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

年级：高二 学科：化学 课题：共价键 第一节 共价键 （第1课时） 第二章 分子结构与性质 许 钦 贤 雄安容和第一高级中学 国际氢能委员会预测，到2050年，氢能在全球能源消费结构中占比将升至18%。 2020年，全球范围内宣布了惊人的50 GW 的（电解水）绿色制氢项目。 为什么氢氧结合在一起，氢分离出来的本质又是什么？ 引 言 1.了解共价键的形成条件及实质，能从微观角度分析形成共价键的粒子，能辨识物质中含有的共价键的类型，了解共价键具有饱和性、方向性。 2.理解共价键中σ键和π键的区别,建立判断σ键和π键的思维模型,熟练判断分子中σ键和π键的存在及个数。 学 习 目 标 “作用力” 化学键 化学键的研究之路 温 故 知 新 1、NaCl和HCl的性质差异大，请用电子式描述NaCl和HCl的形成过程，从分类的角度、微粒相互作用的角度解释分析原因。 氯化氢晶体 氯化钠晶体 元素 Na Cl H Cl C O 电负性       电负性差值 0.9 3.0 2.1 3.0 2.5 3.5 2.1 0.9 1 2、化学键的类型与元素的电负性的差值有何关系呢？ 一般情况下，元素的电负性差值大于1.7时，反应时形成离子键，而元素的电负性差值小于1.7时，原子间形成共价键。 温 故 知 新 化学键：相邻原子之间强烈的相互作用。 温 故 知 新 化学键 共价键 极性键 非极性键 离子键 共价键 极性共价键： H-Cl、C=O、C≡N 非极性共价键：Cl-Cl、H-D、O=O 共用电子对数目 共用电子对偏移 单键：H-H、H-Cl、H-O、Br-Cl 双键：O=O、C=O、C=C 三键：N≡N、C≡N、C≡C ？ 共价键的分类： 原子轨道重叠方式 温 故 知 新 想一想 两个带有自旋方向相同的电子的氢原子，能否形成氢分子，为什么？ 提示：它们相互靠近时，原子间总是排斥作用占主导地位。 氢原子形成氢分子的过程示意图 H ↑ 1s H ↓ 1s 共价键的深入认识一：σ键 原子轨道描述氢原子形成氢分子的过程 现代价键理论的基本要点： 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： 两个原子轨道重叠最大，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。 共价键具有饱和性 共价键具有方向性 2、通过制作电子云模型，能发现这些共价键有什么特征？ 1、除了s-s轨道重叠形成共价键外，还能找到其他轨道重叠形成共价键的例子吗？请用橡皮泥制作H-H电子云模型及其它电子云模型。 实 践 活 动 H-Cl的s-p σ键形成 SkyUN.Org (S) - Cl-Cl的p-p σ键形成 SkyUN.Org (S) - s-s重叠，无方向： σ键成键方式 “头碰头” x x 轴对称 s-p重叠，沿p轨道的键轴方向重叠： p-p重叠，沿p轨道的键轴方向重叠： x 归纳H-H、H-Cl、Cl-Cl的特点 轴对称 轴对称 σ键的特征 1、轴对称:以成键两原子核的连线为轴作旋转操作，电子云的图形不变。 2、沿轴方向“头碰头”重叠。 3、强度大，不易断裂,较稳定。 4、存在： 任何两个原子形成的共价键，有且只有一个σ键。 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方式重叠成键？ 共价键的深入认识一： π键 “肩并肩” 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 p-p π键的形成 请展示橡皮泥制作π键的电子云模型 展 示 活 动 如果将π键沿轴旋转，会发生什么情况呢？ 电子云为镜面对称： 每个π键的电子云由两块组成，互为镜像； 旋转，强度 ，稳定性 。 不能 小 差 π键的特征 任务1 N2的化学性质很不活泼，通常难以与其他物质发生化学反应。用电子式表示N2的形成过程，并用原子轨道重叠来解释共价键的形成过程。 N ·· 问 题 讨 论 一：规律 N2中1个p-p σ键和2个p-p π键的形成过程 ↑ ↑ ↑ 2p3轨道 π键的形成过程 N2中共价三键的形成过程 结合H2、H2O、CH4中σ键的数目分析，如何判断ABx型分子或原子团中σ键的数目？ σ键和π键的判断方法 ①依据共价键的类型判断——共价键类型 即：两原子形成共价键时，有且只有1个σ键。 ②依据共价分子的组成判断σ键 ABx型分子或原子团中，含σ键数目为x。如H2O中含 个σ键，CH4中含 个σ键。 2 4 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：σ键（成键2原子间有且只有1个，可单独存在）；双键：1个σ键，1个π键；叁键：1个σ键，2个π键。 任务2 (1)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 ①乙烷中含有1个C-C键和6个C-H键，所以乙烷中含有7个σ键； ②乙烯中含有1个C=C键和4个C-H键，即含有5个σ键和1个π键； ③乙炔中含有1个三键和2个C-H键，即含有3个σ键和2个π键； 问 题 讨 论 二：应用 (2)乙烯和乙炔的化学性质为什么比乙烷活泼？ 提示　乙烯的碳碳双键和乙炔的碳碳三键中分别含1个和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。 (3)在气体单质分子中，一定含有σ键，可能含有π键吗？ 提示　稀有气体的单质分子中不含化学键；多原子分子中一定含有σ键，可能含有π键。 乙烯、乙炔分子中C—C σ键比较稳定不容易断裂， π键较易断裂。 问 题 讨 论 二：应用 3s ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ 3p 1s ↑ H Cl 原子形成的共价键数=未成对电子数 (1)H2、HCl、Cl2均通过共用电子对相结合，为什么不可能形成H3、H2Cl、Cl3等分子？ 问 题 讨 论 三：应用 (2)水分子中是哪些原子形成的哪类共价键?为什么水分子中的三个原子不共线? (3)所有的共价键都有方向性吗？ 提示:水分子中的共价键是由O原子与H原子形成的σ键;共价键的方向性导致水分子中的三个原子不共线。 水分子的空间填充模型 提示:所有的共价键都有饱和性，但并不是所有的共价键都有方向性，如s-sσ键就没有方向性。 反 馈 评 价 1.下列说法对σ键和π键的认识不正确的是( ) A. 分子中只要含有共价键，则至少含有一个σ键 B. s-s σ键、p-p σ键与s-p σ键都是轴对称的 C. p-p σ键和p-p π键的重叠方式是相同的 D. 含有π键的分子在反应时，π键是化学反应的积极参与者 C 反 馈 评 价 2.丁烯二酸(HOOCCH==CHCOOH)分子结构中含有σ键、π键的个数分别是( ) A.4个σ键，1个π键 B.11个σ键，3个π键 C.4个σ键，3个π键 D.9个σ键，5个π键 B 反 馈 评 价 3.防晒霜之所以能有效地减轻紫外线对人体的伤害，是因为它所含的有效成分的分子中含有 π 键，这些有效成分的分子中的 π 电子可在吸收紫外线后被激发，从而阻挡部分紫外线对皮肤的伤害．下列物质中没有防晒效果的是（ ） A. 酒精 B . 羟基丙酮 C . 氨基苯甲酸 D. 肉桂酸（C6H5-CH= CH - COOH ) A 化学与生活 防晒霜与π键 防晒霜之所以能有效地减轻紫外光对人体的伤害，其原因之一是它的有效成分的分子中含有π键。这些分子中的π电子在吸收紫外光后被激发，从而能阻挡部分紫外光。 课 堂 小 结 共价键 特征：具有饱和性和方向性 成键方式 σ键 原子轨道“头碰头”重叠，电子云呈轴对称 特征 π键 原子轨道“肩并肩”重叠，电子云呈镜面对称 特征 共价三键——1个σ键、2个π键 共价单键——1个σ键 共价双键——1个σ键、1个π键 规 律 2-1 共价键 “作用力” 化学键 化学键的研究之路 电子成对？电子带负电不排斥？ 结 束 语 奥地利物理学家薛定谔根据量子理论建立了描述电子运动规律的波动方程，诞生了现代价键理论和分子轨道理论，预计化学键概念的内涵还会有新的发现。科学探索永无止境，等待着我们不断学习、探索！ 课 后 作 业 1.完成本节学习评价单（1-必做、选做）； 2.结合学案，预习共价键（第2课时）； 3.整理有关化学键发展的资料。 谢 谢！ $$