内容正文:
第一节 共价键(第1课时)
2019人教版•选择性必修2•第二章分子结构与性质
1.从原子轨道重叠的视角认识共价键的本质,知道共价键具有饱和性和方向性。
2.能用模型、图像和符号等正确表征H2、Cl2、HCl等简单分子中原子轨道的重叠方式,发展“宏观辨识与微观探析”的核心素养。
3.知道σ键和π键的区别和特征,能说明C2H6、C2H4和C2H2等分子的成键类型,发展“证据推理与模型认知”的核心素养。
核心素养学习目标
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,从微粒间相互作用的角度解释NaCl和HCl性质差异大的原因。
活动一
NaCl
HCl
离子键
共价键
电负性的差值
元素 Na Cl H Cl
电负性
0.9 3.0
2.1 3.0
H和Cl的电负性的差值
Na和Cl的电负性的差值
1.7
离子键
极性键
非极性键
活动一
2、化学键的类型与电负性的差值的关系
0
0.9
2.1
知识回顾
化学键
离子键
共价键
非极性共价键
极性共价键
如何用原子轨道重叠的思想来进一步理解共价键的形成呢?
思考
共价键的深入认识一
1、H-H键的形成
“头碰头”
s-s σ键
2、现代价键理论基本要点
①
按照共用电子对理论,一个原子有几个 ,便可和几个 电子配对成键。例如:
未成对电子
自旋状态相反的
H
↑
1s
Cl
3p
↑↓
↑↓
↑
↑↓
3s
H
↓
1s
Cl
3p
↑↓
↑↓
↓
↑↓
3s
Cl2
电子配对原理
H2
共价键的饱和性决定了共价化合物的分子组成。
共价键的深入认识一
——饱和性
2、现代价键理论基本要点
②
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。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。
最大重叠原理
共价键的方向性决定了共价化合物的空间结构。
CH4
NH3
H2O
CO2
正四面体形
三角锥形
V形
直线形
共价键的深入认识一
——方向性
除了s轨道和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?
任务一
——s-p σ键
1s
2s
2p
3s
3p
Cl
1s
H
共价键的深入认识一
1、H-Cl键的形成
2、Cl-Cl键的形成
——p-p σ键
1s
2s
2p
3s
3p
Cl
1s
2s
2p
3s
3p
Cl
共价键的深入认识一
σ键
“头碰头”
原子轨道的重叠方式:
种类
电子云的对称方式:
小结升华
s s σ键,如:H-H
-
s p σ键,如:H-Cl
-
p p σ键,如:Cl-Cl
-
轴对称
可旋转
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?
思考
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。
任务二
↑
↑
↑
↑↓
2s
2p
N
:
:
:
:
N
:
N
N
·
·
·
:
+
N
·
·
·
:
要使N原子的三个未成对电子都能成对,原子轨道该如何重叠?
N2中共价三键的形成过程
任务二
任务二
p-pσ键
p-pπ键
p-pπ键
↑ ↑ ↑
2p3轨道
N2用电子云画出形成过程
N
1、π键
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,为p-p π键。
共价键的深入认识二
1、π键
共价键的深入认识二
p-p π键形成过程
1、π键
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,为p-p π键。
共价键的深入认识二
原子轨道的重叠方式:
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
2、π键特征
“肩并肩”
思考:如果将π键沿着键轴旋转会发生什么情况呢?
共价键的深入认识二
结论:π键易断裂,不能旋转,不如σ键牢固
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 双键 三键
σ键
1个σ键、1个π键
1个σ键、2个π键
思考
【注意】σ键可以单独存在;π键不能单独存在!
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?
①乙烷中含有7个σ键;
②乙烯中含有5个σ键和1个π键;
③乙炔中含有3个σ键和2个π键;
任务三
1、根据共价键的定义,为什么不可能有H3 、H2Cl和Cl3?
思考
共价键的饱和性决定了原子形成分子的数量关系。
原子形成共价键数
未成对电子数
〓
2、所有共价键都有方向性和饱和性吗?
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-s σ键就没有方向性。
思考
课堂小结
共价键的形成与特征
共价键类型
形成:原子间通过共用电子对所形成的相互作用
特征
σ键
π键
饱和性:决定分子的组成
方向性:决定分子的空间结构
原子轨道的重叠方式:“头碰头”
电子云的对称方式:轴对称
种类:s-s σ键,如:H-H
s-p σ键,如:H-Cl
p-p σ键,如:Cl-Cl
原子轨道的重叠方式:“肩并肩”
电子云的对称方式:镜面对称
种类:p-p π键
第一节 共价键
第1课时
学以致用
1、正误判断
(1)形成共价键后体系的能量降低,趋于稳定( )
(2)共价键的饱和性是由成键原子的未成对电子数决定的( )
(3)σ键和π键都只存在于共价分子中( )
(4)共价键的方向性是由成键原子轨道的方向性决定的( )
(5)两个原子间可以只形成σ键,但不能只形成π键( )
√
√
√
√
×
学以致用
2、下列说法正确的是( )。
A.π键是由两个p轨道“头碰头”重叠形成的
B.σ键的电子云图形是镜面对称的,而π键的电子云图形是轴对称的
C.一般 键比 键重叠程度大,形成的共价键强
D.气体单质中,一定有 键,可能有 键
C
3、下列说法正确的是( )。
A.若把H2S写成H3S,则违背了共价键的饱和性
B.H2O与H2S的空间结构一样是由共价键的饱和性决定的
C.所有共价键都有方向性
D.金属元素与非金属元素的原子间只形成离子键
学以致用
A
学以致用
4、某有机物的结构式如下所示,则分子中有 个σ键, 个π键。
3
7
学习了共价键之后,我们怎样去认识物质的化学性质?请关注下节课的内容
想一想
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