2.1.1共價(jià)鍵課件高二上學(xué)期化學(xué)人教版選擇性必修2

第一節(jié)共價(jià)鍵

人教版選擇性必修2第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第1課時(shí)共價(jià)鍵你能用電子式表示H2、Cl2、HCl的形成過(guò)程嗎？為什么難形成H3、Cl3、H2Cl等分子？共用電子對(duì)H+ClHClCl+ClClClHH+HH共價(jià)鍵具有飽和性溫故知新共價(jià)鍵理論能解釋原子如何形成分子以及共價(jià)鍵的飽和性，下面我們將以原子軌道重疊的方式進(jìn)一步學(xué)習(xí)共價(jià)鍵。從原子軌道重疊的視角認(rèn)識(shí)共價(jià)鍵的本質(zhì)、σ鍵和π鍵的區(qū)別【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、認(rèn)識(shí)原子間通過(guò)原子軌道的重疊形成共價(jià)鍵，了解共價(jià)鍵具有飽和性、方向性。2、知道根據(jù)原子軌道的重疊方式,共價(jià)鍵可分為σ鍵和π鍵等類(lèi)型。3、理解共價(jià)鍵中σ鍵和π鍵的區(qū)別，建立判斷σ鍵和π鍵的思維模型，熟練判斷分子中σ鍵和π鍵的存在及個(gè)數(shù)【重點(diǎn)難點(diǎn)】從N2、H2O、CH4、NH3的電子式分析共價(jià)鍵的飽和性？+NNNN↑↓↑↑↑2s2p4H+CHCHHH↑↓↑↑2s2p↑1s3H+NHNHH↑↓↑↑↑2s2p↑1sO+O2HHH↑↓↑↓↑↑2s2p↑1s共價(jià)鍵的飽和性決定了分子的組成。思考與討論

一、共價(jià)鍵的特征1、飽和性按照共用電子對(duì)理論，一個(gè)原子有幾個(gè)未成對(duì)電子，可和幾個(gè)自旋相反的電子配對(duì)成鍵，這就是共價(jià)鍵的“飽和性”;如果原子沒(méi)有未成對(duì)電子，則不能形成共價(jià)鍵。H2HeO2NeH:HOON2NN↑1s↓↑↓↑2s2p

↓↑2s2p

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↑↑↓1s↓↑↓↑2s2p↓↑↓↑共價(jià)鍵的飽和性決定了共價(jià)化合物的分子組成。2、方向性電子所在的原子軌道都具有一定的形狀，成鍵原子的電子云盡可能達(dá)到最大重疊必須沿一定方向交蓋，所以共價(jià)鍵有方向性。CH4

NH3

H2OCO2

正四面體形三角錐形V形直線(xiàn)形

共價(jià)鍵的方向性決定了共價(jià)化合物的立體構(gòu)型。

兩個(gè)原子共用電子，意味著兩個(gè)原子的距離足夠近使其原子軌道在核間出現(xiàn)了重疊，電子在重疊區(qū)域出現(xiàn)的概率增大。由于s、p等原子軌道的形狀是不一樣的，它們?nèi)绾尾拍馨l(fā)生有效的重疊呢？HHHHHH原子軌道相互重疊形成氫分子中的共價(jià)鍵（H-H）sss-sσ鍵氫分子形成共價(jià)鍵示意圖未成對(duì)電子的原子軌道相互靠攏頭碰頭無(wú)方向性思考與討論

1s1↓1s1↓s軌道呈球形對(duì)稱(chēng)，s-s軌道重疊時(shí)沒(méi)有方向性。H原子只有一個(gè)未成對(duì)電子，一旦配對(duì)，就不能再與其它原子結(jié)合了。兩個(gè)氫原子電子自旋方向相反，當(dāng)它們相互靠近到一定距離時(shí)，兩個(gè)1s原子軌道發(fā)生重疊，核間形成一個(gè)電子概率密度較大的區(qū)域。體系能量降低，形成氫分子。1s13p5HCl原子軌道相互重疊形成氯化氫分子中的共價(jià)鍵（Cl-H）spHCl分子中共價(jià)鍵的形成s-pσ鍵氯化氫分子形成共價(jià)鍵示意圖未成對(duì)電子的原子軌道相互靠攏頭碰頭有方向性↑↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↓1s2s2p3s3ps軌道呈球形對(duì)稱(chēng)，p軌道呈啞鈴形，只有當(dāng)沿著鍵軸方向以“頭碰頭”方式重疊，才能實(shí)現(xiàn)原子軌道最大重疊。3p53p5ClCl原子軌道相互重疊形成氯分子中的共價(jià)鍵（Cl-Cl）ppCl2分子中共價(jià)鍵的形成p-pσ鍵氯氣分子形成共價(jià)鍵示意圖未成對(duì)電子的原子軌道相互靠攏頭碰頭有方向性↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↓1s2s2p3s3p兩個(gè)3p軌道沿著鍵軸方向以“頭碰頭”方式重疊，形成p—pσ鍵?；仡櫐益I的形成過(guò)程二、共價(jià)鍵的類(lèi)型1、σ鍵（1）概念：成鍵時(shí)，原子軌道以“頭碰頭”的方式重疊形成的共價(jià)鍵。（2）類(lèi)型：根據(jù)成鍵時(shí)，原子軌道的不同，σ鍵可分為s-sσ鍵、s-pσ鍵、p-pσ鍵。（3）特征

①軸對(duì)稱(chēng)，可繞軸旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)時(shí)并不破壞σ鍵的結(jié)構(gòu)。

②形成σ鍵的原子軌道重疊程度較大，故σ鍵有較強(qiáng)穩(wěn)定性，不易斷裂。

③共價(jià)單鍵均為σ鍵。原子軌道相互重疊ppp軌道與p軌道除了能形成σ鍵外，還能形成π鍵。p-pπ鍵肩并肩有方向性2、π鍵（1）概念：成鍵時(shí)，原子軌道以“肩并肩”的方式重疊形成的共價(jià)鍵，主要類(lèi)型為p-pπ鍵。（2）特征①每個(gè)π鍵的電子云由兩塊組成，它們互為鏡像，這種特征稱(chēng)為鏡面對(duì)稱(chēng)。②強(qiáng)度?。盒纬搔墟I時(shí)，原子軌道重疊程度比σ鍵的小，π鍵沒(méi)有σ鍵牢固，較易斷裂。③不能旋轉(zhuǎn)：以形成π鍵的兩個(gè)原子核的連線(xiàn)為軸，任意一個(gè)原子不能單獨(dú)旋轉(zhuǎn)，若單獨(dú)旋轉(zhuǎn)則會(huì)破壞π鍵。哪些共價(jià)鍵是σ鍵，哪些共價(jià)鍵是π鍵呢？共價(jià)單鍵是σ鍵。共價(jià)雙鍵由一個(gè)σ鍵和一個(gè)π鍵構(gòu)成。共價(jià)三鍵由一個(gè)σ鍵和兩個(gè)π鍵構(gòu)成。123思考與討論

σ鍵和π鍵的比較總結(jié)

鍵的類(lèi)型σ鍵π鍵原子軌道重疊方式原子軌道重疊程度對(duì)稱(chēng)類(lèi)型鍵的強(qiáng)度旋轉(zhuǎn)情況成鍵情況“頭碰頭”“肩并肩”大小軸對(duì)稱(chēng)鏡面對(duì)稱(chēng)鍵的強(qiáng)度大，鍵牢固鍵的強(qiáng)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(gè)σ鍵和一個(gè)π鍵，三鍵含一個(gè)σ鍵和二個(gè)π鍵1、觀(guān)察乙烷、乙烯和乙炔的分子結(jié)構(gòu)，它們的分子中的共價(jià)鍵分別由幾個(gè)σ鍵和幾個(gè)π鍵構(gòu)成？乙烷乙烯乙炔①乙烷中含有1個(gè)C-C鍵和6個(gè)C-H鍵，所以乙烷中含有7個(gè)σ鍵；②乙烯中含有1個(gè)C=C鍵和4個(gè)C-H鍵，即含有5個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵；③乙炔中含有1個(gè)三鍵和2個(gè)C-H鍵，即含有3個(gè)σ鍵和2個(gè)π鍵；探究活動(dòng)

乙烯分子：每個(gè)碳原子s軌道、2個(gè)p軌道（sp2雜化軌道）分別與2個(gè)氫原子、另一個(gè)碳原子形成3個(gè)σ鍵，共5個(gè)σ鍵；每個(gè)碳原子p軌道均有一個(gè)未成對(duì)電子，兩個(gè)p軌道以“肩并肩"相互重疊，形成π鍵。乙炔分子：每個(gè)碳原子s軌道、1個(gè)p軌道分別（sp雜化軌道）與1個(gè)氫原子、另一個(gè)碳原子形成2個(gè)σ鍵，共3個(gè)σ鍵；碳原子中另外兩個(gè)p軌道與碳原子中的兩個(gè)p軌道以“肩并肩”相互重疊，形成兩個(gè)π鍵。2、解釋乙烯分子中π鍵是如何形成的，預(yù)測(cè)乙炔分子中π鍵是如何形成的？3、鈉和氯通過(guò)得失電子同樣是形成電子對(duì)，為什么這對(duì)電子不被鈉原子和氯原子共用形成共價(jià)鍵而形成離子鍵呢？你能從元素的電負(fù)性差別來(lái)理解嗎？討論后請(qǐng)?zhí)顚?xiě)下表：元素NaClHClCO電負(fù)性電負(fù)性之差（絕對(duì)值）結(jié)論：當(dāng)元素的電負(fù)性相差很大，化學(xué)反應(yīng)形成的電子對(duì)不會(huì)被共用，形成的將是____________鍵；而____________鍵是元素電負(fù)性相差不大的原子之間形成的化學(xué)鍵。0.93.02.13.02.53.52.10.91.0離子共價(jià)用原子軌道重疊來(lái)解釋N2的共價(jià)鍵的形成過(guò)程。思考與討論

xyzxyzN2中共價(jià)三鍵的形成過(guò)程σ鍵“頭碰頭”“肩并肩”π鍵“肩并肩”π鍵N≡Nzzyyxππσ共價(jià)鍵本質(zhì)：原子之間通過(guò)共用電子對(duì)（或原子軌道重疊）形成共價(jià)鍵特征：具有方向性和飽和性成鍵方式σ鍵原子軌道“頭碰頭”重疊，電子云呈軸對(duì)稱(chēng)π鍵原子軌道“肩并肩”重疊，電子云呈鏡面對(duì)稱(chēng)共價(jià)三鍵——1個(gè)σ鍵、2個(gè)π鍵共價(jià)單鍵——1個(gè)σ鍵共價(jià)雙鍵——1個(gè)σ鍵、1個(gè)π鍵一般規(guī)律特征特征課堂小結(jié)判斷正誤1、形成共價(jià)鍵后體系的能量降低，趨于穩(wěn)定。（）2、共價(jià)鍵的飽和性是由成鍵原子的未成鍵電子數(shù)決定的。（）3、共價(jià)鍵的飽和性決定了分子內(nèi)部原子的數(shù)量關(guān)系。（）4、共價(jià)鍵的方向性是由成鍵原子軌道的方向性決定的。（）5、原子軌道在空間都具有方向性。（）【課堂練習(xí)1】下列關(guān)于σ鍵和π鍵的說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A、含有π鍵的分子在反應(yīng)時(shí)，π鍵是化學(xué)反應(yīng)的積極參與者B、當(dāng)原子形成分子時(shí)，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(shí)只能形成σ鍵，不能形成π鍵D、在分子中，化學(xué)鍵可能只有π鍵而沒(méi)有σ鍵D提示：稀有