2.1第一课时共价键课件 高二化学人教版(2019)选择性必修二

课堂练习
8．有以下物质：①HF，②Cl2，③H2O，④N2，⑤C2H4，⑥ C2H6，⑦H2，⑧H2O2，⑨HCN(H—C≡N)。(1)只有σ键的是 ________________(填序号，下同)；
①②③⑥⑦⑧ 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_____。 只有H原子间成键
由①到④过程是两个氢原子的核间距逐渐 减小的过程，核间距逐渐减小时，两个氢 原子的原子轨道会相互重叠，导致电子在 核间出现的概率增大。
氢气分子的形成过程示意图
现代价键理论的基本要点：
1、共用电子对理论: 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。
原子 电负性 电负性之差 (绝对值)
Na
Cl
0.9
3.0
2.1
H
Cl
2.1
3.0
0.9
C
O
2.5
3.5
1.0
当成键原子的电负性相差很大时，形成的电子对不会被共用，形成的 将是离子键；而共价键是电负性相差不大的原子之间形成的化学键。
【知识回顾】 化学键
定义
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。
√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键是化学反应的积极参与者
课堂练习 7.(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__。
↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ 3s2 3p5
p-p 轨道以 “头碰头” 的方式重叠
p-p σ键
特征：轴对称
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。
（1）σ键的概念 （2）σ键的分类
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。
①s-s σ键 H2中的σ键是由两个s轨道重叠形成的
人教版高中化学选必二
第一节 共价键 2.1.1 共价键
目录
01 共价键的概念与特征 02 共 价 键 的 形 成 03 σ 键 和 π 键 的 判 断 04
探究共价键——问题与讨论
钠和氯通过得失电子同样是形成电子对，为什么这对电子不被钠原子和氯 原子共用形成共价键而是离子键呢？你能从元素的电负性差别来理解吗？
特例：N2分子中的π键比σ键稳定。 ③不能旋转： 以形成π键的两个原子核的连线为轴，任意一个原子并
不能单独旋转，若单独旋转则会破坏π键。
σ键和 π键的成键规律
①s-s电子、s-p电子只形成σ键；p-p电子既形成σ键，又形成π键； 且 p-p电子先形成σ键，后形成π键。
②共价单键是σ键；共价双键中一个σ键，另一个π键；共价三键由
共价键的方向性决定了共价化合物的立体构型。
CO2
直线形
对于σ(1键)共和价π键键应形特成别时注，意共的用问电题子对并不是只在两核间运动，只是电子 在两核间出现的概率大。
(2)因s轨道是球形的，故s轨道与s轨道形成σ键时，无方向性。
两个s轨道只能形成σ键，不能形成π键。 (3)两个原子间有且仅有一个σ键，且优先形成σ，故可以只形成σ 键，但不能只形成π键。
(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_。⑧⑨ 含有非H 原子间成键
课堂练习
9.下列关于σ键与π键的说法正确的是( A )
A.σ键是原子轨道以“头碰头”的方式重叠形成的共价键,π键是原子轨道
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。
离子键：阴阳离子间的强烈静电作用
化学键的类型
共价键： 相邻原子之间通过共用电子对形成的 强烈作用力
金属键： 金属阳离子与自由电子之间的强烈静 电作用
01
化学键
形成条件
非极性键
0 形成过程
极性键 1.7
离子键 电负性的差值
原子
得失 电子
离子
课堂练习
3.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
课堂练习
4.下列不属于共价键成键因素的是 A.共用电子对在两原子核之间高概率出现 B.共用的电子必须配对 C.成键后体系能量降低，趋于稳定
H-Cl的s-p σ键形成
σ键的形成
↑
↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ s-p轨道以 “头碰头”
s-p σ键
1s1
3s2 3p5
的方式重叠
特征：轴对称
s轨道呈球形对称，p轨道呈哑铃形， 只有当沿着键轴方向以“头碰头”方式重叠， 才能实现原子轨道最大重叠。
σ键的形成 Cl-Cl的p-p σ键形成
↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ 3s2 3p5
静电 化合物 作用
战
原子
共用 电子
单质或化合物
【思考】 HCl为何只有一对共用电子对？H2、O2、N2也是有一对吗？
02
化学键
共价键
共用电子对数
单键：相邻原子之间共用一对电子 双键：相邻原子之间共用两对电子
类型 战
电子对数偏移
三键：相邻原子之间共用三对电子 极性键：不同原子之间
非极性键：相同原子之间 ➢ 成键的粒子：一般为非金属原子 (相同或不相同)之间或少部分金
（3）σ键的特征 ①轴对称： 以形成化学键的两原子核的连线为轴作旋转操作，共价
键电子云的图形不变，这种特征称为轴对称。 ②稳定： 形成σ键的原子轨道重叠程度较大，故σ键有较强稳定性。
③可旋转： 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。
共价单键都是σ键。
π键的形成 2p3轨道 ↑ ↑
σ键和 π键的比较
共价键的类型 原子轨道重叠方式 原子轨道重叠程度
对称类型 键的强度
σ键 “头碰头”
大 轴对称
π键 “肩并肩”
小 镜面对称
键的强度大，键牢固 键的强度小，易断裂
旋转情况 成键情况
单键可以绕键轴任意 旋转，不破坏σ键
不能旋转，否则破坏π键
单键都是σ键，双键含一个σ键和一个π键，三 键含一个σ键和二个π键
氮分子的形成过程
↑
↓↓
p-pπ键
↓ 2p3轨道
p-pσ键
p-pπ键
π键的形成
↑↓ ↑ ↑
2P4轨道
p-p π键 两对孤对电子对电子云 p-p σ键 O2 中 p-p σ键和 p-p π键的形成过程
π键的形成 p轨道与p轨道除了能形成σ键外，还能形成π键。
p-p 轨道以 “肩并肩”
p-p π键
的方式重叠
以“肩并肩”的方式重叠形成的共价键
B.
描述的是π键的形成过程
C.一般而言,原子轨道以“头碰头”方式重叠比以“肩并肩”方式重叠的
程度小,所以σ键比π键活泼
D.
可以表示N2分子中σ键和π键存在的情况
2.最大重叠原理： 两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 3、通过成键时的重叠方式将共价键分为: σ键和键
σ键的形成 氢原子形成氢分子的过程
s-s σ键
两个s轨道重叠 特征：轴对称电子出现在核间的概率增大 ➢ 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。
√D.两原子体积大小要适中
课堂练习
5.下列说法正确的是 A.Cl2是双原子分子，H2S是三原子分子，这是由共价键的方向性决定的 B.H2O与H2S的空间结构一样是由共价键的饱和性决定的
√C.并非所有的共价键都有方向性
D.两原子轨道发生重叠后，电子在两核间出现的概率减小
课堂练习
6.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
课堂小结
本质和特征
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
σ键
成键方式 π键
原子轨道“头碰头”重叠，电子云 呈轴对称
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
课堂练习
一个σ键和两个π键
H-H 1个σ键
O Cl-C∣∣ -Cl
3个σ键，1个π键
O=O 1个σ键，1个π键
N≡N
注意：σ键能单独存在，π键不能单独存在
1个σ键，2个π键
探究共价键——问题和预测
观察乙烷、乙烯和乙炔的分子的结构，它们的分子中的共价键分别由 几个σ键和几个π键构成？
乙烷乙烯乙炔乙烷分子中由7个σ键组成；乙烯分子中由5个σ键和1个π键组成； 乙炔分子中由3个σ键和2个π键组成。
属原子与非金属原子之间（如AlCl3、BeCl2等化合物）
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”。
共价键的特征与分类比较
沃尔特·海特勒和弗里茨·伦敦在运用量子力学方法处理氢气分 子的过程中，得到了体系能量和核间距之间的关系曲线，发现：若 两个氢原子自旋状态相反，随着轨道的重叠(波函数相加)会出现一个 概率密度较大的区域，氢原子将在体系能量最低核间距处成键。
共价键的饱和性决定了共价化合物的分子组成。
②方向性
除s轨道是球形对称外，其他原子轨道在空间都有一定是的分布特点， 按照现代价键理论中的最大重叠原理，两原子在形成共价键时将尽可能 沿着电子出现概率最大的方向形成，所以共价键有方向性。（注意：ss轨道重叠无方向性）
CH4
正四面体形
NH3
三角锥形
H2O
V形
特征：镜面对称
π键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。
（1）π键的特征：由两个p原子轨道以 “肩并肩” 方式重叠 ①镜面对称： 每个π键的电子云由两块组成，它们互为镜像。
形成π键时电子云重叠程度比σ键小，π键不如σ键牢固， ②强度小： 比较容易断裂。比如：乙烯易发生加成反应。
1.下列各组物质中,所有化学键都是共价键的是
A.H2S和Na2O2
√C.NH3和N2
战
B.H2O2和CaF2 D.HNO3和NaCl
课堂练习
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 战 D.金属元素与非金属元素的原子间只形成离子键
[问题 3] 为什么两个氢原子形成氢分子，两个氯原子形成氯分子， 而不是 3 个或 4 个呢？为什么 1 个氢原子和 1 个氯原子结合成氯化氢 分子，而不是以其他的原子个数比相结合呢？
氢原子和氯原子都有一个未成对电子，从分子的形成过程来看， 只有未成对电子才能形成共用电子对，在H2、HCl、Cl2分子中， 由两个原子各提供一个未成对电子形成一个共用电子对，因此H2、 HCl、Cl2只能由两个原子形成。
共价键的特征
①饱和性 按照现代价键理论中的电子配对理论， 一个原子有几个未
成对电子，便可和几个自旋相反的电子配对成键，这就是共价键的 ；如果原子没有未成对电子，则不能形成共价键。
H· ＋ ·H H:H H + Cl
H Cl
↑
↓
↑ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↓
1S
1S
1s1 3s2 3p5
所以只能有H2、HCl、Cl2等而不可能有H3、H2Cl、Cl3等
1S
1S
未成对电子的原
子轨道互相靠拢
原子轨道 相互重叠
H2的s-s σ键
②s-p σ键 HCl中的σ键是由H提供s轨道和Cl提供的p轨道重叠形成的
1S
3P
HCl的s-p σ键
③p-p σ键 Cl2中的σ键是由两个p轨道重叠形成的
3P
3P
Cl2 p-p σ键
两个3p轨道沿着键轴方向以“头碰头”方式重叠，形成p—p σ键