2.1.1共价键【教学评一体化】同步教学课件- 2025-2026学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修二

第二章 分子结构与性质 容山中学 化学科组 第一节 共价键 第1课时 共价键 学习目标 1. 从原子轨道重叠的视角认识共价键本质，知道共价键具有饱和性和方向性，能用模型、图像、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。 2. 知道σ键和π键的区别和特征，能说明C2H6、C2H4、C2H2等分子的成键类型。 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”。 理查德∙费曼 原子是如何构成物质的呢？ 新课导入 任务一 复习回顾化学键 【思考与讨论】 1、原子是如何构成物质的？ 2、原子为什么能聚会在一起构成物质呢？ 化学键 物质 原子 分子 离子 任务一 复习回顾化学键 化学键： 使离子相结合或原子相结合的强烈的作用力通称为化学键。 化学键的类型： 共价键、离子键、金属键、配位键。 化学键的存在范围：只存在于相邻的原子或离子之间。 分子间不存在化学键。 任务二 从共用电子对的视角分析共价键 1、书写H2、Cl2、HCl形成的电子式，解释形成共价键的本质？ 2、为什么难形成H3、Cl3、H2Cl等分子？ 共用电子对 H + Cl H Cl Cl + Cl Cl Cl H H + H H 共价键具有饱和性 特征 任务二 从共用电子对的视角分析共价键 3、从N2、O2、F2的电子式分析共价键的饱和性？ + N N N N + O O O O + F F F F ↑↓ ↑ ↑ ↑ 2s 2p ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ 2s 2p ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ 2s 2p 成三键、双键、单键。 任务二 从共用电子对的视角分析共价键 4、从CH4、NH3 、H2O、HF的电子式分析共价键的饱和性？ 4H + C H C H H H 3H + N H N H H ↑↓ ↑ ↑ 2s 2p ↑ 1s ↑↓ ↑ ↑ ↑ 2s 2p ↑ 1s + O 2H O H H ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ 2s 2p ↑ 1s H + F H F ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ 2s 2p ↑ 1s 共价键的饱和性决定了分子的组成。 任务二 从共用电子对的视角分析共价键 一、共价键的定义 相邻原子之间通过共用电子对形成强烈的相互作用力。 成键微粒 本质 一般是非金属元素，或电负性之差小于1.7的金属与非金属元素 二、共价键的特征 1、饱和性 一个原子有几个 ，便和几个 电子配对成键。 未成对电子 自旋状态相反的 ——电子配对原理 共价键理论能解释原子如何形成分子以及共价键的饱和性，下面我们将以原子轨道重叠的方式进一步学习共价键。 成键原子相互接近时，原子轨道发生重叠，自旋相反的未成对电子形成共用电子对 。 从电子云 角度理解 任务三 从原子轨道重叠的视角理解共价键 二、共价键的特征 2、方向性 原子轨道重叠的越多 电子出现的概率越大 共价键越牢固 沿着电子出现概率最大的方向 形成 共价键的 方向性 决定了共价化合物的 立体构型。 s、p等原子轨道的形状是不一样的，它们如何才能发生有效的重叠？ 任务三 从原子轨道重叠的视角理解共价键 问题1：如何通过原子轨道知识进一步理解H2中共价键的形成？ H H 1s1 1s1 H H H H 原子轨道相互重叠 形成氢分子中的共价键 （H-H） s s 氢分子形成共价键示意图 未成对电子的原子轨道相互靠拢 头碰头 无方向性 任务三 从原子轨道重叠的视角理解共价键 问题2：如何通过原子轨道知识进一步理解HCl中共价键的形成？ 靠拢 重叠 成键 靠拢 重叠 成键 1s 3p H Cl 哪种重叠方向才正确呢？ 原子轨道重叠越大，形成的共价键越牢固，分子越稳定。 ✔ 任务三 从原子轨道重叠的视角理解共价键 1s1 3p5 H Cl 原子轨道相互重叠 形成氯化氢分子中的共价键 （Cl-H） s p 头碰头 有方向性 问题2：如何通过原子轨道知识进一步理解HCl中共价键的形成？ 未成对电子的原子轨道相互靠拢 任务三 从原子轨道重叠的视角理解共价键 问题3：如何通过原子轨道知识进一步理解Cl2中共价键的形成？ 3p5 3p5 Cl Cl 原子轨道相互重叠 形成氯分子中的共价键 （Cl-Cl） p p 未成对电子的原子轨道相互靠拢 头碰头 有方向性 任务三 从原子轨道重叠的视角理解共价键 问题4：请根据所学知识，归纳H-H、H-Cl和Cl-Cl的成键相同点 s-s σ键 s-p σ键 p-p σ键 原子轨道沿键轴以“头碰头”的方式发生轨道的重叠。 三、共价键的类型 1、σ 键 特征： 头碰头；轴对称可以绕键轴旋转； 一般情况下轨道重叠程度大，不易断裂。 对点训练 例1、σ键的常见类型有s-s, s-p, p-p，请指出下列分子σ键所属类型： A、HBr B、NH3 C、F2 D、H2 s-p s-p p-p s-s 任务三 从原子轨道重叠的视角理解共价键 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？ 任务三 从原子轨道重叠的视角理解共价键 三、共价键的类型 “肩并肩” 2、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。 一般不如σ键牢固，较易断裂。 任务三 从原子轨道重叠的视角理解共价键 问题6：已知氮分子的共价键是三键， 能否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 任务三 从原子轨道重叠的视角理解共价键 问题6：已知氮分子的共价键是三键， 能否用原子轨道重叠来解释其共价键的形成过程？ x y z x y z “头碰头” 任务三 从原子轨道重叠的视角理解共价键 问题6：已知氮分子的共价键是三键， 能否用原子轨道重叠来解释其共价键的形成过程？ y z x y z “肩并肩” “肩并肩” y z x y z p-p σ键 p-p π键 p-p π键 任务三 从原子轨道重叠的视角理解共价键 问题7：通过氮气中氮氮三键形成过程的分析，总结共价键成键有哪些规律？ 四、共价键的规律 【注意】σ键可以单独存在；π键不能单独存在！ ① s-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 p-p电子先形成σ键，后形成π键。 ② 两原子成共价键时，先形成σ键，然后才能形成π键。 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。 任务三 从原子轨道重叠的视角理解共价键 乙烷 乙烯 乙炔 问题8：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？ 乙炔分子中由 3个σ键和 2个π键组成。 乙烷分子中由7个σ键组成； 乙烯分子中由 5个σ键和 1个π键组成； 任务三 从原子轨道重叠的视角理解共价键 乙烷 乙烯 乙炔 问题9：解释乙烯和乙炔的化学性质为什么比乙烷活泼？ 乙烯的碳碳双键含1个π键，乙炔的碳碳三键中含2个π键，π键原子轨道重叠程度小，不牢固，容易断裂，而乙烷中没有π键，σ键牢固，不易断裂。 元素 Na Cl H Cl C O 电负性       电负性差值 钠、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？你能从元素的电负性差别来理解吗？填写下表。 0.9 3.0 2.1 3.0 2.5 3.5 2.1 0.9 1 元素的电负性差值很大，化学反应形成的电子对不会被共用，形成离子键，而共价键是电负性差值不大的原子间形成的共价键。 1.7 探究课堂 典例精讲 例1、下列说法正确吗？ 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键电子数决定的。（ ） 3、共价键的饱和性决定了分子内部原子的数量关系。（ ） 4、共价键的方向性是由成键原子轨道的方向性决定的。（ ） 5、原子轨道在空间都具有方向性。（ ） 典例精讲 例2、下列关于σ键和π键的说法错误的是（ ） A、含有π键的分子在反应时，π键是化学反应的积极参与者 B、当原子形成分子时，首先形成σ键，可能形成π键 C、有些原子在与其它原子形成分子时只能形成σ键，不能形成π键 D、在分子中，化学键可能只有π键而没有σ键 提示：稀有气体的单质分子中不含化学键；多原子分子中一定含有σ键，可能含有π键。 D 课堂小结 共价键 本质：原子之间通过共用电子对（或原子轨道重叠）形成共价键 特征：具有方向性和饱和性 成键方式 σ键 原子轨道“头碰头”重叠，电子云呈轴对称 π键 原子轨道“肩并肩”重叠，电子云呈镜面对称 共价三键——1个σ键、2个π键 共价单键——1个σ键 共价双键——1个σ键、1个π键 一般规律 特征 特征 学习评价 1、下列<zzd>不属于</zzd>共价键成键因素的是( @45@ )。 A、共用电子对在两原子核之间高概率出现 B、共用的电子必须配对 C、成键后体系能量降低，趋于稳定 D、两原子体积大小要适中 D 2、下列说法正确的是(　　) A.若把H2S分子写成H3S分子，违背了共价键的方向性 B.s轨道和p轨道重叠可以形成π键 C.共价键都具有方向性 D.两个原子间形成共价键时，最多有一个σ键 D 学习评价 3.下列有关σ键和π键的说法中，错误的是(　　) A.H只能形成σ键，O可以形成σ键和π键 B.在气体单质分子中，一定含有σ键，可能含有π键 C.σ键的电子云图形是轴对称的，π键的电子云图形是镜面对称的 D.丁烯二酸(HOOCCH=CHCOOH)分子结构中含有11个σ键，3个π键 B 学习评价 A、电负性： <m></m> B、S2Cl2为含有极性键和非极性键的分子 C、S2Br2 与 S2Cl2>结构相似，都含有 <m></m> 键和 <m></m> 键 D、S2Cl2 与H2O反应的化学方程式可能为 <m> 4、二氯化二硫(S2Cl2) 是广泛用于橡胶工业的硫化剂，其分子结构如图所示。常温下 S2Cl2是种橙黄色的液体，遇水易水解，并产生能使品红褪色的气体。下列说法<zzd>错误</zzd>的是( @63@ )。 C 5、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 学习评价 $