4.3.2共价键 课件-2026-2027学年高一上学期化学人教版必修第一册

该高中化学课件聚焦共价键，系统涵盖其形成、类型、表征及分子间作用力等核心知识。课堂导入通过离子键理论解释有机反应的局限，引出路易斯共价键理论，以Cl₂分子共用电子对为例，搭建旧知到新知的学习支架，帮助学生衔接化学键知识脉络。 其亮点在于融合科学思维与化学观念，通过对比极性键与非极性键（如HCl与Cl₂）建构微观模型，设计电子式书写、8电子结构判断等探究活动培养证据推理能力。结合壁虎吸附、冰的密度等生活实例，体现结构决定性质的化学观念，既助力学生深化理解，也为教师提供丰富教学资源提升课堂效率。

第三节 化学键 第2课时 共价键 第四章 物质结构 元素周期律 1 汤姆孙和柯塞尔的离子键理论，一经提出就很快得到化学界的认可。但是在解释有机化合物的取代反应中，离子键理论遇到了困难，在这样的思想基础上，1916年美国化学家路易斯凭借他的非凡想象力和大胆超越前人的勇气，提出了共价键理论：两种元素的原子可以相互共用一对或多对电子，以便达到稀有气体原子的稳定结构。 +17 +17 +17 +17 Cl Cl 共用电子对 Cl        Cl        Cl         Cl       共用1对e— 共价键 课堂导入 非金属元素的原子均有获得电子的倾向，无法通过得失电子形成离子键 2个氯原子各提供1个电子→2个氯原子间形成共用电子对→2个氯原子均达到8电子稳定结构→形成稳定的氯气分子。 Cl         Cl       共用1对e— 共价键 HCl的形成 更稳定 能量低 共用1对e— H  不稳定 阅读教材P114页1、2自然段，思考从微观角度如何理解HCl分子的形成过程？ +17 +1 +1 +17 H  一：认识共价键 共价键：原子间通过共用电子对所形成的相互作用 2个氯原子各提供1个电子→2个氯原子间形成共用电子对→2个氯原子均达到8电子稳定结构→形成稳定的氯气分子。 定义：原子间通过共用电子对所形成的相互作用叫做共价键 ⑴ 成键粒子： ⑵ 成键本质： ⑶ 成键原因： ①通过共用电子对，各原子最外层电子数目一般能达到饱和。由不稳定变稳定； ②两原子核都吸引共用电子对，使之处于平衡状态； ③原子通过共用电子对形成共价键后，体系总能量降低。 原子 共用电子对的静电作用 (4)成键元素： 通常是同种或不同种非金属元素 也可以是某些金属与非金属元素 如：AlCl3 特例：铵盐是离子键 一：认识共价键 一：认识共价键 Cl2与HCl分子中都存在共价键，为什么Cl2中Cl原子不显电性，而HCl中Cl原子显负电？它们的共价键有何区别？ (5)共价键类型: 分类 非极性键 极性键 定义 特征 判断 实例 Cl2: HCl: 共用电子对不发生偏移的共价键，称为非极性共价键，简称非极性键。 共用电子对发生偏移的共价键，称为极性共价键，简称极性键。 共用电子对不偏向任何一个原子，两个原子均不显电性。 共用电子对偏向吸引电子能力强原子，成键的原子成正电性或负电性 由同种非金属元素原子形成 由不同种非金属元素原子形成 一：认识共价键 判定依据: 看成键元素是否相同 （6）共价键的存在： (1) 非金属单质分子如 H2、O2、Cl2、C 等，（稀有气体除外） (2) 大多数由非金属形成的化合物中， 如 H2O、CO2、H2SO4、CH4 等 (3) 酸根阴离子和原子团中，如 OH‑、SO42-、NH4+等。 共价键广泛存在于非金属单质、共价化合物以及复杂离子或离子化合物中。 只含有共价键的化合物 称作共价化合物 一：认识共价键 二：认识共价化合物 (3)与物质类别的关系 非金属氢化物： H2S、 HF 、 HCl、NH3等 非金属氧化物：CO、CO2、H2O、SO2、SO3等 酸： HCl、 H2SO4 、HNO3等 大多数有机化合物：CH4、CH3CH2OH、CH3COOH等 常见类别 (1)定义：以共用电子对形成分子的化合物，叫共价化合物。 只含有共价键的化合物 (2)性质：部分共价化合物熔点较高(SiO2、SiC)，部分熔点较低(HCl、NH3、CO2等)；所有共价化合物熔融状态下不导电。 极少数的盐、弱碱：AlCl3、NH3•H2O等 溶于水部分导电(如硫酸)，有的不导电(如蔗糖) 不都是电解质， 二：认识共价化合物 极性共价键 非极性共价键 同种元素 共用电子对不偏移 类型 不同种元素 共用电子对偏移 A－A A－B 练习：下列哪些物质中存在共价键？哪些物质属于共价化合物？ 氦气、NaOH、N2、CH3CH2OH、CH4、NH3、H2O、CO2、H2SO4 共价化合物 仅含有 共价键 单质不是化合物 稀有气体元素结构稳定，是单原子分子，没有形成共价键，不存在化学键 易错警醒：既有离子键又有共价键的化合物属于离子化合物。 类型 离子化合物 共价化合物 定义 构成粒子 粒子间的作用 熔、沸点 导电性 实例 离子化合物与共价化合物的比较 阴、阳离子之间以离子键相结合形成的化合物 原子间以共用电子对形成分子 的化合物 阴、阳离子 原子 离子键，可能含有共价键 只含共价键 较高 一般较低，少部分很高(如SiO2) 熔融态或水溶液导电 熔融态不导电，溶于水有的导电(硫酸)，有的不导电(如蔗糖) 强碱、大多数盐、 活泼金属的氧化物 酸、非金属的氢化物、非金属氧化物、大多数有机物 二：认识共价化合物 如何通过实验区分离子化合物和共价化合物？ 看熔融状态下能否导电， 能导电的是离子化合物，不能导电的是共价化合物。 9.现有下列物质：HCl、CO2、H2O、H2、NaOH、Cl2、NaF、CH4、MgCl2、CaO。请回答下列问题。 (1) 这些物质中分别存在哪些类型的化学键？ (2)哪些物质属于离子化合物？哪些物质属于共价化合物？ (1) 只含共价键的： 其中，只含非极性共价键的： 只含极性共价键： 只含离子键的： 既有离子键又有共价键的： (2)离子化合物： 共价化合物： HCl、CO2、H2O、H2、Cl2、CH4 H2、Cl2 HCl、CO2、H2O、CH4 NaF、MgCl2、CaO NaOH NaOH、NaF、MgCl2、CaO HCl、CO2、H2O、CH4 二：认识共价化合物 【课本】P117 二：认识共价化合物 两个“一定” ①共价化合物中一定只含有共价键 ②共价化合物中一定不含有离子键（有离子一定为离子化合物） 四个“不一定” ①含共价键的物质不一定是共价化合物，也可能是单质。 如O2、N2、H2、Cl2等 ②含共价键的化合物不一定是共价化合物，也可能是离子化合物。 如NaOH、Na2O2、NH4Cl等 ③金属与非金属元素组成的不一定是离子化合物； 非金属元素之间形成的不一定是共价化合物。 ④共价化合物中不一定各原子均必须满足稀有气体的稳定结构 如PCl5、CO、BF3 如：AlCl3 如：NH4Cl 三：符号表征共价键 1、共价分子电子式： X ②原子共用电子对数= 8-原子最外层电子数 ①不加中括号[ ]，不标正负电荷数 元素符号 H C N O Cl 共用电子对数 4 1 3 2 1 一般地，原子最外层电子数距8电子稳定结构(H是2电子)差几个电子，就提供几个电子，形成几对共用电子(即几个共价键)， 单质：H2 Cl2 N2 O2 H H :O::O: ： ： 三：符号表征共价键 化合物：HCl CO2 H2O CH4 1、共价分子电子式： 共用电子对写在两原子的中间，其它非成键电子对也要写出 NH3 ；H2S ；H2O2 ；HClO 。 H S H 2、含共价键的复杂离子的电子式：一律加[ ]，并标电荷； OH- ； NH4Cl ； O22- ； ClO- ； NaOH_ __________， Na2O2_ __________， Na+ Na+ Na+ [ ]+ H H H N H ［ ］ Cl - 三：符号表征共价键 回顾复杂阴阳离子的表示 极性键 非极性键 既有离子键又有共价键的化合物属于离子化合物。 书写电子式，并在指出其中的化学键的类型： （极性共价键） CS2 NaClO 四核10电子的分子 三核18电子的分子 （离子键 极性共价键） NH3 （极性共价键） H2S （极性共价键） Ca2+[ ]2- ·· :C:: C: （离子键 非极性共价键） CaC2 NaH （离子键 ） 典例精讲 B A 课堂练习 3、用电子式表示共价键的形成过程： 书写要点: (1)左边写原子电子式，相同原子可以合并； 右边写分子的电子式，相同原子不能合并。 (2)中间用 连接，不需要用弧形箭头（没有电子得失） H · ＋ ·· ： ·· · Cl ·· ·· ·· → H ·· Cl H · · H ＋ → H H ·· H · ＋ H · ＋ ： ·· H H ： ·· O → ·· · O · ·· 或： 2H· + ·· · O · ·· → ： ·· H H ： ·· O 三：符号表征共价键 → 3H ＋ ： · N · · × · N H ： H H · · × × × → C ： ： O ·· ·· O ·· ·· ： ： ·· ·· · O · ＋ ·· ＋ . C . · O · ·· . . 三：符号表征共价键 结构式：在化学上，常用一根短线“—”表示1对共用电子，其余电子一律省去，这样的图示叫做结构式。 分子 H2 HCl CO2 N2 H2O CH4 NH3 电子式 结构式 分子结构模型 直线形 直线形 V形 直线形 正四面体形 三角锥形 H—H H—Cl N N 直线形 分别用“—、═、≡”表示一对、二对和三对共用电子对 球棍模型：可以形象的展示出分子的空间结构和成键情况 X射线衍射法 1.下列数字代表各元素的原子序数，则各组中相应的元素能形成XY2型共价 化合物的是(　　) A．3和8 B．1和16 C．12和17 D．6和16 D 课堂练习 2.科学家合成出了一种新化合物(如图所示)，其中W、X、Y、Z为同一短周期元素，Z核外最外层电子数是X核外电子数的一半。下列叙述正确的是(　　) A．WZ的水溶液呈碱性 B．元素非金属性的顺序为X＞Y＞Z C．Y是最高价氧化物的水化物是中强酸 D．该新化合物中Y不满足8电子稳定结构 C 共价型分子中8电子稳定结构的判断 1.见氢排除（氢原子只能形成最外层2电子稳定结构） 2. 若每一种元素的 I化合价I + 最外层电子数 = 8， 则是满足所有原子为8电子结构 例：下列分子中所有原子都满足最外层8电子结构的是： A. BF3 B. H2O C. SiCl4 D. PCl5 × B: ｜+3 ｜+3=6 F: ｜-1 ｜+7=8 Si: ｜+4｜+4=8 Cl: ｜-1 ｜+7=8 √ × × P: ｜+5｜+5=10 Cl: ｜-1 ｜+7=8 拓展 练习：下列分子中所有原子都满足最外层8电子结构的是( ) A.光气(COCl2) B. SO2 C. HClO D. NO2 A C: ｜+4 ｜+4=8 O: ｜-2｜+6=8 Cl: ｜-1｜+7=8 S: ｜+4 ｜+6=10 O: ｜-2｜+6=8 N: ｜+4 ｜+5=9 O: ｜-2｜+6=8 拓展 【思考】物质有化学键构成，那么物质发生化学变化时，与化学键有什么关系？ 以HCl的形成为例 H2 + Cl2 ==== 2HCl 点燃 【宏观】 原子间的重新组合 【微观】 H2 断裂H−H 共价键 H· ·H ＋ Cl2 断裂Cl−Cl 共价键 形成H−Cl 共价键 HCl 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。 四：化学反应的本质 1.有化学键断裂的过程一定是化学反应吗？ 2.有化学键形成的过程一定有新物质生成吗？ 不一定，如：NaCl溶液蒸发结晶，有离子键形成，但过程为物理变化，没有新物质生成 思考·交流 【注意】 (1)只有化学键断裂或者只有化学键形成的过程，都不是化学变化 (2)化学反应中，反应的化学键不一定全部断裂 如: (NH4)2SO4 + BaCl2 = BaSO4↓ + 2NH4Cl SO4 2-中的共价键没有断裂 不一定，如：NaCl受热熔化断裂离子键，HCl溶于水断裂共价键，但都不是化学变化， 4、下列化学键的说法中，不正确的是（ ） A.化学键是一种作用力 B.化学键可以使离子相结合，也可以使原子相结合 C.化学反应过程中，反应物分子内的化学键断裂，产物分子中化学键形成 D.非极性键不是化学键 D 5.下列变化中，不需要破坏化学键的是( ) A．加热氯化铵 　B．干冰气化 C．食盐溶于水 D．氯化氢溶于水 B 干冰气化破坏分子间作用力 课堂练习 ﹒冰山融化现象是物理变化还是化学变化？ ﹒冰山融化过程中有没有破坏其中的化学键？ ﹒那为什么冰山融化过程仍要吸收能量呢？ 问题探究 ： 物理变化 分子内部原子间存在强的相互作用——化学键，形成或破坏化学键都伴随着能量变化。如水在通电情况下分解为氢气和氧气，水分子中H-O键被破坏，生成H-H、O-O键。 2H2O == 2H2 + O2 通电 物质三态之间的转化也伴随着能量变化。 这说明：分子间也存在着相互作用力。 没有 五：分子间作用力 1、定义：分子之间普遍存在的，把分子聚集在一起的作用力，叫做分子间作用力，也叫范德华力，它能使许多物质以一定的凝聚态（固态和液态）存在。 2、存在范围：广泛存在于由分子构成的物质中， 五：分子间作用力 而离子化合物、金属晶体、原子晶体中只有化学键，没有分子间作用力 (如：共价化合物、多数非金属单质、稀有气体等) N O O N O O 化学键(强烈) 分子间作用力影响物质的熔点、沸点、溶解性等物理性质。 分子的化学性质（如稳定性）由分子内部的共价键强弱决定 3、范德华力大小： 分子间作用力比化学键弱得多 4、范德华力对物质熔沸点的影响 且只有分子间充分接近时才有 分子间的相互作用力，如固体和液体物质中; 五：分子间作用力 5、范德华力与相对分子质量的关系 规律：一般来说，对于组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的熔、沸点也越高。例如，熔、沸点：I2>Br2>Cl2>F2；HI>HBr>HCl；Ar>Ne>He。 【思考】请预测下列物质的熔沸点高低变化。 1) CH4 SiH4 GeH4 SnH4 2) HF、HCl、HBr、HI 3) H2O、 H2S 、H2Se、 H2Te 4) NH3、PH3、AsH3、SbH3 氢化物的沸点 反常？ 氢键的存在 六：氢键 规律：一般来说，对于组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的熔、沸点也越高。例如，熔、沸点：I2>Br2>Cl2>F2；HI>HBr>HCl；Ar>Ne>He。 1、氢键：一种特殊的分子间作用力，比化学键弱，比分子间作用力强 主要存在 F、O、N与H之间 化学键 > 氢键 > 范德华力 2、表示方法: 通常用：X − H ··· Y表示 X和Y代表F、O、N等非金属性强的但原子半径较小的非金属元素 ，其中 “ ··· ” 表示氢键 六：氢键 （Ｘ、Ｙ两原子可以相同，也可以不同） 3、氢键的特点： 有方向性，有饱和性 方向性(X－H…Y尽可能在同一条直线上) 饱和性(一个X－H只能和一个Y原子结合) 六：氢键 ●●● 4、氢键对物质性质的影响： ②使某些物质在水中的溶解度增大 （如C2H5OH、NH3极易溶于水） 由于与水形成氢键，因而在水中溶解度较大 ①使物质的熔沸点升高（如HF、H2O、NH3） 这是因为固态熔化或液态汽化时必须要破坏分子间的氢键，要消耗较多的能量 六：氢键 ③对水的密度的影响 在水蒸气中，水以单个H2O 分子形式存在； 在液态水中，几个水分子通过氢键结合，形成(H2O)n缔合分子； 在固态水（冰）中，水分子大范围地以氢键互相联结。导致冰密度减小， 会浮在水面上。 冰 ④ DNA的结构和生理活性都与氢键的作用有关。 六：氢键 在固态水（冰）中，水分子大范围地以氢键互相联结。形成相当疏松晶体，结构中有许多空隙，造成体积膨胀，密度减小，因此冰能浮在水面上。 1.什么是氢键 水分子间形成的氢键 + + + + - - 在水分子的O-H中，共用电子对强烈的偏向O，使得H几乎成为“裸露”的质子，其显正电性，它能与另一个水分子中相对显负电性的O的孤电子对产生静电作用，这种静电作用就是氢键。 氢键的本质: 强极性键(X-H)上的氢与电负性很大的、含孤电子对并带有部分负电荷的原子Y之间的静电作用力。 2、氢键形成的条件 结合下列数据分析下列间题： ①为什么H2O分子间能形成氢键，而CH4分子间难形成氢键？ ②为什么NH3分子间能形成氢键，而HCI分子间难形成氢键？ O原子的电负性强 N原子的半径小 六：氢键 ⑵ X—H…Y中的Y必须电负性强、原子半径小、具有孤对电子。X、Y可以相同，也可以不同。 ⑴有X-H共价键，X原子电负性强，原子半径小，主要是F、O、N。 3、氢键的种类 六：氢键 3、氢键的种类 六：氢键 邻羟基苯甲醛和对羟基苯甲醛是同分异构体。 邻羟基苯甲醛的熔点为 2℃，沸点196.5 ℃ ， 对羟基苯甲醛的熔点为 115℃，沸点246.6℃ 请从邻羟基苯甲醛和对羟基苯甲醛的结构出发，分析二者形成的氢键类型有何差别？对熔沸点有何影响？ 分子间氢键增强分子间作用力，使熔沸点升高。 分子内氢键削弱分子间作用力，使熔沸点降低。 共价化合物的溶解或熔化过程中化学键的变化 a.由分子构成的共价化合物（分子晶体）——共价键不被破坏，只破坏 分子间作用力，如：冰、干冰等多数共价化合物 b.由原子构成的共价化合物（原子晶体）——共价键被破坏 如：金刚石，晶体硅，SiO2，SiC等少数共价化合物 ②熔化过程 ①溶解过程 a.与水反应——共价键被破坏 如：CO2等酸性氧化物 b.电解质溶于水 —— 共价键被破坏 如：HCl、H2SO4等强酸 c.非电解质溶于水 —— 共价键不被破坏，只破坏分子间作用力； 如：乙醇、蔗糖等 课堂探究 单质的溶解或熔化过程中化学键的变化 a.与水反应——共价键被破坏，如：Cl2、F2等 b.由分子构成的单质(分子晶体)—— 共价键不被破坏，只破坏分子间作用力 如：I2的升华、P4的熔化等 c.由原子构成的单质（原子晶体）—— 共价键被破坏 如：金刚石、晶体硅的熔化等 ①非金属单质 ②金属单质 金属单质熔融——金属键被破坏 （金属键：金属晶体中，金属阳离子与自由电子之间的 强烈的静电作用。） 课堂探究 感谢您的观看 Thank you $