2.1共價鍵 課件 2024-2025學(xué)年高二上學(xué)期化學(xué)人教版（2019）選擇性必修2

第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一節(jié)共價鍵什么是化學(xué)鍵？分類？化學(xué)鍵：分子中相鄰原子或離子之間強(qiáng)烈的相互作用陰、陽離子之間通過靜電作用形成的化學(xué)鍵原子間通過共用電子對形成的化學(xué)鍵什么是共價鍵？什么是離子鍵？離子鍵：共價鍵：金屬鍵：第三章再介紹共價鍵2、通常哪些元素之間可以形成共價鍵？1、定義：原子間通過共用電子對形成的化學(xué)鍵成鍵元素:一般為非金屬與非金屬特殊的如：AlCl3、FeCl3、BeCl2共價鍵類型:極性共價鍵、非極性共價鍵3、共價鍵是如何形成的？共價鍵的本質(zhì)：共用電子對學(xué)生活動一：溫故知新theoldknowthenew鈉、氯通過得失電子形成電子對，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(fù)性差別來理解嗎？填寫下表。元素NaClHClCO電負(fù)性電負(fù)性之差（絕對值）化學(xué)鍵類型與電負(fù)性差值大小的關(guān)系非極性鍵0極性鍵離子鍵一般我們以差值為1.7劃分學(xué)生活動一：溫故知新theoldknowthenew你能用電子式表示NaCl和HCl的形成過程嗎？上章中電子云與原子軌道相關(guān)知識能級原子軌道數(shù)原子軌道名稱電子云輪廓圖形狀電子云輪廓圖取向s1ns球形————p3npx

npy

npz啞鈴形相互垂直學(xué)生活動二：原子軌道角度理解共價鍵AtomicorbitalsunderstandingcovalentbondHHHH原子軌道重疊→電子在核間出現(xiàn)概率增大原子軌道角度理解共價鍵—H2↑1s↓1sH?H?學(xué)生活動二：原子軌道角度理解共價鍵Atomicorbitalsunderstandingcovalentbond原子軌道角度理解共價鍵—HCl↓1sCl??H?↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑1s2s2p3s3p?????1s相互靠攏3pz原子軌道“頭碰頭”重疊形成共價鍵學(xué)生活動二：原子軌道角度理解共價鍵Atomicorbitalsunderstandingcovalentbond原子軌道角度理解共價鍵—Cl2Cl??↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↓1s2s2p3s3p?????Cl??↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑1s2s2p3s3p?????相互靠攏

原子軌道“頭碰頭”重疊形成共價鍵學(xué)生活動二：原子軌道角度理解共價鍵Atomicorbitalsunderstandingcovalentbond共價鍵的類型（1）σ鍵軌道不同：s-ss-pp-p特征相同：均呈軸對稱σ鍵有何異同？分類：s-sσ鍵s-pσ鍵p-pσ鍵——兩個原子軌道“頭碰頭”重疊形成的共價鍵學(xué)生活動二：原子軌道角度理解共價鍵Atomicorbitalsunderstandingcovalentbond共價鍵的類型（1）σ鍵——兩個原子軌道“頭碰頭”重疊形成的共價鍵（2）π鍵特征：呈鏡面對稱π鍵(p-pπ鍵

)“頭碰頭”靠攏后重疊p-pσ鍵

“肩并肩”靠攏后重疊學(xué)生活動二：原子軌道角度理解共價鍵Atomicorbitalsunderstandingcovalentbond鍵型σ鍵π鍵成鍵方向沿軸方向“頭碰頭”平行方向“肩并肩”特征軸對稱，可旋轉(zhuǎn)鏡面對稱，不可旋轉(zhuǎn)成鍵判斷及規(guī)律①共價單鍵是σ鍵；②共價雙鍵中有一個是σ鍵，另一個是π鍵；③共價三鍵中有一個是σ鍵，另兩個是π鍵。共價鍵的特征（1）飽和性：（2）方向性（s-sσ鍵除外）原子有幾個未成對電子，便可和幾個電子配對成鍵學(xué)生活動三：鞏固練習(xí)深入理解Atomicorbitalsunderstandingcovalentbond??N???↑↑↑↑↓↑↓1s2s2p??N???↓↓↓↑↓↑↓1s2s2p請嘗試分析N2（N≡N）原子軌道重疊過程。學(xué)生活動三：探究——問題與預(yù)測Atomicorbitalsunderstandingcovalentbond觀察乙烷、乙烯和乙炔的分子結(jié)構(gòu)，它們的分子中的共價鍵分別由幾個σ鍵和幾個π鍵構(gòu)成？乙烷乙烯乙炔7個σ鍵無π鍵5個σ鍵1個π鍵3個σ鍵2個π鍵π鍵和σ鍵的強(qiáng)度不同，所以乙烯、乙炔與乙烷的化學(xué)性質(zhì)不同

解釋乙烯分子中π鍵是如何形成的？預(yù)測乙炔分子中π鍵是如何形成的？你能用電子式表示H2、HCl、Cl2分子的形成過程嗎？為什么不可能有H3、H2Cl、Cl3分子的形成？共價鍵的特征之一飽和性---電子配對原理按照共價鍵的共用電子對理論，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”。H原子、Cl原子都只有一個未成對電子，因而只能形成H2、HCl、Cl2分子，不能形成H3、H2Cl、Cl3分子兩原子各自提供1個自旋方向相反的電子彼此配對如何用電子云和原子軌道的概念來進(jìn)一步理解共價鍵呢?(1)σ鍵的形成①s-sσ鍵的形成（H2）相互靠攏注：形成σ鍵的電子稱為σ電子②s-pσ鍵的形成(HCl)未成對電子的電子云相互靠攏—共價鍵的方向性③p-pσ鍵的形成(Cl2)未成對電子的電子云相互靠攏電子云相互重疊σ鍵成鍵方式“頭碰頭”小結(jié)：軸對稱④σ鍵的特征(a)以形成化學(xué)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,稱為軸對稱。(b)沿軸方向頭碰頭重疊(c)σ鍵強(qiáng)度大，不易斷裂σ鍵：原子軌道以（）方式相互（）,導(dǎo)致電子在兩核間出現(xiàn)的概率（）,體系的能量（），形成的共價鍵?！邦^碰頭”重疊增大降低σ鍵的特點(diǎn)---牢固以（）方式形成化學(xué)鍵，以兩原子核的（）為軸，作（）操作，共價鍵電子云的圖形（），這種特征稱為（）?！邦^碰頭”連線旋轉(zhuǎn)不變軸對稱電子云重疊時優(yōu)先形成σ鍵(2)π鍵的形成①p-pπ鍵的形成“肩并肩”未成對電子的電子云相互靠攏電子云重疊π鍵的電子云注:(a)兩個s軌道不能成π鍵(b)形成π鍵的電子稱為π電子②π鍵特點(diǎn):(a)原子重疊的部分分別位于兩原子核構(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，稱為鏡面對稱(b)兩個原子軌道以肩并肩方式重疊(c)π鍵重疊程度要比σ鍵小,π鍵強(qiáng)度比σ鍵小，π鍵易斷裂(3)成鍵判斷規(guī)律共價單鍵是一個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，另兩個為π鍵共價鍵的形成本質(zhì)成鍵原子相互接近時，原子軌道發(fā)生（），自旋方向（）的（）電子形成（），兩原子核間的電子概率密度（），體系的能量（）重疊相反未成對共用電子對增加降低乙烷、乙烯和乙炔分子中的共價鍵分別有幾個σ鍵和幾個π鍵組成？練習(xí)：乙烷中：_______個σ鍵乙烯中：_______個σ鍵_______個π鍵乙炔中：_______個σ鍵_______個π鍵75312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，另兩個為π鍵。N2分子中三條鍵的成鍵方式分別是什么？鈉和氯通過得失電子同樣也是形成電子對，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(fù)性差別來理解嗎？離子共價鍵的類型與成鍵原子電負(fù)性的關(guān)系：1.下列說法正確的是A.含有共價鍵的化合物一定是共價化合物B.分子中只有共價鍵的化合物一定是共價化合物C.由共價鍵形成的分子一定是共價化合物D.只有非金屬原子間才能形成共價鍵2.氮分子中的化學(xué)鍵是A.3個σ鍵B.1個σ鍵，2個π鍵C.3個π鍵D.1個σ鍵，1個π鍵B3.下列說法中正確的是A.p軌道之間以“肩并肩”重疊可形成σ鍵B.p軌道之間以“頭對頭”重疊可形成π鍵C.s和p軌道以“頭對頭”重疊可形成σ鍵D.共價鍵是兩個原子軌道以“頭對頭”重疊形成的CB課堂練習(xí)4.在氯化氫分子中，形成共價鍵的原子軌道是A.氯原子的2p軌道和氫原子的1s軌道B.氯原子的2p軌道和氫原子的2p軌道C.氯原子的3p軌道和氫原子的1s軌道D.氯原子的3p軌道和氫原子的3p軌道C735、某有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式如下：CH2=CH―C≡CH則分子中有___________個σ鍵，_______個π鍵6、下列說法正確的是（）A、非金屬元素之間只能形成共價鍵，而不能形成離子鍵B、共價鍵的方向性決定了原子形成分子時相互結(jié)合的數(shù)量關(guān)系C、烯烴比烷烴的化學(xué)性質(zhì)活潑是由于烷烴中只含σ鍵，而烯烴中含有π鍵D、乙醇分子中存在π鍵7、原子間形成分子時，決定分子組成的是（）A.共價鍵的方向性B.共價鍵的飽和性C.形成共價鍵的原子的大小D.共價鍵的穩(wěn)定性CB8、下列物質(zhì)的分子中既有σ鍵,又有π鍵的是（）①HCl②H2O③N2④H2O2⑤C2H4⑥C2H2

A.①②③B.③④⑤⑥C.①③⑥D(zhuǎn).③⑤⑥D(zhuǎn)總結(jié)價鍵理論基本要點(diǎn)：原子軌道最大程度地重疊共價鍵的特點(diǎn)：飽和性方向性σ鍵：原子軌道沿核間聯(lián)線方向進(jìn)行重疊(頭碰頭)s-sσ鍵s-pσ鍵p-pσ鍵π鍵：兩原子軌道垂直核間聯(lián)線并相互平行進(jìn)行重疊(肩并肩)p-pπ鍵二、鍵參數(shù)—鍵能、鍵長、鍵角1.鍵能：氣態(tài)基態(tài)原子形成1mol化學(xué)鍵釋放的最低能量破壞1mol化學(xué)鍵形成氣態(tài)基態(tài)原子所需吸收的最低能量[注]：①鍵能的單位是kJ·mol-1②形成化學(xué)鍵通常放出熱量,鍵能通常取正值③鍵能越大，化學(xué)鍵越穩(wěn)定④計算化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱：?H=反應(yīng)物鍵能總和-生成物鍵能總和某些共價鍵鍵能/kJ·mol-1練習(xí):1、由下表的數(shù)據(jù)判斷,下列分子的穩(wěn)定性：Cl2O2N22、根據(jù)表2-1數(shù)據(jù)，計算1molH2分別跟1molCl2、1molBr2（蒸氣）反應(yīng)，分別生成2molHCl和2molHBr分子，哪個反應(yīng)放出的能量多？H2+Cl2=2HClΔH=436.0kJ·mol-1+242.7kJ·mol-1—2×431.8kJ·mol-1=-184.9kJH2+Br2=2HBrΔH=436.0kJ·mol-1+193.7kJ·mol-1—2×366kJ·mol-1=-102.7kJN2與H2在常溫下很難發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，必須在高溫下才能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而F2與H2在冷暗處就能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，為什么?化學(xué)反應(yīng)是一個舊鍵斷裂、新鍵生成的過程，N≡N鍵能（946kJ·mol－1）遠(yuǎn)大于F—F鍵能（157kJ·mol－1），說明斷開N≡N比斷開F—F困難。鍵能越大，成鍵（斷鍵）時釋放（吸收）的能量越多，化學(xué)鍵越穩(wěn)定2、鍵長：形成共價鍵的兩個原子之間的核間距鍵長是衡量共價鍵穩(wěn)定性的另一個參數(shù)討論：對比教材片P31表2-1和表2-2找出鍵長與鍵能及穩(wěn)定性的關(guān)系。鍵長越短鍵能越大共價鍵越穩(wěn)定形成的分子越穩(wěn)定練習(xí):由下表的數(shù)據(jù)判斷,下列分子的穩(wěn)定性A.H2,Cl2B.HCl,HBr,HI3、鍵角：分子中兩個相鄰共價鍵之間的夾角鍵角、鍵長決定分子的空間構(gòu)型（分子的極性）H2O105°V形NH3107°三角錐形CO2180°直線形思考與交流⑴N2、O2、F2跟H2的反應(yīng)能力依次增強(qiáng)，從鍵能的角度應(yīng)如何理解這一化學(xué)事實？鍵能大小是：F-H>O-H>N-H⑵通過上例子，你認(rèn)為鍵長、鍵能對分子的化學(xué)性質(zhì)有什么影響？一般地，形成的共價鍵的鍵能越大，鍵長越短，共價鍵越穩(wěn)定，含有該鍵的分子越穩(wěn)定，化學(xué)性質(zhì)越穩(wěn)定。4、共價半徑：相同原子的共價鍵鍵長的一半稱為共價半徑[觀察]P32頁中表2-3的數(shù)據(jù)三、等電子原理1.等電子體：原子總數(shù)相同、價電子總數(shù)相同的分子或離子2.等電子體原理：原子總數(shù)、價電子總數(shù)相同的分子具有相似的化學(xué)鍵特征，它們的許多性質(zhì)是相近的。（一般為物理性質(zhì)相似）3.等電子體的判斷和利用（1）判斷方法：原子總數(shù)相同，價電子總數(shù)相同的分子為等電子體（2）應(yīng)用：利用等電子體的性質(zhì)相似，空間構(gòu)型相同，可用來預(yù)測分子的空間構(gòu)型和性質(zhì)二原子10電子的等電子體N2、CO、C22-、CN-三原子16電子的等電子體CO2、CS2、N2O、CNO-、NO2+、N3-、SCN-、BeCl2三原子18電子的等電子體NO2-、O3、SO2四原子24電子的等電子體NO3―、CO32-、BO33-、CS33-、BF3、SO3五原子32電子的等電子體SiF4、CCl4、BF4-、SO42-、