共价键课件高二化学人教版选择性必修2
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242.7 193.7 152.7
568 431.8
366 298.7
键
N-O N=O O-O O=O C-C C=C C≡C
键能 （kJ·mol-1 ）
176 607 142 497.3 347.7 615 812
2021/12/25
共价键的键参数
键能
结合课本37页键能数据，回答下列问题 ①键能越大，物质的活泼性就一定越弱吗？
2021/12/25
【反馈】
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？
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；
“肩并肩”
x
“肩并肩” N2中共价三键的形成过程
N2 中 p-p σ键和 p-p π键的形成过程
σ键
z
zy y
π键
x
π键 N2中共价三键的形成过程
N2 中 p-p σ键和 p-p π键的形成过程
p-p σ键
z
zy y
p-p π键
x
p-p π键 N2中共价三键的形成过程
资料
N2中共价三键的形成过程
范德华半径
2021/12/25
共价键的键参数 【小结】
通常键长越小、键能越大、共价键越稳定
2021/12/25
共价键的键参数
键角
键角：在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角
H2O（类似H2S、SO2)
CO2（类似BeCl2)
NH3（类似NF3)
CH4（类似CF4)
V形
直线形
三角锥形
正四面体形
键角表明共价键具有方向性，是描述分子空间结构的重要参数。
2021/12/25
电子对电子云
p-pπ键
N2 中 p-p σ键和 p-p π键的形成过程
“头碰头”
z y
z
y
x
x
N的2Np2轨中道共示价意三图键的形成过程
N2 中 p-p σ键和 p-p π键的形成过程 “肩并肩”
z
zy
y
x
N2中共价三键的形成过程
N2 中 p-p σ键和 p-p π键的形成过程
“头碰头”
z
zy y
化学键 共价键 极性共价键 非极性共价键
非极性键 0
极性键 0.9
离子键
2.1
电负性的差值
H和Cl的电负性的差值
Na和Cl的电负性的差值
2021/12/25
知识回顾 写出H2、Cl2、HCl形成的电子式
【思考】 1.为什么难以形成H3、Cl3、H2Cl等分子？ 2.碳原子最多可以形成几个单键？N、O、F呢？说明共价键具有什么性？ 共价键的特征之一饱和性决定了共价化合物的分子组成。
2021/12/25
典例 3 PH3是一种无色剧毒气体,其分子结构和NH3相似,但P-H键键
能比N-H键键能低。下列判断中错误的是( C )
A. PH3分子呈三角锥形 B. PH3分子是有极性共分价子键 C. PH3沸点低于NH3沸点,因为P-H键键能低 D. PH3分子稳定性低于PH3分子,因为N-H键键能高
5.(1)
分子中σ键和π键的比例为__9_∶__1_。
(2)已知反应N2O4(l)＋2N2H4(l)===3N2(g)＋4H2O(l)，若该反应中有4 mol N—H断裂，则形成的π键的数目为___3_N_A_。
联系旧知
卤素形成的氢化物的稳定性如何递变？
热稳定性：HF>HCl>HBr>HI
实验事实
反应物键能越大，反应物在化学反应中完全断裂就越困难，可用同族元素氢化物的
键能大小，判断氢化物的热稳定性。但物质的活泼性，键能是影响其一因素，不是
唯一因素，如Cl2比Br2活泼，但键能前者大，因此上述说法不正确。
②课本38页思考与讨论（1）（2）
2021/12/25
共价键的键参数
键能
结合课本37页键能数据，回答下列问题 ③同一种元素形成的单键、双键、三键的键能大小关系？
92
F 64
（2）同种元素形成的单键、
127 Cl 66 双键和三键，键长和键能有
什么规律？
142 Br 70
I-I
152.7
267 H-I
298.7
161 I 77 （3）观察原子半径数据，
C-C
347.7
154 C≡C
812
120
C=C
615
133
寻找原子半径和键长之间的 相关性
F原子半径很小，因此F-F的键长短，而由于键长短，两个F原子形成共价键时， 原子核之间的距离小，排斥力大，因此键能小。
乙烷中只有σ键，乙烯和乙炔中有σ键和π键，且π健键能小， 乙烯、乙炔中π 键比乙烷中σ键易断，因此乙烯、乙炔易被酸性高锰酸钾溶液氧化
2021/12/25
共价键的键参数
键能
【小结】键能的应用 判断共价键的稳定性：键能越大,断开化学键需要吸收的能量越多,化学键越稳定 判断分子的热稳定性：结构相似的分子中,共价键的键能越大,分子热稳定性越强。 估算化学反应中的能量变化
化学反应的反应热∆H＝反应物键能总和 － 生成物键能总和
2021/12/25
共价键的键参数
键长
键长是构成化学键的两个原子的核间距。不过，分子中的原子始终处于不断振 动之中，键长只是振动着的原子处于平衡位置时的核间距。
常见单位：pm（1 pm＝10-12 m）
Cl2中Cl-Cl键长
可以通过晶体的X射线衍射实验测得
共价键的深入认识
5 、 π键与δ键相比有何不同点呢？
③π键与δ键的存在 单键
双键
三键
σ键 1个σ键、1个π键 1个σ键、2个π键
共价键的深入认识
5 、 π键与δ键相比有何不同点呢？
④π键与δ键的强弱 单键
双键
三键
σ键 1个σ键、1个π键 1个σ键、2个π键
共价键的深入认识 6、所有共价键都有方向性和饱和性吗？ 所有的共价键都有饱和性，但并不是所有的共价键都有方向性，如s-s σ键就没有方 向性。
2021/12/25
原子半径拓展
一般说的原子半径是指形成共价键或金属健时，原子间接触所显示的半径。 通常原子半径通过晶体衍射实验测得。 由于核外电子并没有严格固定的运动轨道，电子云也没有明确的边界，实际
上无法精确测量原子半径，原子半径只有相对的近似意义。 原子半径可分为共价半径、金属半径和范德华半径。稀有气体的原子半径是
键能可通过实验测定，更多却是推算获得的。例如，断开CH4中的4个C—H，所需 能量并不相等，因此，CH4中的C—H只能是平均值，而表2-1中的C—H键能是更多 分子中的C—H键能的平均值。
2021/12/25
共价键的键参数
键
Cl-Cl Br-Br
I-键能 （kJ·mol-1 ）
2021/12/25
共价键的深入认识
5 、 π键与δ键相比有何不同点呢？ ②π键的电子云形状与δ键的电子云形状和对称方式不同：每个π键的电子云由 两块组成，它们互为镜像，这种特征称为镜面对称；而δ键的电子云是轴对称。
O2 中 p-p σ键和 p-p π键的形成过程
2P4轨道
↑↓ ↑ ↑
两对孤对
p-pσ键
卤化氢
HCl
HBr
HI
在1000 ℃分解的百分数/%
0.001 4
0.5
33
如何解释HF、HCl、HBr和HI的稳定性的递变？
从非金属性递变角度 定性
从原子结构递变角度
定量
2021/12/25
共价键的键参数
键能
①键能是气态分子中断裂1 mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。或气态基态 原子形成1 mol化学键释放的最低能量。 ②键能通常取正值，单位是kJ/mol。 ③键能通常是298.15 K、101 kPa条件下的标准值。
【问题】共价键是有方向性的，和轨道的伸展方向有关，键角不是应该180°或90°？
1.从键长的角度判断,下列共价键中最稳定的是( A )
A.H—F
B.N—H
C.C—H
D.S—H
2．下列事实不能够用键能解释的是( B F ) A.氮气的化学性质比氧气稳定 B.常温常压下，溴呈液体，碘为固体 C.F2比O2更容易和氢气反应 D.卤化氢的热稳定性随原子序数递增依次递减 E.H2O的热稳定性比HF差 F. H2O的熔沸点比H2S高
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
4.有以下物质：①HF，②Cl2，③H2O，④N2，⑤C2H4，⑥C2H6，⑦H2， ⑧H2O2，⑨HCN(H—C≡N)。 (1) 只 有 σ 键 的 是 _①__②__③__⑥__⑦__⑧___( 填 序 号 ， 下 同 ) ； 既 有 σ 键 又 有 π 键 的 是 _④__⑤__⑨___。 (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 _①__③__⑤__⑥__⑧__⑨___。 (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 __②__④__⑤__⑥__⑧__⑨__。
乙烷
乙烯
乙炔
2021/12/25
2.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
3.丁烯二酸(HOOCCH==CHCOOH)分子结构中含有σ键、π键的个数分别是
3、请用橡皮泥制作这些共价键的电子云模型。 通过制作电子云模型，你发现这些共价键有什么特征？
2021/12/25
共价键的深入认识
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。
共价键的深入认识
Cl-Cl的形成
Cl2中的共价键是由2个氯原子各提供1个未成对电子的3p原子轨道重叠形成的。
2021/12/25
共价键的键参数
键长
键
键能
键长
（kJ·mol-1） pm
键
键能
键长
（kJ·mol-1） pm
原子 半径 pm
（1）分析键长和键能的数 据，寻找相关性
F-F Cl-Cl Br-Br
157 242.7 193.7
141 H-F 198 H-Cl 228 H-Br
568 431.8
366
成键原子相同的共价键的键能:单键的键能 ＜ 双键的键能 ＜ 三键的键能
④结合键能数据解释：白磷（P-P 198kJ/mol)，常温下就能自燃，而同族且非金属性 更强的N形成的氮气常温下不能和氧气反应。
N≡N键能远比P-P大，需要吸收更多能量才能断裂
⑤结合键能和共价键类型解释：乙烷不易被酸性高锰酸钾溶液氧化，而乙烯乙炔易被 氧化
2021/12/25
共价键的深入认识 1、通过原子轨道进一步理解H-H共价键的形成
H↑ 1s
H↓ 1s
氢原子形成氢分子的过程示意
2021/12/25
共价键的深入认识 氢原子形成氢分子的过程
共价键的深入认识 2、除了s轨道和s轨道重叠形成共价键外，还能找到其他轨道重叠形成共价键 的例子吗？从原子轨道重叠的角度理解H-Cl、Cl-Cl共价键的形成
人教版选择性必修2《物质结构与性质》
第二章 分子结 构 与 性 质
第一节 共价键
化学史料
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”。
原子是如何构成物质的？
2021/12/25
知识回顾
化学键：相邻原子之间强烈的相互作用 离子键
共价键的深入认识 4、利用你手中的原子轨道模型寻找原子轨道除了以“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？
未成对电子的原子轨道相互靠拢 原子轨道相互重叠 形成的π键
2021/12/25
共价键的深入认识 5 、 π键与δ键相比有何不同点呢？
①对比两个p轨道形成的δ键和π键可以发现，δ键是由两个原子的p轨道“头碰头” 重叠形成的。而π键是由两个原子的p轨道“肩并肩”重叠形成的。
568 431.8
366 298.7
键
N-O N=O O-O O=O C-C C=C C≡C
键能 （kJ·mol-1 ）
176 607 142 497.3 347.7 615 812
2021/12/25
共价键的键参数
键能
结合课本37页键能数据，回答下列问题 ①键能越大，物质的活泼性就一定越弱吗？
2021/12/25
【反馈】
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？
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；
“肩并肩”
x
“肩并肩” N2中共价三键的形成过程
N2 中 p-p σ键和 p-p π键的形成过程
σ键
z
zy y
π键
x
π键 N2中共价三键的形成过程
N2 中 p-p σ键和 p-p π键的形成过程
p-p σ键
z
zy y
p-p π键
x
p-p π键 N2中共价三键的形成过程
资料
N2中共价三键的形成过程
范德华半径
2021/12/25
共价键的键参数 【小结】
通常键长越小、键能越大、共价键越稳定
2021/12/25
共价键的键参数
键角
键角：在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角
H2O（类似H2S、SO2)
CO2（类似BeCl2)
NH3（类似NF3)
CH4（类似CF4)
V形
直线形
三角锥形
正四面体形
键角表明共价键具有方向性，是描述分子空间结构的重要参数。
2021/12/25
电子对电子云
p-pπ键
N2 中 p-p σ键和 p-p π键的形成过程
“头碰头”
z y
z
y
x
x
N的2Np2轨中道共示价意三图键的形成过程
N2 中 p-p σ键和 p-p π键的形成过程 “肩并肩”
z
zy
y
x
N2中共价三键的形成过程
N2 中 p-p σ键和 p-p π键的形成过程
“头碰头”
z
zy y
化学键 共价键 极性共价键 非极性共价键
非极性键 0
极性键 0.9
离子键
2.1
电负性的差值
H和Cl的电负性的差值
Na和Cl的电负性的差值
2021/12/25
知识回顾 写出H2、Cl2、HCl形成的电子式
【思考】 1.为什么难以形成H3、Cl3、H2Cl等分子？ 2.碳原子最多可以形成几个单键？N、O、F呢？说明共价键具有什么性？ 共价键的特征之一饱和性决定了共价化合物的分子组成。
2021/12/25
典例 3 PH3是一种无色剧毒气体,其分子结构和NH3相似,但P-H键键
能比N-H键键能低。下列判断中错误的是( C )
A. PH3分子呈三角锥形 B. PH3分子是有极性共分价子键 C. PH3沸点低于NH3沸点,因为P-H键键能低 D. PH3分子稳定性低于PH3分子,因为N-H键键能高
5.(1)
分子中σ键和π键的比例为__9_∶__1_。
(2)已知反应N2O4(l)＋2N2H4(l)===3N2(g)＋4H2O(l)，若该反应中有4 mol N—H断裂，则形成的π键的数目为___3_N_A_。
联系旧知
卤素形成的氢化物的稳定性如何递变？
热稳定性：HF>HCl>HBr>HI
实验事实
反应物键能越大，反应物在化学反应中完全断裂就越困难，可用同族元素氢化物的
键能大小，判断氢化物的热稳定性。但物质的活泼性，键能是影响其一因素，不是
唯一因素，如Cl2比Br2活泼，但键能前者大，因此上述说法不正确。
②课本38页思考与讨论（1）（2）
2021/12/25
共价键的键参数
键能
结合课本37页键能数据，回答下列问题 ③同一种元素形成的单键、双键、三键的键能大小关系？
92
F 64
（2）同种元素形成的单键、
127 Cl 66 双键和三键，键长和键能有
什么规律？
142 Br 70
I-I
152.7
267 H-I
298.7
161 I 77 （3）观察原子半径数据，
C-C
347.7
154 C≡C
812
120
C=C
615
133
寻找原子半径和键长之间的 相关性
F原子半径很小，因此F-F的键长短，而由于键长短，两个F原子形成共价键时， 原子核之间的距离小，排斥力大，因此键能小。
乙烷中只有σ键，乙烯和乙炔中有σ键和π键，且π健键能小， 乙烯、乙炔中π 键比乙烷中σ键易断，因此乙烯、乙炔易被酸性高锰酸钾溶液氧化
2021/12/25
共价键的键参数
键能
【小结】键能的应用 判断共价键的稳定性：键能越大,断开化学键需要吸收的能量越多,化学键越稳定 判断分子的热稳定性：结构相似的分子中,共价键的键能越大,分子热稳定性越强。 估算化学反应中的能量变化
化学反应的反应热∆H＝反应物键能总和 － 生成物键能总和
2021/12/25
共价键的键参数
键长
键长是构成化学键的两个原子的核间距。不过，分子中的原子始终处于不断振 动之中，键长只是振动着的原子处于平衡位置时的核间距。
常见单位：pm（1 pm＝10-12 m）
Cl2中Cl-Cl键长
可以通过晶体的X射线衍射实验测得
共价键的深入认识
5 、 π键与δ键相比有何不同点呢？
③π键与δ键的存在 单键
双键
三键
σ键 1个σ键、1个π键 1个σ键、2个π键
共价键的深入认识
5 、 π键与δ键相比有何不同点呢？
④π键与δ键的强弱 单键
双键
三键
σ键 1个σ键、1个π键 1个σ键、2个π键
共价键的深入认识 6、所有共价键都有方向性和饱和性吗？ 所有的共价键都有饱和性，但并不是所有的共价键都有方向性，如s-s σ键就没有方 向性。
2021/12/25
原子半径拓展
一般说的原子半径是指形成共价键或金属健时，原子间接触所显示的半径。 通常原子半径通过晶体衍射实验测得。 由于核外电子并没有严格固定的运动轨道，电子云也没有明确的边界，实际
上无法精确测量原子半径，原子半径只有相对的近似意义。 原子半径可分为共价半径、金属半径和范德华半径。稀有气体的原子半径是
键能可通过实验测定，更多却是推算获得的。例如，断开CH4中的4个C—H，所需 能量并不相等，因此，CH4中的C—H只能是平均值，而表2-1中的C—H键能是更多 分子中的C—H键能的平均值。
2021/12/25
共价键的键参数
键
Cl-Cl Br-Br
I-键能 （kJ·mol-1 ）
2021/12/25
共价键的深入认识
5 、 π键与δ键相比有何不同点呢？ ②π键的电子云形状与δ键的电子云形状和对称方式不同：每个π键的电子云由 两块组成，它们互为镜像，这种特征称为镜面对称；而δ键的电子云是轴对称。
O2 中 p-p σ键和 p-p π键的形成过程
2P4轨道
↑↓ ↑ ↑
两对孤对
p-pσ键
卤化氢
HCl
HBr
HI
在1000 ℃分解的百分数/%
0.001 4
0.5
33
如何解释HF、HCl、HBr和HI的稳定性的递变？
从非金属性递变角度 定性
从原子结构递变角度
定量
2021/12/25
共价键的键参数
键能
①键能是气态分子中断裂1 mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。或气态基态 原子形成1 mol化学键释放的最低能量。 ②键能通常取正值，单位是kJ/mol。 ③键能通常是298.15 K、101 kPa条件下的标准值。
【问题】共价键是有方向性的，和轨道的伸展方向有关，键角不是应该180°或90°？
1.从键长的角度判断,下列共价键中最稳定的是( A )
A.H—F
B.N—H
C.C—H
D.S—H
2．下列事实不能够用键能解释的是( B F ) A.氮气的化学性质比氧气稳定 B.常温常压下，溴呈液体，碘为固体 C.F2比O2更容易和氢气反应 D.卤化氢的热稳定性随原子序数递增依次递减 E.H2O的热稳定性比HF差 F. H2O的熔沸点比H2S高
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
4.有以下物质：①HF，②Cl2，③H2O，④N2，⑤C2H4，⑥C2H6，⑦H2， ⑧H2O2，⑨HCN(H—C≡N)。 (1) 只 有 σ 键 的 是 _①__②__③__⑥__⑦__⑧___( 填 序 号 ， 下 同 ) ； 既 有 σ 键 又 有 π 键 的 是 _④__⑤__⑨___。 (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 _①__③__⑤__⑥__⑧__⑨___。 (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 __②__④__⑤__⑥__⑧__⑨__。
乙烷
乙烯
乙炔
2021/12/25
2.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
3.丁烯二酸(HOOCCH==CHCOOH)分子结构中含有σ键、π键的个数分别是
3、请用橡皮泥制作这些共价键的电子云模型。 通过制作电子云模型，你发现这些共价键有什么特征？
2021/12/25
共价键的深入认识
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。
共价键的深入认识
Cl-Cl的形成
Cl2中的共价键是由2个氯原子各提供1个未成对电子的3p原子轨道重叠形成的。
2021/12/25
共价键的键参数
键长
键
键能
键长
（kJ·mol-1） pm
键
键能
键长
（kJ·mol-1） pm
原子 半径 pm
（1）分析键长和键能的数 据，寻找相关性
F-F Cl-Cl Br-Br
157 242.7 193.7
141 H-F 198 H-Cl 228 H-Br
568 431.8
366
成键原子相同的共价键的键能:单键的键能 ＜ 双键的键能 ＜ 三键的键能
④结合键能数据解释：白磷（P-P 198kJ/mol)，常温下就能自燃，而同族且非金属性 更强的N形成的氮气常温下不能和氧气反应。
N≡N键能远比P-P大，需要吸收更多能量才能断裂
⑤结合键能和共价键类型解释：乙烷不易被酸性高锰酸钾溶液氧化，而乙烯乙炔易被 氧化
2021/12/25
共价键的深入认识 1、通过原子轨道进一步理解H-H共价键的形成
H↑ 1s
H↓ 1s
氢原子形成氢分子的过程示意
2021/12/25
共价键的深入认识 氢原子形成氢分子的过程
共价键的深入认识 2、除了s轨道和s轨道重叠形成共价键外，还能找到其他轨道重叠形成共价键 的例子吗？从原子轨道重叠的角度理解H-Cl、Cl-Cl共价键的形成
人教版选择性必修2《物质结构与性质》
第二章 分子结 构 与 性 质
第一节 共价键
化学史料
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”。
原子是如何构成物质的？
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知识回顾
化学键：相邻原子之间强烈的相互作用 离子键
共价键的深入认识 4、利用你手中的原子轨道模型寻找原子轨道除了以“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？
未成对电子的原子轨道相互靠拢 原子轨道相互重叠 形成的π键
2021/12/25
共价键的深入认识 5 、 π键与δ键相比有何不同点呢？
①对比两个p轨道形成的δ键和π键可以发现，δ键是由两个原子的p轨道“头碰头” 重叠形成的。而π键是由两个原子的p轨道“肩并肩”重叠形成的。