2.1 共价键（教学课件）-【生动课堂】2025-2026学年高二化学同步教学系列（人教版2019选择性必修2）

该高中化学课件聚焦共价键的形成、特征（饱和性、方向性）、类型（σ键、π键）及键参数（键能、键长、键角），通过“为何只有H₂等分子存在”的问题链导入，从分子存在形式联系原子轨道，以氢、氯分子形成为例，搭建宏观现象到微观本质的学习支架。 其亮点是融合科学思维与化学观念，以“问题思考”“探究活动”引导学生用轨道重叠模型分析σ键π键（如氮分子三键、乙烯π键），结合卤化氢分解数据归纳键参数与稳定性关系。助力学生建立微观-宏观联系，教师可借完整探究链条提升教学效率。

第一节 共价键 第1课时 共价键 新人教版 化学 选择性必修2 物质结构与性质 第二章 分子结构与性质 01.共价键 知识导航 02.键参数 引·新课导入 请你思考！ 为什么只能有H2、HCl、Cl2，不可能有H3、H2Cl和Cl3 现以氯分子的形成为例研究共价键的形成 例如，氯原子中只有一个未占满的轨道，其中有一个未成对电子 Cl ↑↓ ↑↓ ↑ ↑↓ 3s2 3p5 Cl ↑↓ ↑↓ ↑ ↑↓ 3s2 3p5 所以两个氯原子之间可形成一个共价键结合为氯分子，表示为 Cl—Cl 共价键的饱和性 引·新课导入 请你思考！ 为什么只能有H2、HCl、Cl2，不可能有H3、H2Cl和Cl3 现以氯化氢分子的形成为例研究共价键的形成 共价键的饱和性 H ↑ 1s1 Cl ↑↓ ↑↓ ↑ ↑↓ 3s2 3p5 我们学过原子轨道，如何通过原子轨道的概念进一步理解共价键的形成？ 共价键 01 “ ” 问题思考 请你思考！ 根据原子轨道的概念，理解氢原子是如何形成氢分子中的共价键的？ 现以氢分子的形成为例研究共价键的形成 H ↑ 1s1 H ↓ 1s1 H2 两个s轨道重叠 探·知识奥秘 1. 共价键的形成 一、共价键 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，因而可以形象地说，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。 电子出现在核间的概率增大 探·知识奥秘 2.共价键的特征 一、共价键 电子配对原理 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。 ——饱和性 最大重叠原理 ——方向性 两个原子各自提供1个自旋方向相反的电子彼此配对。 探·知识奥秘 3. 共价键的类型 一、共价键 ⑴σ键: ①原子轨道以"头碰头"方式相互重叠导致电子在核间出现的概率增大而形成的共价键 ②σ 键的特征是以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。 H H 探·知识奥秘 一、共价键 3. 共价键的类型 ⑴σ键: 除 s 轨道是球形对称外，其他原子轨道都具有一定的空间取向 S轨道 无空间取向 P轨道 空间取向 在形成共价键时，原子轨道重叠得多，电子在核间出现的概率大，所形成的共价键就牢固。 “ ” 问题思考 请你思考！ HCl、Cl2中的共价键也都是 σ键，它们的 σ键是如何形成的？ 原子轨道以"头碰头"方式相互重叠导致电子在核间出现的概率增大而形成的共价键 探·知识奥秘 3. 共价键的类型 一、共价键 ⑴σ键: ③HCl、Cl2中的共价键也都是 σ键 s-s σ键 p-p σ键 s-p σ键 原子轨道的重叠方式：“头碰头”，电子云的对称方式：轴对称 “ ” 问题思考 请你思考！ 请从轨道重叠的角度解释氮分子中的共价三键是如何形成的。 氮气的电子式和结构式分别如下: 氮气分子中p轨道的成键情况 2p 2p “ ” 问题思考 请你思考！ 请从轨道重叠的角度解释氮分子中的共价三键是如何形成的。 氮分子中共价三键的形成 p-p σ键 p-p π键 p-p π键 N2共价三键：1个 σ键，2个π键 探·知识奥秘 3. 共价键的类型 一、共价键 ⑵π键: ①原子轨道以"肩并肩"方式相互重叠导致电子在核间出现的概率增大而形成的共价键 ②π键:电子云由两块组成，互为镜像，镜面对称 ③σ键和π键强度不同，σ键更牢固，π键较易断裂 探·知识奥秘 3. 共价键的类型 一、共价键 ⑶判断σ键、π键的一般规律 σ π 共价单键为____键； 共价双键中有一个____键、一个____键； 共价三键由一个_____键和两个______键组成。 σ π σ “ ” 问题思考 请你探究！ 共价键类型(按成键原子的原子轨道的重叠方式分类) 【问题和预测】 （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？ 探究 共价键 （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。 【绘制图示】 模仿图2-3所示，绘制乙炔分子中的π键。（提示：两个碳原子各自用2个p轨道形成2个键。） 7个 σ键 5个 σ键，1个π键 3个 σ键，2个π键 探·知识奥秘 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。 一、共价键 探·知识奥秘 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。 一、共价键 探·知识奥秘 画出乙烯、乙炔的结构简式，判断原子轨道成键类型 一、共价键 乙烯分子中键的类型 乙炔分子中键的类型 “ ” 问题思考 请你探究！ 共价键类型(按成键原子的原子轨道的重叠方式分类) 【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？你能从元素的电负性差别来理解吗？讨论后请填写下表 探究 共价键 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 键是元素的电负性相差不大的原子之间形成的化学键。 0.9 3.0 2.1 2.1 3.0 0.9 2.5 3.5 1.0 离子键 共价键 练·课堂练习 一、共价键 1，某有机物的结构式如下： 则分子中有____个σ键，___个π键 7 3 问题思考 请你回忆！ 从化学键变化的角度分析氢气和氯气反应生成氯化氢的过程。 “ ” 微观：旧化学键断裂和新化学键形成 宏观：原子间的重新组合 H2 Cl2 HCl HCl 点燃 H2+Cl2 2HCl 探·知识奥秘 化学反应的本质 一个化学反应的的过程，本质上就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。 键能 键参数 02 探·知识奥秘 1.键能 二、键参数 ⑴气态分子中1 mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。 单位：kJ·mol-1 通常是298.15K，101kPa条件下的标准值 键能越大，共价键越牢固，分子越稳定。 卤化氢 HCl HBr HI 比例 模型 在1 000 ℃分解的百分数/% 0.001 4 0.5 33 “ ” 问题思考 请你观察！ 观察下表，并找出键能数据中存在的规律? 形成共价键的原子的原子半径越大，键能越小。 单键的键能<双键的键能<三键的键能 探·知识奥秘 2.键长 两个成键原子的原子核间的距离（简称核间距） 一般而言，化学键的键长愈短，化学键就愈强，键就愈牢固。 二、键参数 资料卡片 常见元素的共价半径： “ ” 问题思考 请你观察！ 观察下表，并找出键长数据中存在的规律 同种类型的共价键，成键原子的原子半径越小，键长越小。 成键原子相同的共价键的键长：单键键长 ＞ 双键键长 ＞ 三键键长 “ ” 问题思考 HCl、HBr和HI中的化学键均为共价键， 其稳定性存在一定的差异，那么，如何进行比较呢? 卤化氢 HCl HBr HI 比例 模型 在1 000 ℃分解的百分数/% 0.001 4 0.5 33 共价键 键长／pm 键能／kJ·mol-1） H-Cl 127 431.8 H-Br 142 366 H-I 161 298.7 键长越短，键能越大,分子越稳定 探·知识奥秘 3.键角 在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角称为键角。 二、键参数 180° CO2 直线形 104.5° H2OV形 107.3° NH3三角锥形 109°28′ CH4正四面体 109°28′ 多原子分子的键角一定，表明共价键具有方向性。键角是描述分子空间结构的重要参数，分子的许多性质都与键角有关。 “ ” 问题思考 请你思考！ 键参数的应用? 思考与讨论 （1）试利用表2-1的数据进行计算，1 mol H2分别与1 mol Cl2、1 mol Br2（蒸气）反应，分别形成2 mol HCl和2 mol HBr，哪一个反应释放的能量更多？如何用计算的结果说明氯化氢分子和溴化氢分子哪个更容易发生热分解生成相应的单质？ （2）N2、O2、F2 跟 H2的反应能力依次增强，从键能的角度应如何理解这一化学事实？ （3）通过上述例子，你认为键长、键能对分子的化学性质有什么影响？ 探·知识奥秘 某些化学键的键能(kJ·mol－1)如下表所示。 二、键参数 化学键 H—H Cl—Cl Br—Br I—I H—Cl H—Br H—I 键能 436 242.7 193 151 431.8 363 297 1 mol H2在2 mol Cl2中燃烧生成2 molHCl，放出热量______ kJ。 184.9 1 mol H2在2 mol Br2中燃烧生成2 molHBr，放出热量______ kJ。 102.3 ΔH＝ 反应物键能之和 － 生成物键能之和 热稳定性：HCl>HBr 生成HCl，放出热量多 探·知识奥秘 二、键参数 键能减小 键能增大 所以，N2,O2,F2跟H2的反应能力依次增强 “ ” 问题思考 请你思考！ 键参数的应用 思考与讨论 （1）试利用表2-1的数据进行计算，1 mol H2分别与1 mol Cl2、1 mol Br2（蒸气）反应，分别形成2 mol HCl和2 mol HBr，哪一个反应释放的能量更多？如何用计算的结果说明氯化氢分子和溴化氢分子哪个更容易发生热分解生成相应的单质？ （2）N2、O2、F2 跟 H2的反应能力依次增强，从键能的角度应如何理解这一化学事实？ （3）通过上述例子，你认为键长、键能对分子的化学性质有什么影响？ 一般地，键长越短, 键能越大，共价键越牢固,由此形成的分子越稳定。 练·课堂练习 meiyangyang8602 二、键参数 2.键长、键角和键能是描述共价键的三个重要参数，下列叙述正确的是( ) A.键角是描述分子空间结构的重要参数 B.因为H—O的键能小于H—F的键能，所以O2、F2与H2反应的能力逐渐减弱 C.H—F的键长是H—X中最长的 D.碳碳三键和碳碳双键的键能分别是单键键能的3倍和2倍 A 理·核心要点 共价键 共价键 键参数 共价键的形成 共价键的特征 键能 键长 键角 共价键的类型 练·课堂练习 meiyangyang8602 3、下列分子中含π键的是（ ） A．CH4 B．C2H4 C．C2H5Cl D．CH3CH2OH B 4．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 练·课堂练习 5 下列各说法中正确的是( ) A.分子中键能越高，键长越长，则分子越稳定 B.元素周期表中的ⅠA族(除H外)和ⅦA族元素的原子间不能形成共价键 C.水分子可表示为H—O—H，分子中键角为180° D.H—O的键能为463 kJ·mol－1，即18 g H2O分解成H2和O2时，消耗能量为2×463 kJ B 练·课堂练习 6.键长、键角和键能是描述共价键的三个重要参数，下列叙述正确的是( ) A.键角是描述分子空间结构的重要参数 B.因为H—O的键能小于H—F的键能，所以O2、F2与H2反应的能力逐渐减弱 C.H—F的键长是H—X中最长的 D.碳碳三键和碳碳双键的键能分别是单键键能的3倍和2倍 A 练·课堂练习 7.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______。 ⑦ (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______________。 ①③⑤⑥⑧⑨ (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_____________。 ②④⑤⑥⑧⑨ Thank You https://www.zxxk.com/user/13354804 感谢 您的聆听 新人教版 化学 选择性必修2 物质结构与性质 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) $