内容正文:
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第二章 分子结构与性质
1.1.1 共价键
2023.2.6
1
备注:
1、本学期课程内容:选必2+3
2、本学期课堂要求:重点在于习惯的养成
课前1min侯课、课堂笔记(每节下课检查+5min课堂回顾)、
练习册做题痕迹+订正、试卷+资料的整理
回顾与思考
1.什么是共价健?共价键的类别?
2.请写出H2 、Cl2和HCl的电子式,思考:为什么氢气、氯化氢、氯气分子结构只能是H2、HCl、Cl2,不可能是H3、H2Cl、Cl3 ?这说明什么?
H H
··
:
Cl
:
:
.
Cl
:
:
.
:
H3、H2Cl、Cl3不能形成相对稳定结构。这说明共价键具有饱和性。
共价键是原子间通过共用电子对形成的相互作用。
H×
:
:
Cl
:
.
3.我们已学过原子轨道理论模型,如何用原子轨道进一步理解共价键?共价又有哪些性质?
观察与思考
观察下列三段可视化视频,思考:从原子轨道视角看共价键是怎么形成的?本质是什么?
共价键的形成与本质
相互靠拢
原子轨道相互重叠
形成氢分子的共价键(H-H)
图2-1氢原子形成氢分子的过程示意(H-H的s-s σ键)
原子轨道在两个原子核间重叠,意味着电子出现在核间的概率增大,电子带负电,因而可以形象的说,核间电子好比在核间架起一座带负电的桥梁,把正电的两个原子核“粘结”在一起了
1.共价是怎么形成的?
通过原子轨道重叠形成 的。
2.共价的本质是什么?
原子轨道重叠后,高概率出现在两原子核间的
电子与两个原子核间的相互作用。
σ键的形成
原子形成氢分子的电子云描述
H
H
H
H
H
Cl
H-Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
s- sσ键
s-p σ键
p-p σ键
通过视频回答问题:
3.σ健是怎么形成的?有什么特点?有哪几类?
(1) σ键的形成:
原子轨道沿着两个原子核的连线通过“头碰头”的方式重叠,电子在原子核间的概率增大,电子带负电,核间电子与带正电的原子核相互作用形成共价键,将两个原子核连接在一起。
(2) σ键特点:
轴对称,可绕轴旋转
(3) σ键种类:
s-s σ键
s-p σ键
p-p σ键
有方向性
有方向性
无方向性
方向性:电子所在的原子轨道都
具有一定的形状,成键原子的电子
云尽可能达到最大重叠必须沿一定
方向交盖,所以共价键有方向性。
它决定了分子的空间构型。
π键的形成
4.π健是怎么形成的?有什么特点?
图2-3 p-p π键的形成
原子轨道相互重叠
形成的键
未成对电子的原子轨道相互靠拢
3py1
3py1
(1) π键的形成:
原子轨道通过“肩并肩”的方式重叠而成(有方向性)
(2) π键特点:
两部分组成,镜面对称,不能旋转
如果将π键沿着键轴旋转,会发生什么情况呢?
11
O2 的形成过程
p-pσ键
p-pπ键
两对孤对电子对电子云
↑↓ ↑ ↑
2p4轨道
x
y
z
x
y
z
N2中共价三键的形成过程
“头碰头”
σ键
N2(N N)用电子云画出形成过程
14
x
y
z
x
y
z
N2中共价三键的形成过程
σ键
“头碰头”
“肩并肩”
π键
“肩并肩”
π键
N≡N
z
z
y
y
x
π
π
σ
15
6. 怎么判断分子中有几个σ键、π健?
一般规律是:共价单键是σ键;共价双键一个σ键一个是π健;共价三键一个是σ键两个是π健。
【注意】σ键可以单独存在;π键不能单独存在!
分子中存在π键,则一定存在σ键
但若存在σ键,则不一定存在π键。
探究 共价键
[问题与预测]
(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?
7个σ键
5个σ键,1个π健
3个σ键,2个π健
(2)解释乙烯分子中π键是如何形成的,预测乙炔分子中π键是如何形成的。
乙烯分子中π键由一个2p轨道重叠形成的
↑
↑
↑↓
2s
2p
C
肩并肩
[问题与讨论]
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?你能从元素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:当元素的电负性相差很大,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
【思考】 σ键和π健谁更牢固?
σ键原子轨道重叠程度更大,更牢固,如乙烯分子中有一个π键,乙炔分子中有两个π键,它们易断裂,所以,乙烯和乙炔要比乙烷活泼。
一般来说,σ键比π键稳定,但不是绝对的(N2中的π键比σ键稳定)
小结:
共价键
本质:
特征:
类别
原子间通过轨道重叠形成
饱和性和方向性(s-s σ键无方向性)
π键
形成方式:
肩并肩
特征
镜面对称、不可旋转
重叠程度小,易断裂,较活泼
规律
共价单键—σ键
共价双键—1个σ键、1个π键
共价三键—1个σ键、2个π键
σ键
形成方式:
头碰头
特征
轴对称、可旋转
重叠程度大,不易断,不活泼
类别:
s-s σ键、s-p σ键、p-p σ键
饱和性决定了共价化合物的分子组成,方向性决定了共价化合物的立体构型。
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