共價鍵的類型-σ鍵和π鍵++高二化學人教版（2019）選擇性必修2

選擇性必修2(人教版2019)第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一節(jié)

共價鍵第1課時

共價鍵的類型-σ鍵和π鍵P36【問題與討論】鈉、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？你能從元素的電負性差別來理解嗎？填寫下表。元素NaClHClCO電負性

電負性差值

0.93.02.12.13.00.92.53.51

元素的電負性差值很大（>1.7），化學反應(yīng)形成的電子對不會被共用，形成離子鍵，而共價鍵是電負性差值不大（<1.7）的原子間形成的共價鍵。H2

HClCl2溫故知新你能用電子式表示下列物質(zhì)的形成過程嗎？(1)(2)HClH+ClH··H＋H:HCl＋ClClCl(3)如何用原子軌道的概念來進一步理解共價鍵的形成？

學習

目標第1課時

共價鍵的類型：σ鍵和π鍵PART01PART02PART03認識原子間通過原子軌道的重疊形成共價鍵,了解共價鍵具有飽和性、方向性。知道根據(jù)原子軌道的重疊方式,共價鍵可分為σ鍵和π鍵等類型。理解共價鍵中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鍵的存在及個數(shù)。1：從核外電子排布圖分析，共價鍵是怎樣形成的呢？問題探究2：如何用電子云的概念來進一步理解共價鍵呢？用原子軌道描述氫原子形成氫分子的過程[任務(wù)一]共價鍵的類型：σ鍵和π鍵HHHH相互靠攏原子軌道相互重疊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，因此可以說，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。形成氫分子的共價鍵（H-H）(1)σ鍵特征以形成化學鍵的兩原子核的連線為軸做旋轉(zhuǎn)操作，共價鍵的電子云的圖形不變，這種特征稱為軸對稱。σ鍵的重疊方式

“頭碰頭”1s1↓1s1↓1.

σ鍵(2)類型：s-sσ鍵s-pσ鍵p-pσ鍵(1)概念：未成對電子的原子軌道以”頭碰頭“方式重疊形成的共價鍵叫σ鍵。①s-sσ鍵(下面以H原子形成H2分子為例：)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，因此可以說，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。HClH－Cl↑1s1↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↓1s22s22p63s23p5HCl的形成的電子云描述HCl中的共價鍵是由氫原子提供的未成對電子的1s原子軌道和氯原子提供的未成對電子的3p原子軌道重疊形成的?！?s22s22p63s23p5ClClClCl③p-pσ鍵(下面以Cl2的形成為例：)

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。Cl2的形成的電子云描述②強度大：“頭碰頭”重疊形成σ鍵的原子軌道重疊程度較大，故σ鍵有較強穩(wěn)定性。③可旋轉(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)。(3)σ鍵特征：①軸對稱：以形成化學鍵的兩原子核的連線為軸作旋轉(zhuǎn)操作，共價鍵電子云的圖形不變，這種特征稱為軸對稱。p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。P-P

π鍵的形成過程主要為p-pπ鍵。其形成過程如下圖：(1)概念:2.

π鍵(2)類型：未成對電子的原子軌道以“肩并肩”方式重疊形成共價鍵叫π鍵?！凹绮⒓纭眕-p

π鍵的形成O2的形成過程p-pσ鍵p-pπ鍵兩對孤對電子對電子云↑↓↑↑2p4軌道p-pσ鍵p-pπ鍵兩對孤對電子對電子云↑↑2p2軌道①p-pπ鍵(以乙烯中的碳碳雙鍵為例：)結(jié)論：雙鍵中有1個σ鍵和1個π鍵結(jié)論:三鍵中有1個σ鍵和2個π鍵↑↑↑2P3軌道①p-pπ鍵(下面以N2

的形成過程為例：)p-pπ鍵p-pσ鍵①鏡面對稱：每個π鍵的電子云由兩塊組成，分別位于由兩原子核

構(gòu)成平面的兩側(cè)，如果以它們之間包含原子核的平面為鏡面，它們互為鏡像，這種特征稱為鏡面對稱。。②強度?。盒纬搔墟I時電子云重疊程度比σ鍵小，π鍵不如σ鍵牢固，易斷裂（如乙烯、乙炔易發(fā)生加成反應(yīng)）。特例：N2分子中的π鍵比σ鍵穩(wěn)定。(3)π鍵特征：

③不能旋轉(zhuǎn)：以形成π鍵的兩個原子核的連線為軸，任意一個原子并不能單獨旋轉(zhuǎn)，若單獨旋轉(zhuǎn)則會破壞π鍵,如以py－pyπ鍵為例，若旋轉(zhuǎn)其中一個成鍵原子，則兩原子的py軌道不再平行，也就無法“肩并肩”。單鍵雙鍵三鍵σ鍵1個σ鍵、1個π鍵1個σ鍵、2個π鍵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。②共價單鍵是σ鍵；共價雙鍵中有一個σ鍵,另一個是π鍵；共價三鍵由一個σ鍵和兩個π鍵構(gòu)成。(4)判斷σ鍵、π鍵的一般規(guī)律鍵的類型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σ鍵與π鍵的比較“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【總結(jié)】共價鍵理論的要點1.電子配對原理2.最大重疊原理兩原子各自提供1個自旋方向相反的電子彼此配對。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。H2HeO2NeH:HOON2NN↑1s↓↑↓↑2s2p

↓↑2s2p

↑

↑↓↑

↑

↑

↑

↑

↑↑↓1s↓↑↓↑2s2p↓↑↓↑

按照共用電子對理論，一個原子有幾個未成對電子，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。[任務(wù)二]共價鍵的特征1、共價鍵具有飽和性——單電子配對原理1、共價鍵具有飽和性——單電子配對原理（1）分別寫出下列非金屬元素的原子電子配對成鍵數(shù)目

H

、ⅤA

、ⅥA

、ⅦA

。（2）為什么不可能有H3、H2Cl、Cl3分子的形成？1231CH4

NH3

H2OCO2

正四面體形三角錐形V形直線形

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到最大重疊必須沿一定方向交蓋，所以共價鍵有方向性。它決定了分子的空間構(gòu)型。2.共價鍵的方向性——最大重疊原理電子所在的原子軌道都具有一定的形狀，成鍵原子的原子軌道要達到最大重疊（且符號相同）就必須沿一特定方向重疊，所以共價鍵有方向性。2.共價鍵的方向性——最大重疊原理（1）原子間成鍵時優(yōu)先形成重疊程度大的σ鍵。（2）2個成鍵原子間只有1個σ鍵。（3）s軌道只能成σ鍵，p軌道能成σ鍵和π鍵，d軌道能成σ鍵、π鍵和δ鍵。(4)所有共價鍵都有飽和性，但并不是所有的共價鍵都有方向性，如s-sσ鍵就沒有方向性。例1.下列說法正確的是（

）A.Cl2是雙原子分子，H2S是三原子分子，這是由共價鍵的方向性決定的B.H2O與H2S的空間結(jié)構(gòu)一樣是由共價鍵的飽和性決定的C.并非所有的共價鍵都有方向性D.兩原子軌道發(fā)生重疊后，電子在兩核間出現(xiàn)的概率減小C題后反思：所有共價鍵都有飽和性，但并不是所有的共價鍵都有方向性，如s-sσ鍵就沒有方向性。例2

共價鍵具有飽和性和方向性,下列關(guān)于共價鍵這兩個特征的敘述中,不正確的是()A.共價鍵的飽和性是由成鍵原子的未成對電子數(shù)決定的

B.共價鍵的方向性是由成鍵原子的軌道的方向性決定的

C.共價鍵的飽和性決定了分子內(nèi)部的原子的數(shù)量關(guān)系

D.共價鍵的飽和性與原子軌道的重疊程度有關(guān)D注意：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，如s-sσ鍵就沒有方向性。類型方向性s-sσ鍵無s-pσ鍵有p-pσ鍵有例3

下列說法正確的是(

)。A.π鍵是由兩個p軌道“頭碰頭”重疊形成的B.σ鍵的電子云圖形是鏡面對稱的,而π鍵的電子云圖形是軸對稱的C.C2H6分子中的共價鍵全為σ鍵D.H2分子中含σ鍵,而F2分子中除σ鍵外,還含有π鍵答案:C解析:原子軌道以“頭碰頭”方式相互重疊形成的共價鍵為σ鍵,以“肩并肩”方式相互重疊形成的共價鍵為π鍵,A項錯誤;σ鍵是軸對稱的,而π鍵是鏡面對稱的,B項錯誤;C2H6、H2、F2分子均只有單鍵,故都是σ鍵,C項正確,D項錯誤。明辨是非(1)所有共價鍵都有飽和性(

)(2)N2分子中σ鍵與π鍵的個數(shù)比是2∶1(

)(3)CO2分子中有一個σ鍵和一個π鍵(

)(4)一般來說，σ鍵比π鍵強度大，更穩(wěn)定(

)(5)形成Cl2分子時，p軌道的重疊方式可以為(

)(6)σ鍵和π鍵都只存在于共價化合物中(

)(7)共價鍵的飽和性是由成鍵原子的未成對電子數(shù)決定的()(8)共價鍵的方向性是由成鍵原子軌道的方向性決定的()(9)原子軌道在空間都具有方向性()(10)成鍵后體系能量降低，趨于穩(wěn)定()√××√××√√×√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鍵一般是化學反應(yīng)的積極參與者C2.(1)分子中σ鍵和π鍵的比例為______。9∶1(2)已知反應(yīng)N2O4(l)＋2N2H4(l)===3N2(g)＋4H2O(l)，若該反應(yīng)中有4molN—H斷裂，則形成的π鍵的數(shù)目為______。3NA

C≡O(shè)

甲醛的結(jié)構(gòu)

CO的結(jié)構(gòu)

石墨烯的結(jié)構(gòu)3、(1)1molHCHO含σ鍵的數(shù)目為

(NA為阿伏加德羅常數(shù))。

(2)CS2分子中的共價鍵的類型有

。

(3)Ni(CO)4是正四面體化合物，