高中化学 第二章 分子结构与性质 1.1 共价键课件 新人教版选修3

复习课件
高中化学 第二章 分子结构与性质 1.1 共价键课件 新人教版选修3
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第1节 共价键 第1课时 共价键
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学习目标导航
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1．能用电子云和原子轨道的概念理解共价键的形成，了解 共价键的特点。
2．知道共价键的键型，理解 σ 键和 π 键的特征。
知识网络整合
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一、共价键的本质 1．本质 共价键的本质是原子之间形成___共__用__电_子__对____。如：用电子 式表示 H2、Cl2、HCl 的形成过程：
(2)方向性 除 s 轨道是球形对称的外，其他原子轨道在空间都具有一定 的分布特点。在形成共价键时，原子轨道重叠得越多，电子在核 间出现的概率越大，所形成的共价键就越牢固，因此共价键将尽 可能沿着电子概率出现最大的方向形成，所以共价键具有方向 性。
特别注意 (1)共价键的饱和性决定了各种原子形成分子时相互结合的 数量关系。 (2)共价键的方向性决定了分子的立体结构。 (3)并不是所有的共价键都有方向性，如两个 s 电子形成的 共价键就没有方向性。
休息时间到啦
同学们，下课休息十分钟。现在是休息时间，你们休息一 看看远处，要保护好眼睛哦~站起来动一动，久坐对身体
【辨析比较】
键类型 常见类型 原子轨道重叠方
式 键的特征 原子轨道重叠程
度 键的强度
σ键和 π 键的比较
σ键 s－s、s－p、p－p
沿键轴方向 “头碰头”重叠
轴对称
π键 p－p 沿键轴方向 “肩并肩”重叠 镜面对称
调研二 σ 键和 π 键 例题 下列说法中不正确的是( ) A．σ键比 π 键重叠程度大，形成的共价键强 B．两个原子之间形成共价键时，最多有一个 σ 键 C．气体单质中，一定有 σ 键，可能有 π 键 D．N2 分子中有一个 σ 键，2 个 π 键 【解析】 从原子轨道重叠程度看，π键轨道重叠程度比 σ 键 重叠程度小，故π键稳定性低于σ键，在单质分子中存在σ键(如 Cl2、H2)、π 键(N2 中存在 σ 键和 π 键)，稀有气体为单原子分子， 不存在化学键。 【答案】 C
大
小
较大
较小
乙烷、乙烯分子中的共价键分别有几个 σ 键和 π 键？ 【提示】 (1)乙烷分子中有 7 个 σ 键，无 π 键。 (2)乙烯分子中有 5 个 σ 键，1 个 π 键。
方法规律技巧
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一、共价键的形成和特征 1．共价键的形成 (1)价键理论 价键理论亦称为电子配对理论，主要有以下两个基本要点： ①两个原子接近时，自旋方向相反的未成对电子可以配对形 成共价键。 ②成键电子所在的原子轨道重叠的越多，所形成的共价键越 稳定，这称为原子轨道最大重叠原理。
3．σ键和 π 键的存在规律 单键为 σ 键、双键中含有 1 个 σ 键和 1 个 π 键、三键中 含有 1 个 σ 键和 2 个 π 键。即多原子分子中一定有 σ 键，可 能有 π 键(稀有气体分子中没有共价键)。如 CH2===CH2 中含 4 个 碳氢 σ 键，1 个碳碳 σ 键，1 个碳碳 π 键。
①s－s σ 键：由 2 个 s 原子轨道形成Байду номын сангаас如 H2 分子中 σ 键的 形成过程可以表示为下图：
【提示】 因氢原子的电子云为球形，从任何方向发生电子云 重叠(成键)时，重叠程度相同，故 s－s σ 键无方向性。
②s－p σ 键：由 s、p 原子轨道形成。如 HCl 分子中 σ 键 的形成过程可以表示为下图：
【归纳总结】 π 键的特征 (1)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 互为镜像，这种特征称为镜面对称。 (2)形成 π 键时电子云重叠程度比 σ 键小，π键不如 σ 键 牢固。特例：N2 分子中的 π 键比 σ 键稳定。 (3)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，如以 py－py π键为 例，若旋转其中一个成键原子，则两原子的 py 轨道不再平行，也 就无法“肩并肩”地靠近形成 π 键。
3．共价键的分类 (1)共价键按电子云重叠方式分为 σ 键、π 键等。 (2) 按 共 用 电 子 对 数 目 分 为 单 键 ( 如 Cl—Cl) 、 双 键 ( 如 O===C===O)、三键(如 N≡N)。 (3)按共用电子对是否偏移分为非极性共价键(如 Cl—Cl)、 极性共价键(如 H—Cl)。
判断下列分子中，只含 σ 键的是________，既含 σ 又含 π 键的是________。
①H2 ②HCl ③NH3 ④H2O ⑤CO2 ⑥N2 ⑦C2H4 ⑧C2H2 ⑨F2 ⑩CH3CH3 ⑪H2O2 ⑫CCl4
【解析】 写出分子的结构式：①H—H ②H—Cl
然后根据σ键和π键的形成过程来判断。 【答案】 ①②③④⑨⑩⑪⑫ ⑤⑥⑦⑧
结束 语 同学们，你们要相信梦想是价值的源泉，相信成
功的信念比成功本身更重要，相信人生有挫折没 有失败，相信生命的质量来自决不妥协的信念， 考试加油。
二、σ 键与 π 键的比较
键类型
σ键
原子轨道重叠方式
“头碰头”重叠
原子轨道重叠部位
原子轨道重叠程度 键的强度 化学活泼性
两原子核之 间，在键轴处
大 较大 不活泼
π键
“肩并肩”重叠
键轴上方和下 方，键轴处为零
小 较小 活泼
试题调研
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调研一 共价键的定义 例题 下列化学式及结构式中成键情况，不合理的是( )
(2)共价键的本质 当自旋方向相反的两个单电子相互靠近时，相互之间核与电 子的作用使整个体系的能量降低，形成共价键。高频率出现在两 个原子核之间的电子与两个原子核间的电性作用是共价键的本 质，出现在两个原子核间的电子，相当于一个负电荷的桥梁将两 个正电荷连接起来。
2．共价键的特征 (1)饱和性 因为每个原子所能提供的未成对电子的数目是一定的，因此 在共价键的形成过程中，一个原子中的一个未成对电子与另一个 原子中的一个未成对电子配对成键后，一般来说就不能再与其他 原子的未成对电子配对成键了，即每个原子所能形成共价键的总 数或以单键连接的原子数目是一定的，所以共价键具有饱和性。
2．特征：根据共价键的共用电子对理论，不可能有 H3、H2Cl、 Cl3 分子，表明共价键有_饱__和___性，它决定了分子的组成。共价键 有__方__向___性，它决定了分子的立体构型。
二、σ 键和 π 键 根据电子云的最大重叠原理，两个原子在形成稳定的共价键 时有两种不同类型的成键形式，形成 σ 键和 π 键。 1．σ键 (1)概念：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。 (2)σ 键的类型：根据成键时，原子轨道的不同，σ键可分 为 s－s σ 键、s－p σ 键、p－p σ 键。
2．π 键 (1)概念：形成共价键的未成对电子的原子轨道，采取“肩 并肩”的方式重叠，这种共价键叫 π 键，主要类型为 p－p π 键， 其形成过程可以表示为下图：
(2)N2 分子中 π 键的形成
N 原 子 的 电 子 排 布 式 为 1s22s22p3 ， 更 具 体 地 说 是 1s22s22px12py12pz1。由于有 3 个未成对电子，所以 N 与 N 原子间可 以形成 3 个共价键。当 2 个 2px 未成对电子以“头碰头”重叠形 成 p－p σ 键后，py、pz 电子云垂直于 px 所在的平面，它们不可 能再沿着 y、z 轴的方向“头碰头”，只能是“肩并肩”地发生 原子轨道的重叠而形成 π 键。在 N2 分子的 3 个共价键中有 1 个 σ 键、2 个 π 键。
【解析】 由共价键的饱和性可知，C、Si 都形成 4 个共价 键，H 形成 1 个共价键，N 形成 3 个共价键，O、S、Se 均形成 2 个共价键。
【答案】 D
下列说法中正确的是( ) A．若把 H2S 分子写成 H3S 分子，违背了共价键的饱和性 B．H3O＋的存在，说明共价键不具有饱和性 C．所有共价键都有方向性 D．两个原子轨道发生重叠后，两核间的电子不仅仅是存在 于两核之间，而是绕两个原子核运动 【解析】 H2 分子中 H—H 键是由 2 个 1s 轨道重叠而成，因为 s 轨道为球形对称，所以 H—H 键无方向性。 【答案】 A
③p－p σ 键：由 2 个 p 原子轨道形成。如 Cl2 分子中 σ 键 的形成过程可以表示为下图：
【归纳总结】 σ 键的特征 (1)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)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)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。