2-1-1共价键的实质特征和类型

②s－pσ 键： 两个成键原子分别提供 s 轨道和 p 轨道形成的 共价键，如 HCl 分子中 σ 键的形成过程：
③p－pσ 键：两个成键原子均提供 p 原子轨道形成的共价 键，如 Cl2 分子中 σ 键的形成过程：
(3)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 键有较强的稳 定性。 (4)σ 键的存在：共价单键为 σ 键；共价双键和共价三键中 存在 σ 键(通常含一个 σ 键)。
－ ③部分离子化合物中，如 Na2SO4 中的 SO2 4 中存在共价键，
NaOH 中的 OH－中存在共价键，NH4Cl 中 NH＋ 4 中存在共价键，
2－ Na2O2 中 O2 中存在共价键，等等。
(9)表示共价化合物分子组成的式子 ①分子式(化学式)：如 CO2、HClO、H2SO4、C2H6O 等。
2．已知氮分子的共价键是三键(NN)，你能模仿教材图 1、图 2、图 3，通过画图来描述吗？(氮原子各自用三个 p 轨道分别跟 另一个氮原子形成一个 σ 键和两个 π 键) 提示：氮原子的核外电子轨道表示式为： 在 p 能级上有三个未成对电子，分别为 px、py、pz，当两个氮原 子结合成氮分子时，两个氮原子的 px 轨道沿 x 轴方向以“头碰 头”的方式发生重叠，形成一个 σ 键；同时 py－py 和 pz－pz 轨道 只能相互平行以“肩并肩”的方式发生重叠，形成两个 π 键，如 图所示。
2．π 键 (1)π 键：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。 (2)如下图 p－pπ 键的形成：
(3)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 键时原子轨道重叠程度比形成 σ 键时小， π 键没有 σ 键牢固。 (4)π 键的存在：π 键通常存在于双键或三键中。
· · · ·
－
· · 2－ [:O 较复杂的阴、 阳离子一般也要用“[ · ·:] 等；
－
。
(4)用电子式表示共价化合物、离子化合物的形成过程。如：
· ·· · H2S：H×＋· S · ＋× H → H ×S×H · · · · · ·
N2：:N ·· ＋· N ·:―→:N⋮⋮N: H2O：
成才之路· 化学
人教版 ·选修三
路漫漫其修远兮 吾将上下而求索
第二章
分子结构与性质
第一节
共价键
第 1 课时
共价键的实质特征和类型
新情境·激趣入题
4
新知识·预习探究
新考题·随堂自测
5 3 新思维·名师讲堂
新提升·达标作业
新情境·激趣入题
通过化学必修课程的学习你已知道，氢气在氧气中和氯气 中燃烧分别生成水 (H2O)和氯化氢 (HCl)，而且在这两种化合物 的分子内部，原子间通过共用电子对形成了一种化学键 ——共 价键。你是否产生过这样的疑问：氢原子为什么会与氧原子或 氯原子结合形成稳定的分子？氢原子与氯原子结合成氯化氢分 子时原子个数比为 1:1， 而氢原子与氧原子结合成水分子时原子 个数比却为 2:1， 这又是为什么？为什么原子间可以通过共用电 子对形成稳定的分子？共价键究竟是怎样形成的，其特征又是 怎样的呢？
③结构式：在化学上常用一根短线表示一对共用电子，其 余电子一律省去，这样的式子叫做结构式。如下表：
共价键的类型—σ 键与 π 键
●教材点拨 1．σ 键 (1)σ 键：形成共价键的未成对电子的原子轨道采取“头 碰头”的方式重叠，这种共价键叫 σ 键。 (2)σ 键的类型：根据成键电子原子轨道的不同，σ 键可分 为 s－sσ 键、s－pσ 键、p－pσ 键。
3．价键轨道 (1)价键轨道：由原子轨道相互重叠形成的_______和_______ 总称价键轨道。 (2)判断 σ 键、π 键的一般规律 共价单键是________，共价双键中有一个________，另一个 是________，共价三键由一个________和两个________组成。
自我校对： 1．共用电子对 H· ＋· H―→
2．共价键的类型 (1)σ 键 ①分类 a．s－sσ 键 由两个________电子重叠形成的 σ 键，如 H—H。
b．s－pσ 键 由一个________电子和一个________电子重叠形成的 σ 键， 如 H—Cl。
c．p－pσ 键 由两个________电子重叠形成的 σ 键，如 Cl—Cl。
②σ 键的特征：以形成________的连线为轴作________操作， 共价键电子云的________，这种特征称为________。 ③σ 键重叠方式：采用“________”重叠。
(2)π 键 ①形成 p 电子和 p 电子形成 π 键的过程如图所示：
②π 键的特征 每个 π 键的电子云由两块组成，分别位于由________构成的 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________，这种特征称为________。 ③π 键的重叠方式 由两个原子的 p 电子“________”重叠而成。形成 π 键时电子 云重叠程度比 σ 键________，故 π 键不如 σ 键________。
· ·
· O · ·· 氧原子
Hale Waihona Puke · ·:Cl · ·· 氯原子
· ·
(3)离子的电子式。 书写离子的电子式时，由于简单阳离子是原子失去最外层 电子后形成的，故只写其元素符号，并在元素符号的右上角注 明所带电荷数，如 Na＋、Mg2＋等；由于简单阴离子得到电子后 最外层一般为 8 电子结构，书写时要在元素符号周围标出电子， 用“[ ]”括起来，并在右上角注明所带电荷数，如[:Cl · ·:] 、 ]”， 如[:O · ·:H]
3． 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形成离子键呢？你能从原 子的电负性差别来理解吗？讨论后请填写下表： 原子 电负性 电负性之差(绝对值) 结论：当原子的电负性相差很大，化学反应形成的电子 对不会被共用，形成的将是______键；而______键是电 负性相差不大的原子之间形成的化学键 Na Cl H Cl C O
(5)共价键的本质(成键原因)：①成键原子相互靠近，自旋方 向相反的两个电子形成共用电子对(发生电子云重叠)， 且各原子 最外层电子数目一般能达到饱和(通常为 8 电子稳定结构)， 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。 (6)共价键类型：按照电子云的重叠方式共价键分为 σ 键和 π 键。 (7)共价键的特征：共价键具有饱和性和方向性。
· ·× H×＋· O ＋×H―→H·O · ·· · ··H
×
·
·
· ·
CaCl2： :Cl ＋×Ca×＋· Cl · ·· · ·:→[:Cl · ·×]
· · · · · ··
－
· － 2＋ · · Ca [×Cl · ·:]
①用“―→”连接，不用“===”。 ②“―→”两端的物质均用电子式表示。
提示：如下表所示。 原子 电负性 电负性之差 (绝对值) 2.1 0.9 1.0 Na 0.9 Cl 3.0 H 2.1 Cl 3.0 C 2.5 O 3.5
结论：当原子的电负性相差很大，化学反应形成的 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
4.所有的共价键都有方向性吗？ 提示：所有共价键都有饱和性，但并不是所有的共价键都有 方向性，如 s－sσ 键就没有方向性。
①s－sσ 键： 两个成键原子均提供 s 原子轨道形成的共价键， 如 H2 分子中 σ 键的形成过程：
氢分子中核间距与分子的能量的关系：两个氢原子靠近时， 若两个电子的自旋方向相反，当两个 1s 原子轨道达到最大重叠 时，体系能量降到最低，形成稳定氢分子，当两个氢原子继续 靠近，体系能量迅速增大，原子间的斥力又将氢原子推到平衡 位置(体系能量最低状态)。氢分子的形成过程中，能量随核间距 的变化如图中曲线 a 所示。若两个氢原子核外电子的自旋方向 相同，当它们相互接近时，原子间总是排斥作用占主导地位 (如 图中曲线 b 所示)。所以两个带有自旋方向相同的电子的氢原子 不可能形成氢分子。
①共价键的饱和性： a．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，便可和几个自旋方向相反的电子配对成键，这就是共价 键的“饱和性”。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。 b．共价键的饱和性决定了共价化合物的分子组成。
新知识·预习探究
●学习目标 1．共价键的本质 共价键的本质是原子之间形成________。如：用电子式表示 H2、Cl2、HCl 的形成过程： H2 ： ________________________________________________， Cl2：_______________________________________________， HCl：______________________________________________， 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________性。
(8)共价键的存在范围 ①共价化合物： 以共用电子对(形成共价键)形成分子的化合 物称为共价化合物。 共价化合物的组成微粒(原子)通过共价键结 合成分子，因此共价化合物中一定存在共价键。如 SO2、CO2、 CH4、H2O2、CS2、H2SO4 等。 ②非金属单质分子中(除稀有气体外)，如 O2、F2、H2、C60 等。
②共价键的方向性： a．共价键形成时，两个参与成键的原子轨道总是尽可能沿 着电子出现概率最大的方向重叠，而且原子轨道重叠越多，电 子在两核间出现概率越多，形成的共价键越牢固。电子所在的 原子轨道都有一定的形状，所以要取得最大重叠，共价键必然 有方向性。