共价键的类型-σ键和π键++课件++2022-2023学年高二化学人教版(2019)选择性必修2

思考
1.为什么不可能有H3、H2Cl和Cl3？
H↑ 1s
Cl ↑↓ ↑↓↑↓ ↑
3s
3p
H原子、Cl原子都只有一个未成对电子,因而只能形成H2、 HCl、Cl2分子,不能形成H3、H2Cl、Cl3等分子。
原子形成的共价键数＝未成对电子数
注意：重叠也不能无限制的重叠， 因核与核之间、电子与电子之间还存在排斥力。
二、共价键的类型 —— σ键和π键
2. σ键的类型：② s-p σ键 ➢ HCl分子的形成过程（一个s轨道与一个p轨道重叠）
H
H－Cl
Cl
H↑ 1s
3pz Cl ↑↓ ↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑
1s 2s 2p 3s 3p
Cl
Cl
Cl
Cl
p-p σ键
Cl ↑↓ ↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑ 1s 2s 2p 3s 3p
二、共价键的类型 —— σ键和π键
2. σ键的类型：③ p-p σ键 ➢ Cl2分子的形成过程 （两个p轨道重叠）
二、共价键的类型 —— σ键和π键
2. σ键的类型：③ p-p σ键 ➢ Cl2分子的形成过程 （两个p轨道重叠）
所有的单键都是σ键; 双键中有一个σ键和一个π键; 三键中有一个σ键和两个π键。
指出下列共价分子中所含的σ键和π键的数目：
（1）NH3 3个σ键 （2）C2H4 5个σ键和1个π键 （3）H2O2 3个σ键 （4）C4H10 13个σ键
（5）CnH2n+2 （6）CnH2n
3n+1 个σ键
3n-1 个σ键和1个π键(单烯烃) 或 3n个σ键(环烷烃)
3、成键粒子：原子。 非 极 性 键 A－A 型 :共用电子对不偏向任何成键原子的共价键。
极 性 键 A－B 型 :共用电子对偏向某一成键原子的共价键。
一、共价键
4、关于共价键的几点注意：
①一般由非金属原子之间或非金属与不活泼金属原子之间成键
(大多数成键原子之间电负性之差小于1.7)
②形成共价键的原子不一定达到饱和状态，如：BF3
z
孤对电子对的电子云
y
O ↑↓ ↑↓ ↑ ↑
x
2s 2px 2py 2pz
O 的2p轨道示意图
O: 2P4轨道 ↑↓ ↑ ↑
O2 中形成p-p σ键和 p-p π键
两对孤对电子对的电子云
p-pσ键
p-pπ键
思考
通过N2中氮氮三键、O2中氧氧双键的形成过程， 分析如何判断共价键是σ键或是π键？
小结
p-p π键
如果将π键沿着键轴旋转，会发生什么情况呢？
共价键的深入认识二
π键的特征：
①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
②π键不如σ键牢固,较易断裂
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。
③π键不能旋转
以形成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， 若单独旋转则会破坏π键。
p
s
“头碰头”
原子轨道重叠的越多 电子出现的概率越大
共价键越牢固 形成
沿着电子出现概率最大的方向
共价键的方向性决定了共价化合物的立体构型。
2.最大重叠原理：
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。
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，这就是共价键的方向性。
②形成共价键的原子不一定达到饱和状态，如：BF3 ③所有共价化合物中都只存在共价键。 共价化合物：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，分子内也都存在共价键。 H—H O=O N≡N ⑤离子化合物中的原子团内部，一定存在共价键。
如：NH4+、OH—、NO3—、O22—
CH≡CH
有机物中的共价键
① C—H 是σ键。 ② C—C 是σ键。 ③ C=C 一个σ键，一个π键。 ④ C≡C 一个σ键，两个π键。 乙烯、乙炔分子中C—C σ键比较稳定 不容易断裂， π键比较容易断裂。
乙烯
乙炔 乙烯、乙炔分子 的球棍模型
探究
(2)从乙烷、乙烯和乙炔分子中存在的σ键和π键来看,σ键和π键的存 在条件和数目有何规律? 提示:σ键可以独立存在,π键不能单独存在。
包括静电吸引和静电排斥
比较 类型
离子键
共价键
概念
阴、阳离子间通过静电 作用所形成的化学键
原子间通过共用电子 对所形成的化学键。
成键微粒 成键条件
存在 （举例）
分类
阴、阳离子
得失电子 离子化合物：大多数盐、 强碱、活泼金属氧化物等 如NaCl、铵盐
原子 电子对共用
非金属单质：H2 共价化合物：HCl 某些离子化合物:Na2O2
s-s σ键
相互靠拢
原子轨道在两个原子核间重叠，意味着电子出现在核间的概率 增大，电子带负电，可以形象地说，核间电子好比在核间架起一座 带负电的桥梁，把带正电的两个原子核“黏结”在一起了。
s-s σ键
用橡皮泥制作H-H电子云模型
靠拢 “头碰头”的方式重叠成键
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。
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存在：单键均为σ键，双键、三键均有σ键， 任何两个原子形成的共价键且只有一个σ键
小结: σ键
s-s型 H—H ⑤σ键的分类 s-p型 H—Cl
未成对电子的 电子云相互靠拢
电子云相互重叠
s-p σ键
形成H—Cl共价键
用橡皮泥制作H-Cl电子云模型 情景1
情景2
靠拢
√ “头碰头”的方式重叠成键
原子轨道最大重叠原理 s-p σ键是有方向性的
靠拢
╳ 重叠 成键
二、共价键的类型 —— σ键和π键
2. σ键的类型：③ p-p σ键
➢ Cl2分子的形成过程 （两个p轨道重叠）
二、共价键的类型 —— σ键和π键
1.根据电子云的重叠形式对共价键进行分类
σ键 成键时，原子轨道以“头碰头”的方式重叠形成的共价键。
共价键
π键 成键时，原子轨道以“肩并肩”的方式重叠形成的共价键。
2. σ键的类型：根据成键时，原子轨道的不同，
s-s σ键 σ键 s-p σ键
p-p σ键
二、共价键的类型
➢化学键：使离子相结合或原子相结合的强烈相互作用通称为化学键。 ➢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。 ➢化学键的类型：离子键、共价键(极性键和非极性键)、金属键。
离子键 共价键 金属键
构成离子化合物 构成共价型分子或原子团 构成金属单质和合金
组成丰富多彩 的物质世界
二、共价键的类型 —— σ键和π键
3.π键 主要类型为p-p π键
①概念：成键时，原子轨道以“肩并肩”的方式重叠形成的共价键。
②形成过程可以表示为下图：
相互靠拢
未成对电子的原 子轨道相互靠拢
“肩并肩” 原子轨道相互重叠
p-p π键的形成
形成的π键
用橡皮泥制作π键的电子云模型。
靠拢
“肩并肩” 的方式重 叠成键
HCl中的共价键是由H原子提供的未成对电子的1s原子轨道和Cl原子
提供的未成对电子的3p原子轨道以“头碰头”的方式重叠形成的。
二、共价键的类型 —— σ键和π键
2. σ键的类型：② s-p σ键 ➢ HCl分子的形成过程（一个s轨道与一个p轨道重叠）
二、共价键的类型 —— σ键和π键
2. σ键的类型：② s-p σ键 ➢ HCl分子的形成过程（一个s轨道与一个p轨道重叠）
单键
双键
三键
σ键
1个σ键、1个π键 1个σ键、2个π键
探究 课本P36
(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？
7个σ键
5个σ键和1个π键
3个σ键和2个π键
乙烯分子中σ键和π键的形成过程
乙炔分子中σ键和π键的形成过程
CH3－CH3
7个σ键
CH2＝CH2
③所有共价化合物中都只存在共价键。
共价化合物：非金属氧化物、非金属氢化物、酸、少数盐、大多数有机物等
CO2 NO2 SO2
NH3 H2S CH4
H2SO4
HCl CH3COOH
AlCl3 BeCl2
FeCl3
C2H5OH CH4 C12H22O11
一、共价键
4、关于共价键的几点注意：
①一般由非金属原子之间或非金属与不活泼金属原子之间成键 (大多数成键原子之间电负性之差小于1.7)
p-p σ键
未成对电子的 电子价键
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。
用橡皮泥制作Cl-Cl电子云模型
靠拢 “头碰头”的方式重叠成键
共价键的深入认识一
请归纳H-H、H-Cl和Cl-Cl的特点。
H-H
H-Cl
Cl-Cl
极性键和非极性键
➢ 用电子式描述NaCl和HCl的形成过程：
：： ：： ：： ：：
Na· + ·Cl：
Na+[：Cl：]- 离子键
H· + ·Cl：
H：Cl： 共价键
共用电子对
化学键的类型与电负性的差值的关系
非极性键 极性键
0 0.9
H和Cl的电 负性的差值
离子键
1.7 2.1 电负性的差值 Na和Cl的电 负性的差值
2. σ键的类型：① s-s σ键
【思考】 1.两个氢原子为何能成键形成分子？ H· + ·H
H：H
2.任意两个氢原子一定能形成H2分子吗？
H
H
↑ ╳↑
1S
1S
H
H
√ ↑
↓
1S
1S
二、共价键的类型 —— σ键和π键
2. σ键的类型：① s-s σ键 H原子形成H2分子的电子云描述（两个s轨道重叠）
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。
：N··＋··N： ：N：：N：
z y
：
N ↑↓ ↑ ↑ ↑
x
2s 2px 2py 2pz
N的2p轨道示意图
“头碰头”σ键
z
z
y
y
x
x
N2中共价三键的形成过程
“肩并肩”π键
N≡N
zπ
y
z
π
y
σ
x
“头碰头”σ键
z
z
y
“肩并肩”π键
原子轨道以“头碰头”的方式重叠形成的共价键
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
H-H
H-Cl
Cl-Cl σ键的特征：以形成化学键的两原子核的连线为轴旋转， 共价键电子云的图形不变，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。
p-p型 Cl—Cl
➢ σ键的常见类型有(1)s-s, (2)s-p, (3)p-p,
请指出下列分子σ键所属类型:
A、HBr
s-p
B、NH3
s-p
C、F2
p-p
D、H2
s-s
p轨道与p轨道除了能形成σ键外，还能形成π键。
➢π键的特征是两个原子轨道以平行或“肩并肩”方式重叠； ➢原子重叠的部分分别位于两原子核构成平面的两侧。 ➢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。
共价键的深入认识一 现代价键理论的基本要点： 1.电子配对原理： 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 自旋状态相反的电子配对成键，这就是共价键的饱和性
例如只能有H2、HCl、Cl2等，不可能H3、H2Cl和Cl3等
共价键的饱和性决定了共价化合物的分子组成。
2.最大重叠原理：方向性
y
x
x
N2中共价三键的形成过程
2P3轨道
N2中1个p-p σ键和2个p-p π键的形成过程
↑↑↑
N≡N
p-p σ键 “头碰头”
N≡N
p-p π键 “肩并肩”
p-p π键 “肩并肩”
N2中共价三键的形成过程
思考
用电子式表示O2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。
·：·O：＋ ·：·O： ·：·O：·：·O：
第二章 分子结构与性质
网
科 第一节 共价键
2.1.1 共价键的类型 —— σ键和π键
学
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。
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。
提示：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。
一、共价键
1.共价键的定义 原子间通过共用电子对所形成的强烈相互作用，叫共价键。
2、共价键的本质：共用电子对对两原子的作用力。 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。