2.1共價鍵 課件 學期化學人教版（2019）選擇性必修2

第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一節(jié)共價鍵學習目標1、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。2、知道根據(jù)原子軌道的重疊方式共價鍵的分類。并判斷分子中σ鍵和π鍵的存在及個數(shù)。3、能準確判斷分子的性質(zhì)與鍵參數(shù)（鍵能、鍵長和鍵角）的關系。根據(jù)所學知識，請用電子式描述NaCl和HCl的形成過程HH：：：：Cl·：：：Cl·+NaNa+：：：：Cl·：：：Cl·+[

]-離子鍵共價鍵由陰、陽離子相互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。導（3min）分類：根據(jù)共用電子對是否偏移分為極性共價鍵和非極性共價鍵。

根據(jù)共用電子對的對數(shù)分為單鍵、雙鍵和三鍵。學（8mizn）+助（10min）1.根據(jù)課本34-35頁學習σ鍵和π鍵的形成、特點和類型。（自主）2.根據(jù)課本36頁一般規(guī)律分析乙烷、乙烯、乙炔的分子中共價鍵分別由幾個σ鍵和幾個π鍵構(gòu)成（自主）3.在氣體單質(zhì)分子中，一定含有σ鍵嗎，可能有π鍵嗎？（合作）4.按共價鍵的共用電子對理論，是否有H3、H2Cl、Cl3的分子存在？在NH3分子中為什么N原子是1個，而H原子為3個？（合作）5.化學鍵的鍵長與鍵能有何關系？（自主）6.課本38頁思考與討論(1)(2)（合作）1.概念：原子間通過共用電子對所形成的相互作用。2.成鍵元素：電負性數(shù)值相差不大（小于1.7）的原子之間成鍵。3.成鍵微粒：一般是非金屬原子之間，或金屬與非金屬原子之間（如AlCl3）一、

共價鍵4.成鍵本質(zhì)：展+評（20min）原子相互靠近時軌道重疊，自旋相反的未成對電子形成共用電子對，兩原子核間的電子云密度增加，體系能量降低。兩個氫原子電子自旋方向相反相互靠近到一定距離時，兩個1s原子軌道發(fā)生重疊核間形成一個電子概率密度較大的區(qū)域。通過原子軌道知識進一步理解H2中共價鍵的形成？H↑1sH↓1s氫原子形成氫分子的過程為什么只能有H2、HCl、Cl2等物質(zhì)，而不存在H3

、H2Cl和Cl3等物質(zhì)？4.成鍵本質(zhì)：展+評（20min）（1）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，便可和幾個自旋方向相反的電子配對成鍵，這就是共價鍵的飽和性。（即差幾個電子穩(wěn)定，即可形成幾對共用電子對。）H↑1s1Cl3p5↑↓↑↓↑↑↓3s2H↓1s1H2Cl3p5↑↓↑↓↓↑↓3s2Cl2共價鍵的飽和性決定了共價化合物的分子組成5.共價鍵的特征展+評（20min）（2）方向性除s軌道是球形對稱外，其他原子軌道在空間都有一定的分布特點，按照現(xiàn)代共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。CH4

NH3

H2OCO2

正四面體形三角錐形V形直線形

共價鍵的方向性決定了分子的空間結(jié)構(gòu)。新知探究5.共價鍵的特征——最大重疊原理（注意：s-s軌道重疊無方向性）展+評（20min）靠攏重疊成鍵靠攏重疊成鍵HCl分子1s3pHCl哪種重疊方向才正確呢？原子軌道重疊越大，形成的共價鍵越牢固，分子越穩(wěn)定。?思考·討論氫原子與氯原子形成氯化氫分子的過程示意↑1s1↑↓↑↓↑↓↑3s23p5σ鍵：原子軌道以“頭碰頭”重疊形成。s-sσ鍵s-pσ鍵p-pσ鍵特征：a.沿鍵軸（兩核的連線）方向“頭碰頭”重疊成鍵b.σ鍵為軸對稱，可以沿鍵軸旋轉(zhuǎn)c.形成σ鍵的原子軌道重疊程度較大，故σ鍵有較強的穩(wěn)定性。d.存在于一切共價鍵中6.共價鍵類型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“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。展+評（20min）1s↑↑↓↑↓↑↑2s2pN1s↓↑↓↑↓↓↓2s2pN展+評（20min）π鍵主要為p-pπ鍵。(1)概念:(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。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。(3)特征：注意：s-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。即π鍵不能單獨存在！展+評（20min）單鍵雙鍵三鍵σ鍵1個σ鍵、1個π鍵1個σ鍵、2個π鍵判斷σ鍵、π鍵的一般規(guī)律：【注意】σ鍵可以單獨存在；π鍵不能單獨存在歸納·總結(jié)稀有氣體單質(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。1、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？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；思考·討論如何衡量共價鍵的強弱？氣態(tài)分子中1mol化學鍵解離成氣態(tài)原子所吸收的能量。1、概念：2、單位:3、條件：鍵能通常是298.15K、101kPa條件下的標準值。kJ/mol。鍵能通常取正值。5、數(shù)據(jù)：提示：斷開CH4中的4個C—H，所需能量并不相等，因此，CH4中的C—H只能是平均值，而表2-1中的C—H鍵能是更多分子中的C—H鍵能的平均值。鍵能可以通過實驗測定，更多卻是推算獲得的?！饬抗矁r鍵的強弱。鍵能越大，鍵越牢固，分子越穩(wěn)定。4、意義：二、鍵能展+評（20min）某些共價鍵的鍵能（kJ·mol－1）①相同原子間的鍵能：6、鍵能規(guī)律：單鍵＜雙鍵＜三鍵②EC-C<EC=C<EC≡C，(且不存在倍數(shù)關系）

σ鍵鍵能>π鍵鍵能③EN-N<EN=N<EN≡N，(且不存在倍數(shù)關系）

σ鍵鍵能<π鍵鍵能(反常)所以：氮分子不容易發(fā)生加成反應而乙烯和乙炔容易發(fā)生加成反應展+評（20min）7.鍵能應用：（1）判斷共價鍵的穩(wěn)定性（鍵能越大，共價鍵越穩(wěn)定）

從鍵能的定義可知，破壞1mol化學鍵所需能量越多，即共價鍵的鍵能越大，則共價鍵越穩(wěn)定。（2）判斷分子的穩(wěn)定性（一般鍵能越大，分子越穩(wěn)定）

一般來說，結(jié)構(gòu)相似的分子中，共價鍵的鍵能越大，分子越穩(wěn)定。

如分子的穩(wěn)定性：HF＞HCl＞HBr＞HI。（3）估算化學反應的反應熱

同一化學鍵解離成氣態(tài)原子所吸收的能量與氣態(tài)原子結(jié)合形成化學鍵所釋放的能量在數(shù)值上是相等的，故根據(jù)化學鍵的鍵能數(shù)據(jù)可計算化學反應的反應熱

ΔH=反應物中化學鍵鍵能之和﹣生成物中化學鍵鍵能之和參照教材表2-1中的鍵能數(shù)據(jù)。計算1molH2分別與1molCl2、1molBr2(蒸氣)反應生成2molHCl和2molHBr時，哪一個釋放出的能量更多？解析：對于反應H2(g)＋Cl2(g)==2HCl(g)

ΔH＝（436.0＋242.7－2×431.8）kJ·mol－1＝－184.9kJ·mol－1。對于反應H2(g)＋Br2(g)

===2HBr(g)

ΔH＝（436.0＋193.7－2×366）kJ·mol－1＝－102.3kJ·mol－1。思考討論(1)N2、O2、F2與H2的反應能力依次增強，從鍵能的角度如何理解這一化學事實。(利用課本P37表2-1的相應數(shù)據(jù)分析)從表2-1的數(shù)據(jù)可知，N≡N、O=O、F-F的鍵能依次減小，共價鍵越來越容易斷裂;而N-H、O-H與H-F的鍵能依次增大,共價鍵越來越容易生成。所以N2、O2、F2與H2的反應能力依次增強。鍵N≡NO=OF-FN-HO-HF-H鍵能（kJ/mol）946497.3157390.8462.8568思考討論(2)1、概念：

構(gòu)成化學鍵的兩個原子的核間距。不過，分子中的原子始終處于不斷振動之中，鍵長只是振動著的原子處于平衡位置時的核間距。

原子半徑?jīng)Q定共價鍵的鍵長。原子半徑越小，共價鍵的鍵長越短。3、鍵長大?。簆m（1pm＝10-12m）2、單位：三、鍵長展+評（20min）請同學們觀察下表，并找出鍵能數(shù)據(jù)中存在的規(guī)律?(從成鍵個數(shù)，成鍵原子的半徑分析)規(guī)律1：規(guī)律2：同種類型的共價鍵，成鍵原子的原子半徑越小，鍵長越小。成鍵原子相同的共價鍵的鍵長：單鍵鍵長＞雙鍵鍵長＞三鍵鍵長規(guī)律3：一般地，鍵長越短,鍵能越大，共價鍵越牢固,由此形成的分子越穩(wěn)定。4、鍵長大小規(guī)律：F-F不符合“鍵長越短，鍵能越大”的規(guī)律，為什么？原因：由于原子半徑小，鍵長短，但由于鍵長短，兩原子形成共價鍵時，原子核之間的距離小，排斥力大，鍵能小展+評（20min）5、鍵長的應用：（1）判斷共價鍵的穩(wěn)定性

鍵長越短，鍵能越大，表明共價鍵越穩(wěn)定。（2）分子的空間結(jié)構(gòu)

鍵長是影響分子空間結(jié)構(gòu)的因素之一。解題規(guī)律：鍵長越短→鍵能越大→鍵越牢固→分子越穩(wěn)定如：CH4分子的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形，而CH3Cl分子的空間結(jié)構(gòu)是四面體形而不是正四面體形，原因是C-H和C-Cl的鍵長不相等。展+評（20min）四、鍵角1.概念：在多原子分子中，兩個相鄰共價鍵之間的夾角2.意義：多原子分子的鍵角一定，表明共價鍵具有方向性。鍵角是描述分子結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)，分子的許多性質(zhì)都與鍵角有關。

鍵長和鍵角的數(shù)值可通過晶體的X射線衍射實驗獲得。CH4

109°28′

NH3

107°18′H2O105°CO2

180°直線形

V形（角形）正四面體形三角錐形鍵角反應了分子的空間結(jié)構(gòu)展+評（20min）思考：如圖白磷和甲烷均為正四面體結(jié)構(gòu)：它們的鍵角是否相同，為什么？分子的空間結(jié)構(gòu)