2.1.1共價鍵的類型σ鍵和π鍵課件高二下學期化學人教版選擇性必修2

第一節(jié)共價鍵第二章分子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)第一課時共價鍵化學鍵：知識回顧化學鍵的類型：離子鍵、共價鍵(極性鍵和非極性鍵)、金屬鍵?；瘜W鍵的存在范圍：分子間不存在化學鍵。離子鍵共價鍵金屬鍵構(gòu)成離子化合物構(gòu)成共價型分子或原子團構(gòu)成金屬單質(zhì)和合金組成豐富多彩的物質(zhì)世界使離子相結(jié)合或原子相結(jié)合的強烈相互作用通稱為化學鍵。只存在于相鄰的原子或離子之間。離子鍵共價鍵概念成鍵微粒成鍵條件存在（舉例）分類類型比較陰、陽離子間通過靜電作用所形成的化學鍵陰、陽離子得失電子離子化合物：大多數(shù)鹽、強堿、活潑金屬氧化物等如NaCl、銨鹽原子間通過共用電子對所形成的化學鍵。原子電子對共用非金屬單質(zhì)：H2共價化合物：HCl某些離子化合物:Na2O2極性鍵和非極性鍵知識回顧包括靜電吸引和靜電排斥知識回顧：用電子式表示NaCl、HCl和H2的形成過程：Na+ClNaClHClH+Cl離子鍵共價鍵陰、陽離子間通過靜電作用所形成的化學鍵原子間通過共用電子對所形成的化學鍵。分極性共價鍵（極性鍵）和非極性共價鍵（非極性鍵）。H··H＋H:H（5）表示方法：一、共價鍵（1）成鍵粒子：（2）成鍵實質(zhì)：（3）形成條件：原子共用電子對一般由電負性相同或相差不大的非金屬元素的原子結(jié)合（4）共價鍵的分類按共用電子對是否發(fā)生偏移分類極性共價鍵：不同種原子，電子對偏移非極性共價鍵：同種原子，電子對不偏移A－A

型A－B

型[練習]書寫H2、HCl、Cl2的電子式及形成過程。H+HHHH+ClClHCl+ClClCl氫氣(H2)、氯化氫(HCl)、氯氣(Cl2)的化學式為什么不是H3、H2Cl、Cl3？現(xiàn)代價鍵理論的基本要點：a.電子配對原理：b.最大重疊原理：兩原子各自提供一個自旋方向相反的電子彼此配對。兩原子軌道重疊部分越大，兩核間電子的概率密度越大，形成的共價鍵越牢固，分子越穩(wěn)定電子云在兩個原子核間重疊，意味著電子出現(xiàn)在核間的概率增大，電子帶負電，因而可以形象的說，核間電子好比在核間架起一座帶負電的橋梁，把帶正電的兩個原子核“黏結(jié)”在一起了。兩個原子軌道重疊部分越大，兩核間電子的概率密度越大，形成的共價鍵越牢固，分子越穩(wěn)定。注意：重疊也不能無限制的重疊，

因核與核之間、電子與電子之間還存在排斥力。2.最大重疊原理：要使兩個原子軌道重疊部分最大，原子軌道必須按一定的方向進行重疊，這就是共價鍵的方向性。一：共價鍵的特征

按照現(xiàn)代價鍵理論中的電子配對理論，一個原子有幾個未成對電子，便可和幾個自旋相反的電子配對成鍵，這就是共價鍵的“飽和性”;如果原子沒有未成對電子，則不能形成共價鍵。1、飽和性H··H＋H:H↑1S↓1S↑↓↑↓↑↓↓3s23p5HClH+Cl所以只能有H2、HCl、Cl2、等而不可能有H3、H2Cl、Cl3等1s1↑共價鍵的飽和性決定了共價化合物的分子組成。2、方向性共價鍵的方向性決定了共價化合物的立體構(gòu)型。CH4

NH3

H2OCO2

正四面體形三角錐形V形直線形

除s軌道是球形對稱外，其他原子軌道在空間都有一定是的分布特點，按照現(xiàn)代價鍵理論中的最大重疊原理，兩原子在形成共價鍵時將盡可能沿著電子出現(xiàn)概率最大的方向形成，所以共價鍵有方向性。（注意：s-s軌道重疊無方向性）【思考】H·二、共價鍵的類型HH↑1S↑1SHH↑1S↓1S╳H：H·H+2.任意兩個氫原子一定能形成H2分子嗎？1.兩個氫原子為何能成鍵形成分子？√二：共價鍵的類型——σ鍵和π鍵1、σ鍵氫分子、氯化氫分子和氯分子的形成過程二、共價鍵的類型H原子形成H2分子的電子云描述（兩個s軌道重疊）——σ鍵和π鍵2.σ鍵的類型：①s-sσ鍵s-sσ鍵相互靠攏

原子軌道在兩個原子核間重疊，意味著電子出現(xiàn)在核間的概率增大，電子帶負電，可以形象地說，核間電子好比在核間架起一座帶負電的橋梁，把帶正電的兩個原子核“黏結(jié)”在一起了?！邦^碰頭”的方式重疊成鍵用橡皮泥制作H-H電子云模型靠攏s-s軌道都是球形，從任何方向發(fā)生電子云重疊(成鍵)時，重疊程度相同，因此s-sσ鍵無方向性。二、共價鍵的類型——σ鍵和π鍵2.σ鍵的類型：②s-p

σ鍵（一個s軌道與一個p軌道重疊）HCl分子的形成過程HCl↑1s↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑1s2s2p3s3pH－ClClH3pzHCl中的共價鍵是由H原子提供的未成對電子的1s原子軌道和Cl原子提供的未成對電子的3p原子軌道以“頭碰頭”的方式重疊形成的。二、共價鍵的類型——σ鍵和π鍵2.σ鍵的類型：②s-p

σ鍵（一個s軌道與一個p軌道重疊）HCl分子的形成過程形成H—Cl共價鍵s-pσ鍵未成對電子的電子云相互靠攏電子云相互重疊情景1靠攏“頭碰頭”的方式重疊成鍵靠攏重疊成鍵s-pσ鍵是有方向性的用橡皮泥制作H-Cl電子云模型情景2原子軌道最大重疊原理√╳二、共價鍵的類型——σ鍵和π鍵2.σ鍵的類型：③p-p

σ鍵（兩個p軌道重疊）Cl2分子的形成過程↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑1s2s2p3s3pClClClClClp-pσ鍵二、共價鍵的類型——σ鍵和π鍵2.σ鍵的類型：③p-p

σ鍵（兩個p軌道重疊）Cl2分子的形成過程形成Cl—Cl共價鍵p-pσ鍵未成對電子的電子云相互靠攏電子云相互重疊Cl2中的共價鍵是由2個氯原子各提供1個未成對電子的3p原子軌道重疊形成的?？繑n“頭碰頭”的方式重疊成鍵用橡皮泥制作Cl-Cl電子云模型共價鍵的深入認識一H-ClH-HCl-Cl請歸納H-H、H-Cl和Cl-Cl的特點。原子軌道以“頭碰頭”的方式重疊形成的共價鍵小結(jié):σ鍵概念：兩原子在成鍵時，原子軌道以“頭碰頭”的方式重疊形成的共價鍵。①特征：電子云的對稱方式：軸對稱H-ClH-HCl-Clσ鍵的特征：以形成化學鍵的兩原子核的連線為軸旋轉(zhuǎn)，共價鍵電子云的圖形不變，這種特征稱為軸對稱。①特征：電子云的對稱方式：軸對稱③穩(wěn)定性：形成σ鍵的原子軌道重疊程度較大，

故σ鍵有較強穩(wěn)定性。②旋轉(zhuǎn):以形成σ鍵的兩原子核的連線為軸，

任何一個原子均可以旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)時并不破壞σ鍵的結(jié)構(gòu)。④存在：單鍵均為σ鍵，雙鍵、三鍵均有σ鍵，

任何兩個原子形成的共價鍵且只有一個σ鍵概念：兩原子在成鍵時，原子軌道以“頭碰頭”的方式重疊形成的共價鍵。小結(jié):σ鍵⑤σ鍵的分類s-s型s-p型p-p型H—HH—ClCl—Cl小結(jié):σ鍵課堂練習2：σ鍵的常見類型有(1)s-s,

(2)s-p,

(3)p-p,

請指出下列分子σ鍵所屬類型：A、HBrB、NH3

C、F2

D、H2s-ps-pp-ps-s4.σ鍵的常見類型有(1)s-s,

(2)s-p,

(3)p-p,

請指出下列分子σ鍵所屬類型:A、HBrB、NH3C、F2D、H2s-ps-pp-ps-s3.下列各組物質(zhì)中，所有化學鍵都是共價鍵的是A.H2S和Na2O2

B.H2O2和CaF2C.NH3和N2

D.HNO3和NaClCp軌道與p軌道除了能形成σ鍵外，還能形成π鍵。π鍵的特征是兩個原子軌道以平行或“肩并肩”方式重疊；原子重疊的部分分別位于兩原子核構(gòu)成平面的兩側(cè)。每個π鍵的電子云由兩塊組成，它們互為鏡像，這種特征稱為鏡面對稱。3.π鍵①概念：二、共價鍵的類型——σ鍵和π鍵未成對電子的原子軌道相互靠攏原子軌道相互重疊形成的π鍵主要類型為p-pπ鍵②形成過程可以表示為下圖：成鍵時，原子軌道以“肩并肩”的方式重疊形成的共價鍵。相互靠攏“肩并肩”用橡皮泥制作π鍵的電子云模型?！凹绮⒓纭钡姆绞街丿B成鍵靠攏p-pπ鍵如果將π鍵沿著鍵軸旋轉(zhuǎn)，會發(fā)生什么情況呢？π鍵的特征：共價鍵的深入認識二①電子云為鏡面對稱：每個π鍵的電子云由兩塊組成，互為鏡像③π鍵不能旋轉(zhuǎn)②π鍵不如σ鍵牢固,較易斷裂形成π鍵時，原子軌道重疊程度比σ鍵的小，通常情況下，π鍵沒有σ鍵牢固。以形成π鍵的兩個原子核的連線為軸，任意一個原子不能單獨旋轉(zhuǎn)，若單獨旋轉(zhuǎn)則會破壞π鍵。2、π鍵氮原子形成氮分子的過程p-pσ鍵p-pπ鍵p-pπ鍵↑↑↑2p3軌道氮分子的形成過程↓↓↓2p3軌道xyzxyzN2中共價三鍵的形成過程“頭碰頭”σ鍵xyzxyzN2中共價三鍵的形成過程σ鍵“頭碰頭”“肩并肩”π鍵“肩并肩”π鍵N≡NzzyyxππσO2中

p-pσ鍵和

p-pπ鍵的形成過程p-p

σ鍵p-p

π鍵兩對孤電子對電子云↑↓↑↑2P4軌道↑↓↓↓2P4軌道3、σ鍵和

π鍵的成鍵規(guī)律②共價單鍵是σ鍵；共價雙鍵中一個σ鍵，另一個π鍵；共價三鍵由一個σ鍵和兩個π鍵H-HO=ON≡NCl-C-ClO∣∣①s-s電子、s-p電子只形成σ鍵；p-p電子既形成σ鍵，又形成π鍵；且p-p電子先形成σ鍵，后形成π鍵。1個σ鍵，1個π鍵1個σ鍵1個σ鍵，2個π鍵3個σ鍵，1個π鍵注意：σ鍵能單獨存在，π鍵不能單獨存在課堂練習3：下列關(guān)于σ鍵和π鍵的說法錯誤的是（）含有π鍵的分子在反應(yīng)時，π鍵是化學反應(yīng)的積極參與者B.當原子形成分子時，首先形成σ鍵，可能形成π鍵C.有些原子在與其它原子形成分子時只能形成σ鍵，不能形成π鍵D.在分子中，化學鍵可能只有π鍵而沒有σ鍵D提示：稀有氣體的單質(zhì)分子中不含化學鍵；多原子分子中一定含有σ鍵，可能含有π鍵。共價鍵的類型σ鍵π鍵原子軌道重疊方式原子軌道重疊程度對稱類型鍵的強度旋轉(zhuǎn)情況成鍵情況“頭碰頭”“肩并肩”大小軸對稱鏡面對稱鍵的強度大，鍵牢固鍵的強度小，易斷裂單鍵可以繞鍵軸任意旋轉(zhuǎn)，不破壞σ鍵不能旋轉(zhuǎn)，否則破壞π鍵單鍵都是σ鍵，雙鍵含一個σ鍵和一個π鍵，三鍵含一個σ鍵和二個π鍵4、σ鍵和

π鍵的比較小結(jié)雙鍵單鍵三鍵1個σ鍵、1個π鍵σ鍵1個σ鍵、2個π鍵探究——共價鍵

課本P36【問題和預(yù)測】（1）觀察乙烷、乙烯和乙炔的分子結(jié)構(gòu)，分析分子中的共價鍵分別由幾個σ鍵和幾個π鍵構(gòu)成？①乙烷中含有1個C-C鍵和6個C-H鍵，所以乙烷中含有7個σ鍵；

②乙烯中含有1個C=C鍵和4個C-H鍵，即含有5個σ鍵和1個π鍵；

③乙炔中含有1個三鍵和2個C-H鍵，即含有3個σ鍵和2個π鍵；（1）NH3（2）C2H4 （3）H2O2

（4）C4H103個σ鍵5個σ鍵和1個π鍵3個σ鍵13個σ鍵指出下列共價分子中所含的σ鍵和π鍵的數(shù)目：共價鍵的類型按照不同的分類方法,可將共價鍵分為不同的類型:（1）按共用電子對數(shù)目單鍵：如H-H鍵雙鍵：如C==C鍵三鍵：如N≡N鍵（2）按共用電子對是否偏移非極性鍵：如Cl-Cl鍵極性鍵：如H-Cl鍵（3）按原子軌道的重疊方式σ鍵π鍵【課堂小結(jié)】σ鍵和π鍵的比較共價鍵類型σ鍵π鍵原子軌道重疊方式原子軌道重疊部位原子軌道重疊程度鍵的強度

成鍵規(guī)律判斷沿鍵軸方向軸對稱，可旋轉(zhuǎn)(“頭碰頭”)重疊沿鍵軸方向鏡面對稱，不旋轉(zhuǎn)(“肩并肩”)重疊兩原子核之間,在鍵軸處鍵軸上方和下方大小σ鍵強度大,不易斷裂，不活潑π鍵強度較小,易斷裂，活潑共價單鍵是σ鍵;共價雙鍵中一個是σ鍵,另一個是π鍵;共價三鍵中一個是σ鍵,另兩個是π鍵(1)共價化合物。如SO2、CO2、CH4、H2O2、CS2、H2SO4等。(2)多原子非金屬單質(zhì)分子中。如O2、F2、H2、C60、單質(zhì)硫、白磷(P4)等,共價鍵存在的范圍含有共價鍵的化合物不一定是共價化合物。(3)含根的離子化合物:如NaOH、Na2O2、NH4Cl、NH4NO3等。電子所在的原子軌道都具有一定的形狀,原子軌道要取得最大重疊決定了共價鍵必然具有方向性（s-s軌道重疊形成的共價鍵無方向性，例外）。共價鍵的特征——決定原子形成分子時相互結(jié)合的數(shù)量關(guān)系---決定分子的空間結(jié)構(gòu)——共價鍵具有飽和性和方向性。(1)共價鍵的飽和性按照共用電子對理論,一個原子有幾個未成對電子,便可以與幾個自旋相反的電子配對成鍵,這就是共價鍵的“飽和性”。(2)共價鍵的方向性所有的共價鍵都有飽和性，但并不是所有的共價鍵都有方向性一般：共價鍵數(shù)=單電子數(shù)

對于原子之間能否形成π鍵可依據(jù)原子的價電子數(shù)確定。若達到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)只差一個電子,如H、Cl,則只能形成σ鍵;若達到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)差兩個及兩個以上電子；【規(guī)律總結(jié)】另外需要注意,分子中存在π鍵,則一定存在σ鍵,H2O分子中氧原子只形成σ鍵,而O2分子中既有σ鍵,又有π鍵。則既能形成σ鍵,又能形成π鍵,但若存在σ鍵,則不一定存在π鍵。如O、N等,【問題與討論】鈉和氯通過得失電子同樣是形成電子對，為什么這對電子不被鈉原子和氯原子共用形成共價鍵而形成離子鍵呢？你能從原子的電負性差別來理解嗎？原子NaClHClCO電負性電負性之差（絕對值）結(jié)論：當原子的電負性相差很大，化學反應(yīng)形成的電子對不會被共用，形成的將是_____鍵；而_____鍵是電負性相差不大的原子之間形成的化學鍵。0.93.02.13.02.53.52.10.91.0離子共價

B5、在下列分子中①HF②Br2③H2O④N2⑤CO2⑥H2⑦H2O2⑧HCN（1）分子中只有σ

鍵的是：（2）分子中含有π鍵的是：（3）分子中所有原子均滿足最外層8電子結(jié)構(gòu)的是：（4）分子中含有s-s

σ鍵的是：（5）分子中含有s-p

σ

鍵的是：（6）分子中含有p-p

σ鍵的是：②④

⑤

⑦

⑧①②

③⑥

⑦④

⑤⑧②④

⑤⑥①③

⑦

⑧(H—C≡N)

C

C(1)σ鍵和π鍵都只存在于共價分子中(

)(2)兩個原子間可以只形成σ鍵，但不能只形成π鍵(

)(3)H原子只能形成π鍵，N原子可以形成σ鍵和π鍵(

)判斷正誤×√×1.下列說法對σ鍵和π鍵的認識不正確的是A.分子中只要含有共價鍵，則至少含有一個σ鍵B.s-sσ鍵、p-pσ鍵與s-pσ鍵都是軸對稱的C.p-pσ鍵和p-pπ鍵的重疊方式是相同的D.含有π鍵的分子在反應(yīng)時，π鍵是化學反應(yīng)的積極參與者C2.丁烯二酸(HOOCCH=CHCOOH)分子結(jié)構(gòu)中含有σ鍵、π鍵的個數(shù)分別是A.4個σ鍵，1個π鍵

B.11個σ鍵，3個π鍵C.4個σ鍵，3個π鍵

D.9個σ鍵，5個π鍵A3.下列分子中存在的共價鍵類型完全相同(從σ鍵、π鍵的形成方式角度分析)的是A.CH4與NH3

B.C2H6與C2H4C.H2與Cl2

D.Cl2與N2A4.具有下列電子排布式的原子中，不能形成π鍵的是A.1s22s22p63s23p4

B.1s22s22p3C.1s22s22p63s1

D.1s22s22p2C四種原子分別是S、N、Na、C5.下列分子既不存在s-pσ鍵，也不存在p-pπ鍵的是A.HCl B.HFC.CO2

D.SCl2Ds-pσ鍵p-pσ鍵和p-pπ鍵s-pσ鍵只存在p-pσ鍵6.下列物質(zhì)的化學式和結(jié)構(gòu)式中，從成鍵情況看不合理的是A.CH3N：

B.CH4S：C.CH2SeO：

D.CH4Si：D根據(jù)價鍵理論，C、Si需要形成四個價鍵，N、P形成三個價鍵，O、Se形成兩個價鍵，H、Cl、F、Br形成一個價鍵7.在N2F2分子中，所有原子均符合8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則該分子中兩個氮原子之間的鍵型構(gòu)成是()A.僅有一個σ鍵

B.僅有一個π鍵C.一個σ鍵，一個π鍵

D.一個σ鍵