2-1-1 共价键 课件 2024-2025学年高二化学人教版（2019）选择性必修2

第二章 第一节 第1课时 共价键 回顾 化学键 01 问题1：H 原子和 Cl 原子是如何构成物质氢气、氯气和氯化氢的？ 问题2：书写氢气、氯气和氯化氢的电子式，讨论为什么难以形成H3、Cl3和H2Cl？ 原子 → 分子 → 物质 共价键具有饱和性 共价键 分子间作用力 问题3：NH3分子中为什么N原子是1个，而H原子为3个？ N和H原子的电子式分别为 和 ，N原子最外层有3个未成对电子，H原子有1个未成对电子，形成3个共用电子对共价键达到饱和。 问题4：我们学过原子轨道，如何用原子轨道的概念来进一步理解共价键呢？ 成键本质：当成键原子相互接近时，原子轨道在两个原子核间重叠，电子出现在核间的概率增大，电子带负电，把带正电的两个原子核“黏结”在一起。P34 1、σ键的概念：σ键是两原子在成键时，原子轨道以“头碰头”的方式重叠形成的共价键。 H· + ·H → H:H s-s σ键 ↑ 1s σ键的类型 H· + ·Cl : → H: Cl : : : : : s-p σ键 未成对电子 相互靠拢 ↑ 1s ↑↓ ↑↓ ↑ 3p ↑↓ 3s Cl· + ·Cl : → Cl: Cl : : : : : p-p σ键 : : : : : : ↑↓ ↑↓ ↑ 3p ↑↓ 3s 未成对电子 相互靠拢 ↑ 1s 共价键 σ键的概念、类型、特征 02 ↑↓ ↑↓ ↑ 3p ↑↓ 3s 1、σ键的概念：σ键是两原子在成键时，原子轨道以“头碰头”的方式重叠形成的共价键。 H· + ·H → H:H s-s σ键 ↑ 1s ↑ 1s 共价键 σ键的概念、类型、特征 02 1、σ键的概念：σ键是两原子在成键时，原子轨道以“头碰头”的方式重叠形成的共价键。 H· + ·H → H:H s-s σ键 ↑ 1s σ键的类型 H· + ·Cl : → H: Cl : : : : : s-p σ键 未成对电子 相互靠拢 ↑ 1s ↑↓ ↑↓ ↑ 3p ↑↓ 3s Cl· + ·Cl : → Cl: Cl : : : : : p-p σ键 : : : : : : ↑↓ ↑↓ ↑ 3p ↑↓ 3s 未成对电子 相互靠拢 ↑ 1s 共价键 σ键的概念、类型、特征 02 ↑↓ ↑↓ ↑ 3p ↑↓ 3s 3、σ键的特征 (1)轴对称：以形成化学键的两原子核的连线为轴旋转，共价键电子云 的图形不变。 s-s σ键 s-p σ键 p-p σ键 (2)强稳定性：形成σ键的原子轨道重叠程度较大，两核间电子的概率密 度大，一般不易断裂,形成的共价键越牢固，分子越稳定。 (3)可以旋转：以形成σ键的两原子核的连线为轴，任何一个原子 均可以旋转，旋转时并不破坏σ键的结构。 共价键 σ键的概念、类型、特征 02 两个原子轨道重叠越大，形成的共价键越牢固，分子越稳定。因此共价键将尽可能沿着电子出现概率最大的方向形成，所以共价键有方向性。 2、共价键都有方向性吗？ s 与 s 原子轨道重叠，无方向性，例如H2。 共价键的方向性是由成键原子轨道的方向性决定的。 思考：1、为什么水分子中的三个原子不在一条直线上？ 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。 共价键 03 形成共价键的未成对电子的原子轨道，采取“肩并肩”的 方式重叠。 1、π键的概念： 2、π键的类型： 3、π键的特征： π键的概念、类型、特征 p－p π键 (1)镜面对称：每个π键的电子云由两块组成，位于两原子 核构成平面的两侧，互为镜像。 (2)稳定性差：键电子云重叠程度比键小，不如σ键牢固， 较易断裂。特例：N2分子中的π键比σ键稳定。 (3) 不能旋转：以形成π键的两个原子核连线为轴，任意一 个原子不能单独旋转，否则会破坏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。 ： ： ： ： N ： N N · · · ： ＋ N · · · ： ↑ ↑ ↑ ↑↓ 2s 2p N x y z N的2p轨道示意图 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 思考与讨论 (1)乙烷、乙烯和乙炔分子中的共价键分别有几个 σ键和几个π键组成？ 3个σ键,2个π键 7个σ键 5个σ键,1个π键 (2)乙烯和乙炔的化学性质为什么比乙烷活泼？ 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？ 稀有气体的单质中不含化学键；多原子分子一定含σ键，可能含π键。 【思考】为什么乙烯分子中有一个化学键易断裂？ 乙烯分子中π键的强度不如σ键，易断裂 【思考】我们高一学过碳碳单键是可以旋转的，但乙烯的碳碳双键无法旋转，能否用今天所学知识来分析原因？注意σ键和π键的形成过程 σ键可以旋转：以形成σ键的两原子核的连线为轴，任何一个原子均可以旋转，旋转时并不破坏σ键的结构。 π键不能旋转：以形成π键的两个原子核的连线为轴，任意一个原子 不能单独旋转，若单独旋转π键会断裂。 【思考】乙烯和乙烷谁的性质更活泼 乙烷 【练习3】（山东高考题改编）C和Si同主族，与C相比，Si原子之间难以形成双键、三键，试解释原因？（结合模型，小组讨论） Si原子半径较大，原子间形成的σ键较长，p-p轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不重叠，难以形成π键。 任务三：共价键的类型--原子轨道重叠角度 【思维拓展】观察苯分子的模型，从原子轨道重叠角度推测苯中含有共价键的类型？ σ键和大π键 刚刚我们从定性的角度研究了共价键，下面我们继续学习如何从定量的角度研究共价键--既共价键的键参数。 C B × × × √ √ 如AlCl3中 是共价键 如N2除外 单原子分子无化学键 应用体验 1.(2023·长沙高二期末)下列关于σ键和π键的说法不正确的是 A.σ键和π键能同时存在于同一个分子中 B.σ键是原子轨道“头碰头”重叠形成的，π键是原子轨道“肩并肩” 重叠形成的 C.乙烯分子中含有5个σ键和1个π键 D.H2分子中只存在σ键，N2分子中只存在π键 √ 2.(1)1 mol丙酮( )分子中含有σ键的数目为_______________________。 (2)丁烯二酸(HOOCCH==CHCOOH)分子中含有　个σ键和__个π键。  (3)在N2F2分子中，所有原子均满足8电子稳定结构，则该分子中两个N原子间的共价键组成为　　个σ键和　　个π键。  9×6.02×1023 (或9NA) 11 3 1 1 应用体验 3.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　　　　。  ①②③⑥⑦⑧ ④⑤⑨ (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　　　 　　。    ⑦ ①③⑤⑥⑧⑨ ②④⑤⑥⑧⑨ $$