 在形成N2分子过程中，若2个N原子沿x方向接近时，px与px轨道以头碰头方式重叠形成σ键，那么py与py , pz与pz就只能以肩并肩方式重叠形成两个相互垂直的π键。氮氮三键中有1个p-pσ键和2个p-pπ键 新课探究 任务2 共价键的类型 x y z x y z N2中共价三键的形成过程 y和z方向“肩并肩” π键 问题6：用电子式表示N2的形成过程，并用原子轨道重叠来解释其共价键的形成过程。 在形成N2分子过程中，若2个N原子沿x方向接近时，px与px轨道以头碰头方式重叠形成σ键，那么py与py , pz与pz就只能以肩并肩方式重叠形成两个相互垂直的π键。氮氮三键中有1个p-pσ键和2个p-pπ键 新课探究 任务3 共价键类型的判断 问题7：通过氮气中氮氮三键形成过程的分析，如何判断共价键是σ键或是π键？ 单键 双键 三键 σ键 1个σ键、1个π键 1个σ键、2个π键 新课探究 任务3 共价键类型的判断 问题8：观察乙烷、乙烯和乙炔的分子结构，它们的分子中的共价键分别由几个σ键和几个π键构成？ 乙烷 乙烯 乙炔 新课探究 任务3 共价键类型的判断 问题8：观察乙烷、乙烯和乙炔的分子结构，它们的分子中的共价键分别由几个σ键和几个π键构成？ 乙烷分子中的共价键由7个σ键构成 新课探究 任务3 共价键类型的判断 问题8：观察乙烷、乙烯和乙炔的分子结构，它们的分子中的共价键分别由几个σ键和几个π键构成？ 乙烯分子中的共价键由5个σ键和1个π键构成 新课探究 任务3 共价键类型的判断 问题8：观察乙烷、乙烯和乙炔的分子结构，它们的分子中的共价键分别由几个σ键和几个π键构成？ 乙烯分子中的共价键由5个σ键和1个π键构成 新课探究 任务3 共价键类型的判断 问题8：观察乙烷、乙烯和乙炔的分子结构，它们的分子中的共价键分别由几个σ键和几个π键构成？ 乙炔分子中的共价键由3个σ键和2个π键构成 新课探究 任务3 共价键类型的判断 问题8：观察乙烷、乙烯和乙炔的分子结构，它们的分子中的共价键分别由几个σ键和几个π键构成？ 乙炔分子中的共价键由3个σ键和2个π键构成 课堂训练 1.下列物质的分子中既有σ键又有π键的是(　　) ①NH3　②HClO　③N2　④H2O2　⑤HCHO(甲醛)　⑥C2H2 A.③⑤⑥ B.③④⑤⑥ C.①②③ D.②⑤⑥ 2.下列关于化学键的说法正确的是(　　) A.s－s σ键与s－p σ键的电子云对称性不同 B.物质只有发生化学变化时才会有化学键的断裂 C.成键的原子间原子轨道重叠越多，共价键越牢固 D.非金属元素之间形成的化合物中只含有共价键 A C 课堂训练 3.下列说法正确的是(　　) A.若把H2S分子写成H3S分子，违背了共价键的方向性 B.s轨道和p轨道重叠可以形成π键 C.共价键都具有方向性 D.C2H4与Cl2的加成反应C2H4只涉及π键断裂 4.下列有关σ键和π键的说法中，错误的是(　　) A.H只能形成σ键，O可以形成σ键和π键 B.在气体单质分子中，一定含有σ键，可能含有π键 C.σ键的电子云图形是轴对称的，π键的电子云图形是镜面对称的 D.丁烯二酸(HOOCCH===CHCOOH)分子结构中含有11个σ键，3个π键 D B 课堂训练 5.有以下物质： ①HF　②Cl2　③H2O　④N2　⑤C2H4 ⑥C2H6　⑦H2　⑧H2O2　⑨HCN(H—C≡N)。 (1)只有σ键的是________(填序号，下同)；既有σ键又有π键的是________。 (2)含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的是________。 (3)含有由一个原子的s轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是________。 (4)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________。 答案　(1)①②③⑥⑦⑧　④⑤⑨　(2)⑦ (3)①③⑤⑥⑧⑨　(4)②④⑤⑥⑧⑨ 课堂总结 种类 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： π键 p p π键 - “肩并肩” 原子轨道的重叠方式： 镜面对称 电子云的对称方式： 种类 特征 饱和性 方向性 共价键 - THANKS 演示完毕 感谢聆听 32 $$