2.1.1 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

第二章 分子结构与性质 第1课时 共价键 第一节 共价键 1 学习目标 1、认识原子间通过原子轨道的重叠形成共价键，了解共价键具有饱和性、方向性。 2、知道根据原子轨道的重叠方式,共价键可分为σ键和π键等类型。 3、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。 常见的NaCl和HCl的性质差异很大，思考：从微粒间相互作用的角度解释NaCl和HCl性质差异大的原因。 新课引入 NaCl HCl 离子键 共价键 离子键：阴、阳离子间通过静电作用所形成的化学键 化学键的类型与电负性的差值的关系 离子键 H和Cl的电负性的差值 Na和Cl的电负性的差值 共价键 0 0.9 2.1 电负性的差值 成键原子之间的电负性差值 大于1.7 小于1.7 通常形成离子键，相应的化合物为离子化合物 通常形成共价键，相应的化合物为共价化合物 离子键 化学键 共价键 只存在于 离子化合物 极性键 非极性键 共价化合物 存在于 存在于 存在于 存在于 非金属单质 通常存在于不同种元素的原子间 通常存在于同种元素的原子间 金属键 （第三章学习） 1.概念：原子间通过共用电子对所形成的相互作用。 一、 共价键 共用电子对与成键原子的静电作用 5. 成键本质： 根据共用电子对的对数分为单键、双键和三键。 原子轨道重叠 从电子云角度理解 4.分类：根据共用电子对是否偏移分为极性共价键和非极性共价键。 2.成键元素：一般是同种的或者不同种的非金属元素或者金属与非金属 3.成键微粒：原子 根据共价键的定义，只能有H2、HCl、Cl2等，思考：为什么不可能有H3 、H2 Cl和Cl3等？ （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。（即差几个电子稳定，即可形成几对共用电子对。） H ↑ 1s1 Cl 3p5 ↑↓ ↑↓ ↑ ↑↓ 3s2 H ↓ 1s1 H2 Cl 3p5 ↑↓ ↑↓ ↓ ↑↓ 3s2 Cl2 共价键的饱和性决定了共价化合物的分子组成 6.共价键的特征 （2）方向性 除s轨道是球形对称外，其他原子轨道在空间都有一定的分布特点，按照现代共价键理论中的最大重叠原理，两原子在形成共价键时将尽可能沿着电子出现概率最大的方向形成，所以共价键有方向性。 CH4 NH3 H2O CO2 正四面体形 三角锥形 V形 直线形 共价键的方向性决定了共价化合物的立体构型。 6.共价键的特征 ——最大重叠原理 如何通过原子轨道知识进一步理解H2中共价键的形成？ 现代价键理论的基本要点 两个原子各自提供1个自旋方向相反的电子彼此配对 电子配对原理 ——饱和性 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 最大重叠原理 ——方向性 6.共价键的特征 H ↑ 1s1 H ↓ 1s1 H2 相互靠拢 原子轨道相互重叠 形成氢分子的共价键(H-H) “头碰头” H-H的形成 7.共价键的类型 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 【思考】s、p轨道，p、p轨道重叠是否也能形成σ键呢？ 以HCl形成为例：画出H和Cl的价电子轨道表示式 s-p σ键 ↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ 1s 3s 3p 未成对电子配对成键 7.共价键的类型 H Cl H + Cl p-p轨道重叠：以Cl2形成为例 p-p σ键 “头碰头” 7.共价键的类型 Cl2中的共价键由2个氯原子各提供1个未成对电子的3p原子轨道重叠形成的 Cl 3p5 ↑↓ ↑↓ ↓ ↑↓ 3s2 Cl 3p5 ↑↓ ↑↓ ↑ ↑↓ 3s2 Cl Cl 未成对电子的原子轨道相互靠拢 原子轨道相互重叠 形成的共价单键 Cl2 “头碰头” 轴对称 种类 原子轨道的重叠方式 电子云的对称方式 如：H-H s-s σ键 如：H-Cl s-p σ键 如：Cl-Cl p-p σ键 归纳·总结 7.σ共价键的类型 注意：s-s σ键就没有方向性 σ键有较强的稳定性 σ键存在于一切共价键中 σ键的常见类型有(1)s-s, (2)s-p, (3)p-p，请指出下列分子σ键类型： A、HBr B、NH3 C、F2 D、H2 s-p s-p p-p s-s 【课堂练习】 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 7.共价键的类型 问题：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？ 注：不存在 键、 键等 p轨道与p轨道除了能形成σ键外，还能形成π键。 π键的特征：两个原子p轨道以“肩并肩”重叠形成； 原子重叠的部分分别位于两原子核构成平面的两侧。通常情况下， 键没有 键稳定。 电子云的对称方式：镜面对称。 π键的存在：通常存在于共价双键或共价三键中。 新知探究 7.共价键类型 思考与讨论：N2分子中的化学键是如何形成的？具体形成哪些类型的化学键？ p-pσ键 p-pπ键 p-pπ键 N2分子中含1个 σ键和2个π键 ↑ ↑ ↑ 2P3轨道 思考与讨论：O2分子中的化学键是如何形成的？具体形成哪些类型的化学键？ p-pσ键 p-pπ键 两对孤对电子对电子云 ↑↓ ↑ ↑ 2P4轨道 2025/3/4 O2分子中含1个 σ键和1个π键 ↑↓ ↑ ↑ <m></m键和 <m></m> 键的比较 键的类型 键 键 原子轨道重叠方式 两个原子的成键轨道沿着键轴的方向以“_________”的方式重叠 两个原子的成键轨道以“_________”的方式重叠 原子轨道重叠部位 两原子核之间，在键轴处 键轴上方和下方，键轴处为零 对称性 _____对称 _______对称 原子轨道重叠程度 大 小 键的强度 较大 较小 头碰头 肩并肩 轴 镜面 化学活泼性 _________ _______ 存在 单键 键、双键（1个σ键、1个π键）; 三键（1个σ键、2个π键） 双键中有一个 键，三键中有两个 键 示意图 不活泼 活泼 19 头碰头； 轴对称； 可旋转； σ键重叠程度较大，较强的稳定性。 σ键 π键 肩并肩； 镜面对称； 不可旋转； π键重叠程度较小，易断裂，较活泼 共价单键是σ键； 共价双键中有1个σ键，1个π键 共价三键中有1个σ键，2个π键 ②共价单键是σ键； 共价双键中一个σ键，另一个π键； 共价三键由一个σ键和两个π键 H-H O=O N≡N Cl-C-Cl O ∣ ∣ ①s-s电子、s-p电子只形成σ键； p-p电子既形成σ键，又形成π键，且先形成σ键后形成π键。 1个σ键，1个π键 1个σ键 1个σ键，2个π键 3个σ键，1个π键 注意：σ键能单独存在，π键不能单独存在 σ 键和 π 键的成键规律 笔记 并不是所有的分子都含有σ键，例如稀有气体分子。 微点拨 共价键还可以从形成共用电子对数目多少的角度来分，分为共价单键、共价双键和共价三键。 22 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？ 肩并肩，p-p π键 肩并肩，p-p π键 头碰头，p-p σ键 π键：镜面对称 8.共价键类型的判断 8.共价键类型的判断 单键 双键 三键 σ键 1个σ键、1个π键 1个σ键、2个π键 思考：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 乙烷分子中的共价键由7个σ键构成 乙烷 乙烯 乙烯分子中的共价键由5个σ键和1个π键构成 乙炔 乙炔分子中的共价键由3个σ键和2个π键构成 随堂训练 1.下列分子中含π键的是（ ） A．CH4 B．C2H4 C．C2H5Cl D．CH3CH2OH B 2．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 随堂训练 3.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 4.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） 知识总结 化学键：相邻原子之间的相互作用 化学键 离子键 共价键 按共用电子对是否偏移 极性键 非极性键 按共用电子对数 单键 双键 三键 按原子轨道 σ键 头碰头 π键 肩并肩 s-s σ键 s-p σ键 p-p σ键 课堂总结 $$