2.1.1共价键 课件 2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修2

第二章 分子结构与性质 第一节 共价键 第1课时 共价键 学习目标 1、认识原子间通过原子轨道重叠形成共价键，了解共价键具有饱和性和方向性。 2、知道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。 核心素养 1、认识原子间通过原子轨道重叠形成共价键，从微观结构认识分子的产生原因，培养宏观辨识与微观探析的核心素养。 2、根据原子轨道的重叠方式,了解共价键可分为σ键和π键等类型；结合原子轨道的伸展方向,了解共价键具有饱和性和方向性。 用电子式表示 NaCl、HCl、H2 的形成过程 ·· · Cl ·· ： ＋ → ·· ·· Cl ·· Na × Na+ 【知识回顾】 ： [ ]- ·· · Cl ·· ： H · ＋ → ·· ·· Cl H ·· ·· H · + ·H → H : H 离子键： 阴阳离子之间通过静电作用形成的化学键 共价键： 原子间通过共用电子对所形成的化学键，分为极性共价键（极性键）和非极性共价键（非极性键）。 如何利用原子轨道的概念来进一步理解共价键的形成？ （偏离） （偏移） 【知识回顾】 Na、Cl通过得失电子同样是形成电子对，为什么这对电子不被Na原子和Cl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： 元素 Na Cl H Cl C O 电负性 电负性差值 0.9 3.0 2.1 3.0 2.5 3.5 2.1 0.9 1 一般元素的电负性差值很大（大于1.7），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（小于1.7）的原子间形成的化学键，特例：NaH是离子键。 关于共价键的几点注意 1、非金属原子间或非金属与不活泼金属原子间成键（一般成键原子之间电负性差值小于1.7） 2、形成共价键后的原子不一定达到饱和状态，如：BF3 3、所有共价化合物中都存在共价键，包括非金属氧化物、非金属氢化物、酸、少数盐、大多数有机物等。 4、非金属单质中除了稀有气体外，分子内都存在共价键。 5、离子化合物中原子团所构成的离子中一定存在共价键，如NH4＋、OH-NO3- 6、只含有共价键的化合物称为共价化合物，凡是含有离子键，不管是否含共价键的称为离子化合物。 7、相同非金属原子之间所成的共价键是非极性共价键，不同非金属原子之间所形成的是极性共价键。 8、共价键可以存在金属与非金属原子之间，如：AlCl3、BeCl2、FeCl3 一、共价键的形成与特征 1. 共价键的形成 (1)概念：原子间通过 所形成的相互作用，叫做共价键。 (2)成键的粒子：一般为 原子(相同或不相同)或金属原子与非金属原子。 (3)本质：原子间通过 (即原子轨道重叠)产生的强烈作用。 (4)成键条件：成键原子最外层电子未达到饱和，成键后形成稳定结构，体系总能量降低，更稳定。 共用电子对 非金属 共用电子对 思考与讨论 H2、HCl、Cl2均通过共用电子对相结合，为什么难以形成H3、H2Cl、Cl3等分子呢？ 与未成对的电子有关 现代价键理论 共价键形成的过程是成键原子相互接近，原子轨道发生重叠，自旋方向相反的未成对电子形成共用电子对。 两个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 1、共用电子对理论 2、最大重叠原理 饱和性 方向性 一、共价键的形成与特征 2. 共价键的特征 (1)饱和性 按照共价键的共用电子对理论，一个原子有几个未成对电子，便可和几个自旋相反的的电子配对成键，这就是共价键的饱和性，如果原子没有未成对电子，则不能形成共价键。 H · + ·H → H : H ·· · Cl ·· ： H · ＋ → ·· ·· Cl H ·· ·· ↑ 1s ↓ 1s ↑ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↓ 1s1 3s2 3p5 所以只能有H2、HCl、Cl2等，而不可能有H3、H2Cl、Cl3等 共价键的饱和性决定了共价化合物的分子组成。 一、共价键的形成与特征 2. 共价键的特征 除s轨道是球形对称外，其他原子轨道在空间都具有一定的分布特点。原子轨道有方向，成键时共价键也有方向。 在形成共价键时，原子轨道重叠的 ，电子在核间出现的 越大，所形成的共价键就越 ，因此共价键将尽可能沿着 的方向形成，所以共价键具有方向性。 越多 电子出现概率最大 概率 牢固 (2)方向性 共价键的方向性决定了共价化合物的立体构型。 H H H H ↑ 1s ↓ 1s 氢原子形成氢分子的电子云描述(两个s轨道重叠) 电子云 s-s σ键 (1)σ键 σ键是两原子在成键时，原子轨道以“头碰头”的方式重叠形成的共价键。 s-s轨道都是球形，从任何方向发生电子云重叠（成键）时，重叠程度相同，因此s-s σ键无方向性。 3. 共价键的类型 11 氢原子形成氢分子的过程 从原子轨道的角度解释HCl分子的形成过程，并判断其共价键类型 ↓ 1s H • ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ 1s 2s 2p 3s 3p ↑↓ Cl • • • • • • • H Cl H－Cl s-p σ键 HCl中的共价键是由氢原子提供的未成对电子的1s原子轨道和氯原子提供的未成对电子的3p原子轨道重叠形成的。 “头碰头” 氯化氢分子的形成过程 ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↓ 1s 2s 2p 3s 3p ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ 1s 2s 2p 3s 3p Cl • • • • • • • Cl • • • • • • • 试从原子轨道的角度解释Cl2分子的形成过程，并判断其共价键类型 Cl Cl Cl Cl Cl2中的共价键由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。 p-p σ键 “头碰头” Cl2的形成过程 形成 由两个原子的s轨道或p轨道“ ”重叠形成 类型 s-s型   s-p型   p-p型   特征 以形成化学键的两原子核的 为轴做旋转操作，共价键电子云的图形 ，这种特征称为 ；形成σ键的原子轨道重叠程度较大，故σ键有较强的稳定性。 1. σ键特点 头碰头 连线 不变 轴对称 课堂练习： σ键的类型有(1)s-s，(2)s-p，(3)p-p，请指出下列分子σ键所属类型 (1) HBr (2) NH3 (3) F2 (4) H2 s-p σ键 s-p σ键 s-s σ键 p-p σ键 p轨道和p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？ 思考讨论 “肩并肩” p-p π键的形成 (1)π键的电子云形状有何特征？ (2)如果将π键沿着键轴旋转，会发生什么情况呢？ π键的特征 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 形成的π键 2. π键特点 形成 由两个原子的p轨道“ ”重叠形成 p-p π键   特征 π键的电子云具有 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 ；π键 旋转；不如σ键 ，较易_____，一般σ键比π键更稳定，N2例外。 肩并肩 镜面对称 镜像 不能 牢固 断裂 观察思考 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。 ↑ ↑ ↑ ↑↓ 2s2 2p3 N ： N N ＋ N · · · ： ： · · · N ： ： ： ： p-p σ 键 px p-p π 键 pz py p-p π 键 思考 N2(N≡N)原子轨道重叠过程 N2中共价三键的形成过程 23 小结 单键 双键 三键 成键规律判断 σ键 1个σ键、1个π键 1个σ键、2个π键 共价键单键只有σ键，双键含有一个σ键、一个π键，三键含有一个σ键、两个π键。 小结 σ键与π键的比较 键类型 σ键 π键 常见类型 s-s 、s-p、p-p p-p 原子轨道重叠方式 “头碰头”重叠 “肩并肩”重叠 键的特征 轴对称，可旋转 镜面对称，不可旋转 原子轨道重叠程度 大 小 成键规律判断 单键：σ键； 双键：1个σ键、1个π键; 三键：1个σ键、2个π键 1、不存在只有π键而没有σ键的分子 2、烯烃或炔烃的加成反应是π键断裂发生反应。 思考：乙炔中σ键与π键有多少个？ 观察乙烷、乙烯和乙炔的分子结构，(1)它们的分子中的共价键分别由几个σ键和几个π键构成？(2)乙烯和乙炔的化学性质为什么比乙烷活泼？ 乙烷 乙烯 乙炔 【学生活动】 ①乙烷中含有1个C-C键和6个C-H键，所以乙烷中含有7个σ键； ②乙烯中含有1个C=C键和4个C-H键，即含有5个σ键和1个π键； ③乙炔中含有1个三键和2个C-H键，即含有3个σ键和2个π键； 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。 练一练 2.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 1、下列关于σ键和π键的说法不正确的是(　　) A．σ键能单独形成，π键不能单独形成 B．σ键可以绕键轴旋转，π键不能绕键轴旋转 C．双键中一定有一个σ键，一个π键，三键中一定有一个σ键，两个π键 D．CH3—CH3、CH2=CH2、CH≡CH中的σ键都是C—C键，所以键能都相同 D 2、共价键是有饱和性和方向性的，下列关于共价键这两个特征的叙述中不正确的是(　　) A．共价键的饱和性是由成键原子的未成对电子数决定的 B．共价键的方向性是由成键原子的轨道的方向性决定的 C．共价键的方向性决定了分子的空间结构 D．所有的共价键都具有方向性 D 巩固练习： 2.1.1共价键 $