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

第一节 共价键 第二章 分子结构和性质 第一课时 共价键 诺贝尔物理学奖得主理查德·费曼曾说过，假如发生了大灾难，人类全部的科学知识只能概括为一句话传诸后世，那么这句话应该是“万物皆由原子构成”。 【情景微课堂】 早在19世纪中叶，化学家就已经把分子中原子之间的相互作用形象地称作化学键。20世纪初，在原子结构理论的基础上，建立了化学键的电子理论。共价键是现代化学键理论的核心。分子的空间结构和分子之间的作用力是理解分子结构与性质关系的重要内容。 化学键： 知识回顾 相邻原子（或离子）之间的强烈相互作用通称为化学键。 离子键： 由阴、阳离子相互作用所形成的化学键。 原子间通过共用电子对所形成的化学键。 共价键： 非金属元素之间 非金属与少数不活泼的金属 （Al Be ） 两原子电负性相同或相近 电负性差值＜1.7 是否偏移 非极性共价键 极性共价键 成键的实质： 原子轨道的重叠 配位键 4 一、共价键 1、共价键的实质： 成键原子相互接近的原子轨道发生重叠 2、特征 （1）饱和性：根据共价键的定义，一个原子有几个未成对电子，便可和 几个自旋相反的电子配对成键。如只能有 、 、 等，不可能有 、 和 等。 （2）方向性：除 轨道是______对称外，其他原子轨道在其空间排布上都 具有一定的分布特点。在形成共价键时，原子轨道重叠得越____，电子在 核间出现的概率越大，所形成的共价键就越牢固。 球形 无方向性 多 共价键的方向性决定了分子的空间构型。 3、现代价键理论的基本要点： a.电子配对原理： b.最大重叠原理： 两原子各自提供一个自旋方向相反的电子彼此配对。 两原子轨道重叠部分越大，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 电子云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，把带正电的两个原子核“黏结”在一起了。 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 用电子式表示H2 的形成过程 H· ·H ＋ H:H 通过原子轨道进一步理解共价键的形成 4、共价键的类型 H原子形成H2分子的电子云描述（两个s轨道重叠） —— σ键和π键 σ键的类型： ① s-s σ键 s-s σ键 相互靠拢 H2中的共价键称为σ键 ，是s—s轨道形成的，称为s—s σ键 “头碰头” 原子轨道在两个原子核间重叠，可以说，核间电子对就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。 8 4、共价键的类型 —— σ键和π键 σ键的类型： ② s-p σ键 （一个s轨道与一个p轨道重叠） HCl分子的形成过程 H Cl ↑ 1s ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ 1s 2s 2p 3s 3p H－Cl Cl H 3pz HCl中的共价键是由H原子提供的未成对电子的1s原子轨道和Cl原子提供的未成对电子的3p原子轨道以“头碰头”的方式重叠形成的。 s-p σ键,轴对称. 9 4、共价键的类型 —— σ键和π键 σ键的类型： ② s-p σ键 （一个s轨道与一个p轨道重叠） HCl分子的形成过程 形成H—Cl共价键 s-p σ键 未成对电子的 电子云相互靠拢 电子云相互重叠 4、共价键的类型 —— σ键和π键 σ键的类型： ③ p-p σ键 （两个p轨道重叠） Cl2分子的形成过程 ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ 1s 2s 2p 3s 3p Cl Cl Cl Cl Cl p-p σ键 4、共价键的类型 —— σ键和π键 σ键的类型： ③ p-p σ键 （两个p轨道重叠） Cl2分子的形成过程 形成Cl—Cl共价键 p-p σ键 未成对电子的 电子云相互靠拢 电子云相互重叠 Cl2中的共价键是由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。 p-p σ键,轴对称。 12 4、共价键的类型 —— σ键和π键 σ键的类型： ③ p-p σ键 （两个p轨道重叠） Cl2分子的形成过程 形成Cl—Cl共价键 p-p σ键 未成对电子的 电子云相互靠拢 电子云相互重叠 Cl2中的共价键是由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。 p-p σ键,轴对称。 13 H-Cl H-H Cl-Cl 请归纳H-H、H-Cl和Cl-Cl的特点。 【学生活动】 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： p轨道与p轨道除了能形成σ键外，还能形成π键。 π键的特征是两个原子轨道以“肩并肩”方式重叠； 原子重叠的部分分别位于两原子核构成平面的两侧。 每个π键的电子云由两块组成，它们互为镜像，这种特征称为镜面对称。 15 “肩并肩” π 键 原子轨道的重叠方式： 特征： p-p π键 种类： 电子云由两块组成，镜面对称， 不能旋转 不存在s-s π键，s-p π键！ π键不能单独存在！通常存在于共价双键或共价三键中。 特征：肩并肩、镜面对称、不能旋转，键强度小，易断裂。 观看氮气中氮氮三键形成的过程，思考：如何判断共价键 是σ键或是π键？ 肩并肩 p-p σ键 肩并肩 p-p π键 p-p π键 头碰头 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 18 （1）观察下列分子结构，其共价键分别由几个σ键和几个π键构成？ 乙烷 乙烯 乙炔 【问题探究】 课本P36 1个C-C键和6个C-H键 1个C=C键和4个C-H键 1个三键和2个C-H键 7个σ键 5个σ键和1个π键 3个σ键和2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键原子轨道重叠程度小，不稳定，容易断裂。而乙烷中没有π键，σ键稳定，不易断裂。 5.判断 键、 键的一般规律 共价单键是___键； 共价双键由一个___键和一个___键构成。 而共价三键中有一个___键和两个__键构成； <m></m> <m></m> <m></m> <m></m> <m></m> 20 【问题与讨论】钠和氯通过得失电子同样是形成电子对，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？你能从原子的电负性差别来理解吗？ 原子 Na Cl H Cl C O 电负性 电负性之差（绝对值） 结论：当原子的电负性相差很大，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）不是所有的共价键都具有方向性。例如， 键没有方向性。 （2）共价化合物中一定存在 键，可能存在 键。 原子轨道只能形成 键， 原子轨道既可以形成 键，又可 以形成 键、 键。 （4）一般情况下， 键的重叠程度比 键的重叠程度大， 键更稳定。 特例： 分子中 键比 键稳定。 22 共价键的类型 按照不同的分类方法,可将共价键分为不同的类型: （1）按共用电子对数目 单键：如H-H键 双键：如C==C键 三键：如N≡N键 （2）按共用电子对是否偏移 非极性键：如Cl-Cl键 极性键：如H-Cl键 （3）按原子轨道的重叠方式 σ键 π键 【课堂小结】 σ键和π键的比较 共价键类型 σ键 π键 原子轨道 重叠方式 原子轨道重叠部位 原子轨道重叠程度 键的强度 成键规律判断 沿键轴方向轴对称，可旋转 (“头碰头”)重叠 沿键轴方向镜面对称，不旋转 (“肩并肩”)重叠 两原子核之间,在键轴处 键轴上方和下方 大 小 σ键强度大,不易断裂，不活泼 π键强度较小,易断裂，活泼 共价单键是σ键;共价双键中一个是σ键,另一个是π键; 共价三键中一个是σ键,另两个是π键 1、在下列分子中①HF ②Br2 ③H2O ④N2 ⑤CO2 ⑥H2 ⑦H2O2 ⑧HCN （1）分子中只有σ 键的是： （2）分子中含有π键的是： （3）分子中所有原子均满足最外层8电子结构的是： （4）分子中含有s-s σ键的是： （5）分子中含有s-p σ 键的是： （6）分子中含有p-p σ键的是： ② ④ ⑤ ⑦ ⑧ ① ② ③ ⑥ ⑦ ④ ⑤ ⑧ ② ④ ⑤ ⑥ ① ③ ⑦ ⑧ EVCapture4.1.9软件录制 Lavf57.25.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn $$