化学人教版（2019）选择性必修2 2.1.1共价键（共42张ppt）
文档属性
| 名称 | 化学人教版（2019）选择性必修2 2.1.1共价键（共42张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 5.5MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-02-02 08:11:58 | ||
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文档简介
(共42张PPT)
§2.1.1 共价键
第1节 共价键模型
第1课时 共价键
[学习要求] 1.能说出微粒间作用的主要类型、特征和实质。
2.了解σ键和π键的形成及特点。
3.会判断极性共价键和非极性共价键。
[素养目标] 认识微观粒子间的相互作用与物质性质的关系，发展宏观辨识与微观探析的核心素养。
温故知新
1. 什么是化学键？
定义：相邻原子或离子间强烈的相互作用
2. 化学键的类型？
离子键
共价键
金属键
配位键
3. 化学反应发生的本质？
旧键的断裂与新键的形成
一、共价键的形成及其本质
1、概念：相邻原子间通过共用电子对形成的强烈的相互作用
2、形成过程：(以氢气分子的形成过程为例说明)
当氢原子距离较远时，体系能量较高，能量等于
两个原子能量的之和
当氢原子相互靠近时，体系能量降低，每个氢原
子核都会对自己及对方的1s轨道电子产生引力作用
当氢原子继续靠近时，会产生原子轨道重叠，导
致电子在两个原子核间出现的概率会增加，
当氢原子间的距离为0.074 nm时，两个氢原子各
提供的一个电子以自旋方向相反的方式配对，体系的
能量降到最低（降低436KJ/mol）
v
r
0
V：势能
r：核间距
r0
v
r
0
r0
V：势能
r：核间距
r0
v
r
0
r0
V：势能
r：核间距
r0
v
r
0
r0
V：势能
r：核间距
v
r
0
V：势能
r：核间距
静电作用力
3、共价键的本质
高概率地出现在两个原子核之间的电子与两个原子核之间的电性作用
静电引力
静电斥力
平衡过程
4、形成条件
①电负性相同或相差很小的非金属元素原子。
②成键原子有未成对电子。
③成键原子的原子轨道在空间重叠。
5、共价键的表示方法
(1)电子式：
(2)结构式 ：
H-H N N
用一根短线表示一对共用电子所形成的共价键。
写出下列分子的电子式和结构式：
分子： NH3 H2O N2 CO2
二、共价键的类型
利用所学知识分析一下N2的成键过程？
思考交流
N原子的价电子排布式：
2S 2P
2
3
N原子的价电子轨道表示式：
↑↓
↑
↑
↑
N2的结构式：
N三N
原子轨道的重叠方式？
2S
2P
N
N
N
N
“头碰头”式
σ键
π键
“肩并肩”式
电子云重叠时优先形成σ键，且任何两个原子之间只能形成一个σ键。
1、σ键 与π键
按电子云重叠方式分类
（1）σ键：
原子轨道以“头碰头”方式相互重叠导致电子在核间出现的概率增大而形成的共价键。
【小结】σ键的成键特点：
①沿键轴（两核的连线）方向 “头碰头”重叠成键
②σ键可以沿键轴旋转；
③σ键较稳定，存在于一切共价键中。因而，只含有σ键的化合物性质是比较稳定的（烷烃）。
【小结】 π键的成键特点:
① “肩并肩”重叠成键；呈镜像对称。
② 电子云重叠程度不及σ键大，较活泼；
③ π键必须与σ键共存；
④ π键不能自由旋转。
（2）π键：
原子轨道以“肩并肩”方式相互重叠导致电子在核间出现的概率增大而形成的共价键。
① s-s σ键，电子不是只在两核间运动，而是在两核间出现概率增大。
② s 轨道球形，故 s-s σ键无方向性。两个s轨道只成σ键，不成π键。
③两个原子间可以只形成σ键，但不能只形成π键。
特别提醒
（3）σ键与π键比较：
键类型 σ键 π键
原子轨道重叠方式
原子轨道重叠部位
原子轨道重叠程度
键的强度
分类
化学活泼性
稳定性
沿键轴方向“头碰头”重叠
沿键轴方向“肩并肩”重叠
两原子核之间，在键轴处
键轴上方和下方，键轴处为零
大
小
较大
较小
s s，s p，p p
p p
不活泼
较活泼
一般来说σ键比π键稳定，但不是绝对的
5个σ键和1个π键
7个σ键
3个σ键和2个π键
2、极性键 与非极性键
按共用电子对是否偏移分类
类型 形成元素 共用电子对偏移 原子电性
非极性键 元素 两原子电负性相同，共用电子对 两原子都不显电性
极性键 元素 共用电子对偏向电负性 的原子 电负性较大的原子显
电性，电负性较小的原子显正电性
同种
不偏移
不同种
较大
负
三、共价键的特征
特征 概念 作用
饱和性 每个原子所能形成的共价键的 或以单键连接的 是一定的 共价键的饱和性决定着原子形成分子时互相结合的 关系
方向性 共价键将尽可能沿着 的方向形成，这就是共价键的方向性。在形成共价键时，原子轨道重叠得 ，电子在核间出现的概率愈大，所形成的共价键就 共价键的方向性决定分子的
总数
原子数目
数量
电子出现概率最大
愈多
愈牢固
空间构型
[自 我 检 测]
1．判断正误，正确的打“√”；错误的打“×”。
(1)HF和HCl分子中共价键都是σ键。( )
(2)所有的共价键都有方向性。( )
(3)HF比HCl的稳定性强。( )
(4)氢原子和氟原子、氯原子均可以σ键相结合，其成键轨道完全相同。( )
(5)1 mol丙酮分子中含有σ键的数目为9×6.02×1023。( )
答案 (1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)√
2．指出下图所表示的共价键名称，并列举含有该共价键的一种物质，写出其分子式：
共价键名称 举例
①________________，_________________________________________________；
②________________，_________________________________________________；
③________________，_________________________________________________；
④________________，_________________________________________________；⑤________________，_________________________________________________；
答案 ①s s σ键 H2 ②s p σ键 HCl ③p p σ键 Cl2 ④pz pz π键 N2 ⑤py py π键 N2
3．在下列分子中，①HF，②Br2，③H2O，④N2，⑤CO2，⑥H2，⑦H2O2，⑧HCN。
分子中只有σ键的是________(填序号，下同)，分子中含有π键的是________，分子中所有原子都满足最外层为8个电子结构的是________，分子中含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的是________，分子中含有由一个原子的s轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是________，分子中含有由一个原子的p轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是________。
答案 ①②③⑥⑦ ④⑤⑧ ②④⑤ ⑥ ①③⑦⑧ ②④⑤⑦⑧
学习任务一、共价键的本质特征
【深度思考】
1．所有的共价键都有饱和性和方向性吗？
提示 (1)所有的共价键都有饱和性，但不是所有的共价键都有方向性，如两个1s轨道(H原子与H原子)重叠形成的s -s σ键没有方向性。
提示 并不是所有的单质中都有共价键，稀有气体中不存在化学键，金属单质中不存在共价键。
2．所有单质都有共价键吗？
【名师点拨】
共价键的存在范围
(1)非金属单质分子中(稀有气体除外)。如O2、F2、H2、C60等。
(2)非金属元素形成的化合物中。如H2SO4、CO2、H2O2、有机物分子等。
(3)某些金属与非金属元素形成的共价化合物中。如BeCl2、HgCl2、AlCl3等。
(4)某些离子化合物中。如Na2O2、NH4Cl等。
【典例1】 下列说法中正确的是( )
A．若把H2S分子写成H3S分子，违背了共价键的饱和性
B．H3O＋的存在说明共价键不具有饱和性
C．所有共价键都有方向性
D．两个原子轨道发生重叠后，电子仅存在于两核之间
答案 A
解析 S原子有两个未成对电子，根据共价键的饱和性，形成的氢化物为H2S，A项对；H2O能结合1个H＋形成H3O＋，不能说明共价键不具有饱和性，B项错；H2分子中，H原子的s轨道成键时，因为s轨道为球形，所以H2分子中的H—H键没有方向性，C项错；两个原子轨道发生重叠后，电子只是在两核之间出现的机会大，D项错。
【变式训练1】 下列各组物质中，所有化学键都是共价键的是( )
解析 A项，Na2O2中既有离子键又有O—O共价键，不正确；B项，CaF2中只有离子键，不正确；D项，NaCl属于离子化合物，没有共价键。
答案 C
A．H2S和Na2O2 B.H2O2和CaF2
C．NH3和N2 D.HNO3和NaCl
A．氯化氢的水溶液显酸性
B．液态氯化氢不导电
C．氯化氢溶于水发生电离
D．氯化氢不易分解
解析 氯化氢的水溶液电离产生氢离子，溶液呈酸性，与是不是共价化合物无关，A错误；因共价化合物的构成微粒不带电，离子化合物的构成微粒带电，则可利用液态氯化氢不导电来证明氯化氢是共价化合物，B正确；共价化合物、离子化合物的溶液都可以电离，C错误；不能利用分解来判断是否为共价化合物，如KCl受热也不易分解，但属于离子化合物，D错误。
答案 B
【变式训练2】 下列实验事实可以证明氯化氢是共价化合物的是( )
学习任务二、共价键的类型与σ键和π键的比较
【观图助学】
1．σ键与π键的判断方法
提示
2．分子中一定含有π键吗？
提示 (1)s轨道与s轨道(或p轨道)只能形成σ键，不能形成π键。
(2)两个原子间可以只形成σ键，但不可以只形成π键。
(3)在同一个分子中，σ键一般比π键强度大。
【名师点拨】
1．共价键的类型
分类标准 类型
共用电子对数 单键、双键、三键
共用电子对是否偏移 极性键、非极性键
原子轨道重叠方式 σ键、π键
键类型 σ键 π键
原子轨道 重叠方式 沿键轴方向“头碰头”重叠 沿键轴方向“肩并肩”重叠
类型 s -s σ键、s- p σ键、p -p σ键 p -p π键
原子轨道重叠部分 两原子核之间，在键轴处 键轴上方和下方，键轴处为零
原子轨道重叠程度 大 小
键的强度 较大 较小
化学活泼性 不活泼 活泼
键的存在 共价单键为σ键，共价双键、三键中含有一个σ键 共价双键、三键分别含有1个、2个π键。两原子间最多能形成2个π键
2.σ键与π键的区别
【典例2】 有下列十种物质：①CH4 ②CH3CH2OH ③N2 ④HCl ⑤CO2
⑥CH3CH3 ⑦C2H4 ⑧C2H2 ⑨H2O2 ⑩HCHO
请按要求回答下列问题(填写编号)：
(1)只有σ键的有________，既有σ键又有π键的有________。
(2)只含有极性键的化合物有__________，既含有极性键，又含有非极性键的化合物有________。
(3)含有双键的有________，含有三键的有________。
答案 (1)①②④⑥⑨ ③⑤⑦⑧⑩ (2)①④⑤⑩
②⑥⑦⑧⑨ (3)⑤⑦⑩ ③⑧
【变式训练3】 下列说法中不正确的是( )
A．σ键比π键重叠程度大，形成的共价键强
B．两个原子之间形成共价键时，最多有一个σ键
C．气体单质中，一定有σ键，可能有π键
D．N2分子中有一个σ键，两个π键
解析 从原子轨道重叠程度看，π键轨道重叠程度比σ键重叠程度小，故π键稳定性低于σ键，在气体单质分子中存在σ键(如Cl2、H2)、π键(N2中存在σ键和π键)，稀有气体为单原子分子，不存在化学键。
答案 C
【变式训练4】 根据氢原子和氟原子的核外电子排布，对F2和HF分子中形成的共价键描述正确的是( )
A．两者都为s -s σ键
B．两者都为p- p σ键
C．前者为p -p σ键，后者为s -p σ键
D．前者为s -s σ键，后者为s- p σ键
解析 H原子的1个电子排布在1s轨道，F原子的最外层7个电子的排布为2s、2p轨道，F2单质中共价键是p -p σ键，而HF分子中是H原子的1s轨道与F原子的2p轨道头碰头重叠，形成s -p σ键。
答案 C
§2.1.1 共价键
第1节 共价键模型
第1课时 共价键
[学习要求] 1.能说出微粒间作用的主要类型、特征和实质。
2.了解σ键和π键的形成及特点。
3.会判断极性共价键和非极性共价键。
[素养目标] 认识微观粒子间的相互作用与物质性质的关系，发展宏观辨识与微观探析的核心素养。
温故知新
1. 什么是化学键？
定义：相邻原子或离子间强烈的相互作用
2. 化学键的类型？
离子键
共价键
金属键
配位键
3. 化学反应发生的本质？
旧键的断裂与新键的形成
一、共价键的形成及其本质
1、概念：相邻原子间通过共用电子对形成的强烈的相互作用
2、形成过程：(以氢气分子的形成过程为例说明)
当氢原子距离较远时，体系能量较高，能量等于
两个原子能量的之和
当氢原子相互靠近时，体系能量降低，每个氢原
子核都会对自己及对方的1s轨道电子产生引力作用
当氢原子继续靠近时，会产生原子轨道重叠，导
致电子在两个原子核间出现的概率会增加，
当氢原子间的距离为0.074 nm时，两个氢原子各
提供的一个电子以自旋方向相反的方式配对，体系的
能量降到最低（降低436KJ/mol）
v
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V：势能
r：核间距
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V：势能
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V：势能
r：核间距
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V：势能
r：核间距
静电作用力
3、共价键的本质
高概率地出现在两个原子核之间的电子与两个原子核之间的电性作用
静电引力
静电斥力
平衡过程
4、形成条件
①电负性相同或相差很小的非金属元素原子。
②成键原子有未成对电子。
③成键原子的原子轨道在空间重叠。
5、共价键的表示方法
(1)电子式：
(2)结构式 ：
H-H N N
用一根短线表示一对共用电子所形成的共价键。
写出下列分子的电子式和结构式：
分子： NH3 H2O N2 CO2
二、共价键的类型
利用所学知识分析一下N2的成键过程？
思考交流
N原子的价电子排布式：
2S 2P
2
3
N原子的价电子轨道表示式：
↑↓
↑
↑
↑
N2的结构式：
N三N
原子轨道的重叠方式？
2S
2P
N
N
N
N
“头碰头”式
σ键
π键
“肩并肩”式
电子云重叠时优先形成σ键，且任何两个原子之间只能形成一个σ键。
1、σ键 与π键
按电子云重叠方式分类
（1）σ键：
原子轨道以“头碰头”方式相互重叠导致电子在核间出现的概率增大而形成的共价键。
【小结】σ键的成键特点：
①沿键轴（两核的连线）方向 “头碰头”重叠成键
②σ键可以沿键轴旋转；
③σ键较稳定，存在于一切共价键中。因而，只含有σ键的化合物性质是比较稳定的（烷烃）。
【小结】 π键的成键特点:
① “肩并肩”重叠成键；呈镜像对称。
② 电子云重叠程度不及σ键大，较活泼；
③ π键必须与σ键共存；
④ π键不能自由旋转。
（2）π键：
原子轨道以“肩并肩”方式相互重叠导致电子在核间出现的概率增大而形成的共价键。
① s-s σ键，电子不是只在两核间运动，而是在两核间出现概率增大。
② s 轨道球形，故 s-s σ键无方向性。两个s轨道只成σ键，不成π键。
③两个原子间可以只形成σ键，但不能只形成π键。
特别提醒
（3）σ键与π键比较：
键类型 σ键 π键
原子轨道重叠方式
原子轨道重叠部位
原子轨道重叠程度
键的强度
分类
化学活泼性
稳定性
沿键轴方向“头碰头”重叠
沿键轴方向“肩并肩”重叠
两原子核之间，在键轴处
键轴上方和下方，键轴处为零
大
小
较大
较小
s s，s p，p p
p p
不活泼
较活泼
一般来说σ键比π键稳定，但不是绝对的
5个σ键和1个π键
7个σ键
3个σ键和2个π键
2、极性键 与非极性键
按共用电子对是否偏移分类
类型 形成元素 共用电子对偏移 原子电性
非极性键 元素 两原子电负性相同，共用电子对 两原子都不显电性
极性键 元素 共用电子对偏向电负性 的原子 电负性较大的原子显
电性，电负性较小的原子显正电性
同种
不偏移
不同种
较大
负
三、共价键的特征
特征 概念 作用
饱和性 每个原子所能形成的共价键的 或以单键连接的 是一定的 共价键的饱和性决定着原子形成分子时互相结合的 关系
方向性 共价键将尽可能沿着 的方向形成，这就是共价键的方向性。在形成共价键时，原子轨道重叠得 ，电子在核间出现的概率愈大，所形成的共价键就 共价键的方向性决定分子的
总数
原子数目
数量
电子出现概率最大
愈多
愈牢固
空间构型
[自 我 检 测]
1．判断正误，正确的打“√”；错误的打“×”。
(1)HF和HCl分子中共价键都是σ键。( )
(2)所有的共价键都有方向性。( )
(3)HF比HCl的稳定性强。( )
(4)氢原子和氟原子、氯原子均可以σ键相结合，其成键轨道完全相同。( )
(5)1 mol丙酮分子中含有σ键的数目为9×6.02×1023。( )
答案 (1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)√
2．指出下图所表示的共价键名称，并列举含有该共价键的一种物质，写出其分子式：
共价键名称 举例
①________________，_________________________________________________；
②________________，_________________________________________________；
③________________，_________________________________________________；
④________________，_________________________________________________；⑤________________，_________________________________________________；
答案 ①s s σ键 H2 ②s p σ键 HCl ③p p σ键 Cl2 ④pz pz π键 N2 ⑤py py π键 N2
3．在下列分子中，①HF，②Br2，③H2O，④N2，⑤CO2，⑥H2，⑦H2O2，⑧HCN。
分子中只有σ键的是________(填序号，下同)，分子中含有π键的是________，分子中所有原子都满足最外层为8个电子结构的是________，分子中含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的是________，分子中含有由一个原子的s轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是________，分子中含有由一个原子的p轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是________。
答案 ①②③⑥⑦ ④⑤⑧ ②④⑤ ⑥ ①③⑦⑧ ②④⑤⑦⑧
学习任务一、共价键的本质特征
【深度思考】
1．所有的共价键都有饱和性和方向性吗？
提示 (1)所有的共价键都有饱和性，但不是所有的共价键都有方向性，如两个1s轨道(H原子与H原子)重叠形成的s -s σ键没有方向性。
提示 并不是所有的单质中都有共价键，稀有气体中不存在化学键，金属单质中不存在共价键。
2．所有单质都有共价键吗？
【名师点拨】
共价键的存在范围
(1)非金属单质分子中(稀有气体除外)。如O2、F2、H2、C60等。
(2)非金属元素形成的化合物中。如H2SO4、CO2、H2O2、有机物分子等。
(3)某些金属与非金属元素形成的共价化合物中。如BeCl2、HgCl2、AlCl3等。
(4)某些离子化合物中。如Na2O2、NH4Cl等。
【典例1】 下列说法中正确的是( )
A．若把H2S分子写成H3S分子，违背了共价键的饱和性
B．H3O＋的存在说明共价键不具有饱和性
C．所有共价键都有方向性
D．两个原子轨道发生重叠后，电子仅存在于两核之间
答案 A
解析 S原子有两个未成对电子，根据共价键的饱和性，形成的氢化物为H2S，A项对；H2O能结合1个H＋形成H3O＋，不能说明共价键不具有饱和性，B项错；H2分子中，H原子的s轨道成键时，因为s轨道为球形，所以H2分子中的H—H键没有方向性，C项错；两个原子轨道发生重叠后，电子只是在两核之间出现的机会大，D项错。
【变式训练1】 下列各组物质中，所有化学键都是共价键的是( )
解析 A项，Na2O2中既有离子键又有O—O共价键，不正确；B项，CaF2中只有离子键，不正确；D项，NaCl属于离子化合物，没有共价键。
答案 C
A．H2S和Na2O2 B.H2O2和CaF2
C．NH3和N2 D.HNO3和NaCl
A．氯化氢的水溶液显酸性
B．液态氯化氢不导电
C．氯化氢溶于水发生电离
D．氯化氢不易分解
解析 氯化氢的水溶液电离产生氢离子，溶液呈酸性，与是不是共价化合物无关，A错误；因共价化合物的构成微粒不带电，离子化合物的构成微粒带电，则可利用液态氯化氢不导电来证明氯化氢是共价化合物，B正确；共价化合物、离子化合物的溶液都可以电离，C错误；不能利用分解来判断是否为共价化合物，如KCl受热也不易分解，但属于离子化合物，D错误。
答案 B
【变式训练2】 下列实验事实可以证明氯化氢是共价化合物的是( )
学习任务二、共价键的类型与σ键和π键的比较
【观图助学】
1．σ键与π键的判断方法
提示
2．分子中一定含有π键吗？
提示 (1)s轨道与s轨道(或p轨道)只能形成σ键，不能形成π键。
(2)两个原子间可以只形成σ键，但不可以只形成π键。
(3)在同一个分子中，σ键一般比π键强度大。
【名师点拨】
1．共价键的类型
分类标准 类型
共用电子对数 单键、双键、三键
共用电子对是否偏移 极性键、非极性键
原子轨道重叠方式 σ键、π键
键类型 σ键 π键
原子轨道 重叠方式 沿键轴方向“头碰头”重叠 沿键轴方向“肩并肩”重叠
类型 s -s σ键、s- p σ键、p -p σ键 p -p π键
原子轨道重叠部分 两原子核之间，在键轴处 键轴上方和下方，键轴处为零
原子轨道重叠程度 大 小
键的强度 较大 较小
化学活泼性 不活泼 活泼
键的存在 共价单键为σ键，共价双键、三键中含有一个σ键 共价双键、三键分别含有1个、2个π键。两原子间最多能形成2个π键
2.σ键与π键的区别
【典例2】 有下列十种物质：①CH4 ②CH3CH2OH ③N2 ④HCl ⑤CO2
⑥CH3CH3 ⑦C2H4 ⑧C2H2 ⑨H2O2 ⑩HCHO
请按要求回答下列问题(填写编号)：
(1)只有σ键的有________，既有σ键又有π键的有________。
(2)只含有极性键的化合物有__________，既含有极性键，又含有非极性键的化合物有________。
(3)含有双键的有________，含有三键的有________。
答案 (1)①②④⑥⑨ ③⑤⑦⑧⑩ (2)①④⑤⑩
②⑥⑦⑧⑨ (3)⑤⑦⑩ ③⑧
【变式训练3】 下列说法中不正确的是( )
A．σ键比π键重叠程度大，形成的共价键强
B．两个原子之间形成共价键时，最多有一个σ键
C．气体单质中，一定有σ键，可能有π键
D．N2分子中有一个σ键，两个π键
解析 从原子轨道重叠程度看，π键轨道重叠程度比σ键重叠程度小，故π键稳定性低于σ键，在气体单质分子中存在σ键(如Cl2、H2)、π键(N2中存在σ键和π键)，稀有气体为单原子分子，不存在化学键。
答案 C
【变式训练4】 根据氢原子和氟原子的核外电子排布，对F2和HF分子中形成的共价键描述正确的是( )
A．两者都为s -s σ键
B．两者都为p- p σ键
C．前者为p -p σ键，后者为s -p σ键
D．前者为s -s σ键，后者为s- p σ键
解析 H原子的1个电子排布在1s轨道，F原子的最外层7个电子的排布为2s、2p轨道，F2单质中共价键是p -p σ键，而HF分子中是H原子的1s轨道与F原子的2p轨道头碰头重叠，形成s -p σ键。
答案 C