2.1.1 共价键-【核心素养新教学】2025-2026学年高二化学同步优质教学课件（人教版选择性必修2）

该高中化学课件聚焦共价键的形成、特征及类型，通过NaCl与HCl性质差异的思考导入，对比离子键与共价键的形成过程，衔接原子结构与电负性知识，搭建从宏观性质到微观成键原理的学习支架。 其亮点在于以科学思维和科学探究为核心，通过“请你思考”引导学生基于量子力学分析H₂成键及能量变化，结合现代价键理论解释饱和性与方向性，课堂检测结合丁烯二酸等实例巩固σ键π键判断，系统小结助学生构建知识体系，提升学生探究能力与教师教学效率。

第一章 化学反应的热效应 第二章 分子结构与性质 第一节 共价键 本节重点 根据原子轨道的重叠方式，共价键可分为σ键和π键等类型。 ，共价键具有饱和性和方向性。 第1课时 共价键 常见的NaCl和HCl的性质差异很大 思考：从微粒间相互作用的角度解释NaCl和HCl性质差异大的原因。 NaCl 离子键 HCl 共价键 NaCl和HCl的形成过程 化学键的类型与电负性的差值的关系 离子键 H和Cl的电负性的差值 Na和Cl的电负性的差值 共价键 0 0.9 2.1 电负性的差值 成键原子之间的电负性差值 大于1.7 小于1.7 通常形成离子键，相应的化合物为离子化合物 通常形成共价键，相应的化合物为共价化合物 H-H键的形成过程中体系能量是如何变化的？轨道和电子云有什么变化？ 请你思考！ 根据原子结构的量子力学理论，氢原子是如何形成氢分子中的共价键的？ H ↑ 1s1 H ↓ 1s1 H2 能量降低 能量最低 根据对氢分子形成过程的分析可以得知，正是由于电子在两个原子核之间出现的概率增大，使得它们同时受到两个原子核的吸引（图 2-1-2），从而导致体系能量降低，形成共价键。 1.共价键的形成 主题1:共价键的形成与特征 原子间通过共用电子形成的化学键 本质：电子在两个原子核之间出现的概率增大，使它们同时受到两个原子核的吸引，从而导致体系能量降低，形成共价键。 形成条件： ①成键原子具有自旋状态相反的未成对电子 ②电负性相同或差值小的非金属元素原子 主题1:共价键的形成与特征 共价键 核间电子云稀疏 核间电子云密集 主题1:共价键的形成与特征 请你思考！ 为什么只能有H2、HCl、Cl2，不可能有H3、H2Cl和Cl3 ？ 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 ↑↓ ↑↓ ↑ ↑↓ 3s 3p Cl ↑↓ ↑↓ ↑ ↑↓ 3s 3p 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 成键过程中两个单电子以自旋方向相反的方式配对，体系能量最低 共价键的饱和性 H2 He O2 Ne H:H O O N2 N N ↑ 1s ↓↑ ↓↑ 2s 2p ↓↑ 2s 2p ↑ ↑ ↓↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑↓ 1s ↓↑ ↓↑ 2s 2p ↓↑ ↓↑ 2.共价键的特征 （1）共价键的饱和性 按照价键理论，未成对的电子通过相互配对形成共价键，因为每个原子最外层轨道的数目是一定的，所以每个原子所能形成共价键的总数或以单键连接的原子数目是一定的，这称为共价键的饱和性。 共价键的饱和性决定了各种原子形成分子时相互结合的数量关系 请你思考！ 水分子为什么会有一定的空间结构？ 共价键的方向性 主题1:共价键的形成与特征 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。 主题1:共价键的形成与特征 CH4 NH3 H2O CO2 正四面体形 三角锥形 V形 直线形 （2）共价键的方向性 电子所在的原子轨道都具有一定的形状，共价键将尽可能沿着电子出现概率最大的方向形成，即共价键具有方向性。它决定了分子的空间构型。 2.共价键的特征 主题1:共价键的形成与特征 2.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.H3O+的存在说明共价键不应有饱和性 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 A 1.下列各组物质中,所有化学键都是共价键的是(　　) A.H2S和Na2O2 B.H2O2和CaF2 C.NH3和N2 D.HNO3和NaCl C 课堂检测 现代价键理论的基本要点 两个原子各自提供1个自旋方向相反的电子彼此配对 电子配对原理 ——饱和性 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 最大重叠原理 ——方向性 H H H H 电子云 如何利用原子轨道更进一步表示H2中共价键的形成？ 1.σ键 相互靠拢 原子轨道相互重叠 “头碰头” 形成H-H H-H键是由两个H原子的s轨道“头碰头”重叠形成。 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 ①s-s σ键 主题2:共价键的类型 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？ 1.σ键 主题2:共价键的类型 15 H Cl Cl2的形成的电子云描述 HCl的形成的电子云描述 Cl Cl Cl Cl H－Cl ② s-p σ键 ③ p-p σ键 1.σ键 主题2:共价键的类型 “头碰头”，轴对称，重叠大，键稳定 特征：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。 小结：σ键 概念：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。 ①特征：电子云的对称方式： 轴对称 ②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。 ③稳定性：形成σ键的原子轨道重叠程度较大，故σ键有较强稳定性。 ④方向性：要使两个原子轨道重叠部分最大，原子轨道必须按一定的 方向进行重叠。(s-s σ键无方向性) 主题2:共价键的类型 17 2.π键 叶绿素铜钠盐 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。 p-p π键的形成 形成：由两个原子的p轨道“肩并肩”重叠形成 主题2:共价键的类型 未成对电子的原子轨道相互靠拢 原子轨道相互重叠 形成π键 18 叶绿素铜钠盐 概念：两原子在成键时，原子轨道以“肩并肩 ”的方式重叠形成的共价键 类型：p-p π键等，不存在s-s π键、s-p π键等。 2.π键 主题2:共价键的类型 π键的电子云具有镜面对称性，即每个π键的电子云由两块组成，分别位于由两原子核构成平面的两侧，如果以它们之间包含原子核的平面为镜面，它们互为镜像，故π键不能旋转。 特征：镜面对称 旋转：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 稳定性：形成π键时，原子轨道重叠程度比σ键的小，通常情况下，π键没有σ键牢固 存在：共价双键、共价三键中 19 叶绿素铜钠盐 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？ 主题2:共价键的类型 【科学探究1】 20 x y z x y z “头碰头” 主题2:共价键的类型 p-p σ键 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 主题2:共价键的类型 σ键：1个p-p σ键， π键：2个p-p π键 CH3－CH3分子结构 【科学探究2】 探究共价键的类别和个数？ σ键：1个C-C键，6个C-H键 主题2:共价键的类型 【科学探究3】 探究共价键的类别和个数？ CH2＝CH2分子结构 σ键：1个C-C键，4个C-H键 π键：1个C-C π键 主题2:共价键的类型 CH≡CH分子结构 【科学探究4】 探究共价键的类别和个数？ π键：2个C-C π键 σ键：1个C-C键，2个C-H键 主题2:共价键的类型 叶绿素铜钠盐 σ键和π键的特点和判断规律： 1.σ键的轨道重叠程度较大，键的强度较大，键较为牢固，不活泼； 2.π键的轨道重叠程度较小，键的强度较小，不如σ键牢固，较活泼，较易断裂； 3.共价单键是σ键； 共价双键中一个键是σ键，另一个键是π键； 共价三键中一个键是σ键，另外两个键是π键。 主题2:共价键的类型 σ键和π键的判断 注意：分子中存在π键，则一定存在σ键，但若存在σ键，则不一定存在π键。 26 键的类型  键  键 原子轨道重叠方式 沿键轴方向头碰头 沿键轴方向肩并肩 原子轨道重叠部位 两原子核之间， 在键轴处 键轴上方和下方，键轴处为零 原子轨道重叠程度 大 小 键的强度 较大 较小 化学活泼性 不活泼 活泼  键和 键的特征比较 主题2:共价键的类型 1.下列说法不正确的是(　　 ) A.σ键一般比π键原子轨道重叠程度大,形成的共价键强 B.两个原子之间形成共价键时,最多有1个σ键 C.气体单质中,一定有σ键,可能有π键 D.一个N2分子中有1个σ键,2个π键 C 课堂检测 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、所有的 键的强度都比 键的大 D、共价化合物中，一定有 键，可能有 键 D 课堂检测 3.下列说法对σ键和π键的认识不正确的是( ) A.分子中只要含有共价键，则至少含有一个σ键 B.s-s σ键、p-p σ键与s-p σ键都是轴对称的 C.p-p σ键和p-p π键的重叠方式是相同的 D.含有π键的分子在反应时，π键一般是化学反应的积极参与者 C 4.丁烯二酸(HOOCCH==CHCOOH)分子结构中含有σ键、π键的个数分别是( ) A.4个σ键，1个π键 B.11个σ键，3个π键 C.4个σ键，3个π键 D.9个σ键，5个π键 B 课堂检测 5、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________。 (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______________。 ①②③⑥⑦⑧ ④⑤⑨ ⑦ ①③⑤⑥⑧⑨ ②④⑤⑥⑧⑨ 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 特征 原子轨道“头碰头”重叠，电子云呈轴对称 π键 特征 原子轨道“肩并肩”重叠，电子云呈镜面对称 一般规律 共价单键——1个σ键 共价双键——1个σ键、1个π键 共价三键——1个σ键、2个π键 Thank you for watching Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $