2.1共价键课件(共31张PPT)2023-2024学年高二化学人教版（2019）选择性必修2
文档属性
| 名称 | 2.1共价键课件(共31张PPT)2023-2024学年高二化学人教版（2019）选择性必修2 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 18.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-10-19 11:46:19 | ||
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文档简介
(共31张PPT)
第二章 分子结构与性质
第一节 共价键
人教版（2019）选择性必修二
用电子式表示NaCl、HCl和H2的形成过程：
Na+
Cl
Na
Cl
H Cl
H
+
Cl
离子键
共价键
阴、阳离子间通过静电作用所形成的化学键
原子间通过共用电子对所形成的化学键。
分为极性共价键（极性键）和非极性共价键（非极性键）。
如何用原子轨道的概念来进一步理解共价键的形成？
H·
·H
＋
H:H
知识回顾
一
a.电子配对原理：
b.最大重叠原理：
两原子各自提供一个自旋方向相反的电子彼此配对。
两原子轨道重叠部分越大，两核间电子的概率密度越大，形成的共价键越牢固，分子越稳定
电子云在两个原子核间重叠，意味着电子出现在核间的概率增大，电子带负电，因而可以形象的说，核间电子好比在核间架起一座带负电的桥梁，把带正电的两个原子核“黏结”在一起了。
现代价键理论的基本要点
现代价键理论的基本要点
饱和性
方向性
1、饱和性
H·
·H
＋
H:H
↑
1S
↓
1S
↑↓
↑↓
↑↓
↓
3s2
3p5
H Cl
H
+
Cl
所以只能有H2、HCl、Cl2、等而不可能有H3、H2Cl、Cl3等
1s1
↑
共价键的饱和性决定了共价化合物的分子组成。
按照共价键的共用电子对理论，一个原子有几个 ，便可和几个 电子配对成键，这就是共价键的饱和性。如果原子没有未成对电子，则不能形成共价键。
未成对电子
自旋状态相反的
一、共价键的特征
2、方向性
最大重叠原理：
两个原子轨道重叠越大，两核间电子的概率密度越大，形成的共价键越牢固，分子越稳定。
除s轨道是球形外，原子轨道都有一定的空间取向，所以要使原子轨道最大重叠，共价键必然有______。
方向性
并不是所有共价键都有方向性！如s-s轨道重叠形成的共价键就没有方向性。
共价键的方向性决定了共价化合物的空间构型。
一、共价键的特征
共价键
按共用电子对是否偏移
按共用电子对数目
极性键
非极性键
单键
双键
三键
按原子轨道的重叠方式
二、共价键的类型
H2分子中共价键的形成
1、 σ键
二、共价键的类型
σ键是两原子在成键时，原子轨道以“头碰头”的方式重叠形成的共价键。
s-s σ键
靠拢
重叠
成键
靠拢
重叠
成键
HCl分子
1s 3p
H Cl
哪种重叠方向才正确呢？
原子轨道重叠越大，形成的共价键越牢固，分子越稳定。
二、共价键的类型
1、 σ键
HCl分子中共价键的形成
二、共价键的类型
1、 σ键
s-p σ键
Cl2分子中共价键的形成
二、共价键的类型
1、 σ键
p-p σ键
二、共价键的类型
共价键的深入认识
H-Cl
H-H
Cl-Cl
请归纳H-H、H-Cl和Cl-Cl的特点。
原子轨道以“头碰头”的方式重叠形成的共价键
二、共价键的类型
H-Cl
H-H
Cl-Cl
σ键的特征：以形成化学键的两原子核的连线为轴旋转，共价键电子云的图形不变，这种特征称为轴对称。
小结:
σ键
σ 键
“头碰头”
原子轨道的重叠方式：
特征：电子云图形轴对称，能旋转
s-s σ键，如：H-H
s-p σ键，如：H-Cl
p-p σ键，如：Cl-Cl
种类
形成σ键的原子轨道的重叠程度较大，故σ键较稳定。
单键均为σ键，双键、三键均有σ键，任何两个原子形成的共价键且只有一个σ键
σ键的常见类型有(1)s-s, (2)s-p, (3)p-p，请指出下列分子
σ键所属类型：
A、HBr
B、NH3
C、F2
D、H2
s-p
s-p
p-p
s-s
原子轨道除了以“头碰头”的方式重叠以外，还有没有可能以其他的方式重叠成键？
二、共价键的类型
“肩并肩”
2、π 键
原子轨道的重叠方式：
特征：
p-p π键
种类：
电子云由两块组成，镜面对称，不能旋转
不存在s-s π键，s-p π键！
稳定性：π键不如σ键牢固,较易断裂（形成π键时，原子轨道重叠程度比σ键的小）
二、共价键的类型
两原子形成共价键时，先形成σ键，然后才能形成π键。
N2（N N）形成过程
二、共价键的类型
3、σ 键和 π 键的判断
共价单键 共价双键 共价三键
σ键
s-s
s-p
p-p
1个σ键、1个π键
1个σ键、2个π键
π键不能单独存在！通常存在于共价双键或共价三键中。
头碰头；
轴对称；
可旋转；
σ键重叠程度较大，较强的稳定性。
σ键
小结
π键
肩并肩；
镜面对称；
不可旋转；
π键重叠程度较小，易断裂，较活泼
共价单键是σ键；
共价双键中有1个σ键，1个π键
共价三键中有1个σ键，2个π键
探究
共价键
【问题和预测】
（1）乙烷、乙烯和乙炔分子中的共价键分别有几个σ键和几个π键组成？
乙炔分子中由3个σ键和2个π键组成
乙烷分子中由7个σ键组成
乙烯分子中由5个σ键和1个π键组成
人教版（2019）选择性必修二
探究
共价键
【问题与讨论】
钠和氯通过得失电子同样是形成电子对，为什么这对电子不被钠原子和氯原子共用形成共价键而形成离子键呢？你能从原子的电负性差别来理解吗？
原子 Na Cl H Cl C O
电负性
电负性之差（绝对值）
结论：当原子的电负性相差很大，化学反应形成的电子对不会被共用，形成的将是_____键；而_____键是电负性相差不大的原子之间形成的化学键。
离子
共价
1.7
0.9
3.0
2.1
3.0
2.5
3.5
2.1
0.9
1.0
课堂练习：已知：元素 的电负性为2.5，元素 的电负性为3.5，元素 的电负性为1.2，元素 的电负性为2.4。你认为上述四种元素中，最容易形成共价键的是( @47@ )。
A. 与 B. 与 C. 与 D. 与
B
2、下列说法正确的是( )。
A.π键是由两个p轨道“头碰头”重叠形成的
B.σ键的电子云图形是镜面对称的,而π键的电子云图形是轴对称的
C.一般 键比 键重叠程度大，形成的共价键强
D.气体单质中，一定有 键，可能有 键
C
1∶1
3
1
20
共价键的强弱用什么来衡量？我们如何用化学语言来描述不同分子的空间结构和稳定性？
CH4
CH3CH2OH
CH3COOH
C6H6
三、键参数——键能、键长、键角
【思考与讨论】
1.键能
概念：气态分子中1mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。
单位：kJ mol-1
键能——衡量共价键的强弱
条件：通常是298.15K，100kPa条件下的标准值，可以通过实验测定。
平均值
三、键参数——键能、键长、键角
三、键参数——键能、键长、键角
某些共价键的键能（kJ·mol－1）
键 键能 键 键能
F－F 157 N－O 176
Cl－Cl 242.7 N＝O 607
Br－Br 193.7 O－O 142
I－I 152.7 O＝O 497.3
C－C 347.7 C－H 413.4
C=C 615 N－H 390.8
C≡C 812 O－H 462.8
思考与讨论：
碳碳单键、碳碳双键和碳碳三键之间键能关系？
碳碳单键 ＜碳碳 双键 ＜ 碳碳三键（不存在倍数关系）
氮氮单键 ＜氮氮 双键 ＜ 氮氮三键（不存在倍数关系）
键能的判断
键能的应用
a.衡量共价键的强弱
b.估算化学反应的反应热
键能越大，共价键越稳定。
相同原子间的键能：
三、键参数——键能、键长、键角
N2、O2、F2与氢气的反应能力依次增强，从键能的角度如何理解这一事实？
化学键 N≡N O=O F－F
键 能
946kJ/mol
497.3kJ/mol
157kJ/mol
化学键 N－H O－H F－H
键 能
390.8kJ/mol
462.8kJ/mol
568kJ/mol
N2、O2、F2的键能依次减小，说明了化学键的牢固度依次减弱。
N-H、O-H、F-H的键能依次增大，说明了化学键的牢固度依次增强，所以 N2、O2、F2与氢气的反应能力依次增强
思考与讨论2
三、键参数——键能、键长、键角
2、键长
（1）定义：
构成化学键的两个原子的核间距。不过，分子中的原子始终处于不断振动之中，键长只是振动着的原子处于平衡位置时的核间距。
Cl2中Cl-Cl键长
（2）影响因素：
原子半径决定化学键的键长，一般而言，原子半径越小，共价键的键长越短。
共价键的键长越短，往往键能越大，表明共价键越稳定，分子越稳定。
H－H Cl－Cl Br－Br
键长 74 198 228
键能 436.0 242.7 193.7
三、键参数——键能、键长、键角
（3）共价键键长规律：
②成键原子相同时，键长：单键键长＞双键键长＞三键键长
①同种类型的共价键，成键原子的原子半径越大，键长越大。
三、键参数——键能、键长、键角
（4）键长的应用
①判断共价键的稳定性
键长越短，键能越大，表明共价键越稳定。
②分子的空间结构
键长是影响分子空间结构的因素之一。
如CH4分子的空间结构为正四面体形，而CH3Cl分子的空间结构是四面体形而不是正四面体形，原因是C-H和C-Cl 的键长不相等。
但是F-F不符合“键长越短，键能越大”的规律，为什么？
F原子半径很小，因此F-F键的键长短，但也是由于F—F的键长短，两个F原子形成共价键时，原子核之间的距离小，排斥力大，因此键能小,化学性质很活泼。
三、键参数——键能、键长、键角
3、键角
（1）概念
在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角
CO2键角为180°是，一种直线形分子；H2O分子中的H—O—H键角是105°，是一种V形(或称角形)分子。多原子分子中的键角一定，表明共价键具有方向性。
第二章 分子结构与性质
第一节 共价键
人教版（2019）选择性必修二
用电子式表示NaCl、HCl和H2的形成过程：
Na+
Cl
Na
Cl
H Cl
H
+
Cl
离子键
共价键
阴、阳离子间通过静电作用所形成的化学键
原子间通过共用电子对所形成的化学键。
分为极性共价键（极性键）和非极性共价键（非极性键）。
如何用原子轨道的概念来进一步理解共价键的形成？
H·
·H
＋
H:H
知识回顾
一
a.电子配对原理：
b.最大重叠原理：
两原子各自提供一个自旋方向相反的电子彼此配对。
两原子轨道重叠部分越大，两核间电子的概率密度越大，形成的共价键越牢固，分子越稳定
电子云在两个原子核间重叠，意味着电子出现在核间的概率增大，电子带负电，因而可以形象的说，核间电子好比在核间架起一座带负电的桥梁，把带正电的两个原子核“黏结”在一起了。
现代价键理论的基本要点
现代价键理论的基本要点
饱和性
方向性
1、饱和性
H·
·H
＋
H:H
↑
1S
↓
1S
↑↓
↑↓
↑↓
↓
3s2
3p5
H Cl
H
+
Cl
所以只能有H2、HCl、Cl2、等而不可能有H3、H2Cl、Cl3等
1s1
↑
共价键的饱和性决定了共价化合物的分子组成。
按照共价键的共用电子对理论，一个原子有几个 ，便可和几个 电子配对成键，这就是共价键的饱和性。如果原子没有未成对电子，则不能形成共价键。
未成对电子
自旋状态相反的
一、共价键的特征
2、方向性
最大重叠原理：
两个原子轨道重叠越大，两核间电子的概率密度越大，形成的共价键越牢固，分子越稳定。
除s轨道是球形外，原子轨道都有一定的空间取向，所以要使原子轨道最大重叠，共价键必然有______。
方向性
并不是所有共价键都有方向性！如s-s轨道重叠形成的共价键就没有方向性。
共价键的方向性决定了共价化合物的空间构型。
一、共价键的特征
共价键
按共用电子对是否偏移
按共用电子对数目
极性键
非极性键
单键
双键
三键
按原子轨道的重叠方式
二、共价键的类型
H2分子中共价键的形成
1、 σ键
二、共价键的类型
σ键是两原子在成键时，原子轨道以“头碰头”的方式重叠形成的共价键。
s-s σ键
靠拢
重叠
成键
靠拢
重叠
成键
HCl分子
1s 3p
H Cl
哪种重叠方向才正确呢？
原子轨道重叠越大，形成的共价键越牢固，分子越稳定。
二、共价键的类型
1、 σ键
HCl分子中共价键的形成
二、共价键的类型
1、 σ键
s-p σ键
Cl2分子中共价键的形成
二、共价键的类型
1、 σ键
p-p σ键
二、共价键的类型
共价键的深入认识
H-Cl
H-H
Cl-Cl
请归纳H-H、H-Cl和Cl-Cl的特点。
原子轨道以“头碰头”的方式重叠形成的共价键
二、共价键的类型
H-Cl
H-H
Cl-Cl
σ键的特征：以形成化学键的两原子核的连线为轴旋转，共价键电子云的图形不变，这种特征称为轴对称。
小结:
σ键
σ 键
“头碰头”
原子轨道的重叠方式：
特征：电子云图形轴对称，能旋转
s-s σ键，如：H-H
s-p σ键，如：H-Cl
p-p σ键，如：Cl-Cl
种类
形成σ键的原子轨道的重叠程度较大，故σ键较稳定。
单键均为σ键，双键、三键均有σ键，任何两个原子形成的共价键且只有一个σ键
σ键的常见类型有(1)s-s, (2)s-p, (3)p-p，请指出下列分子
σ键所属类型：
A、HBr
B、NH3
C、F2
D、H2
s-p
s-p
p-p
s-s
原子轨道除了以“头碰头”的方式重叠以外，还有没有可能以其他的方式重叠成键？
二、共价键的类型
“肩并肩”
2、π 键
原子轨道的重叠方式：
特征：
p-p π键
种类：
电子云由两块组成，镜面对称，不能旋转
不存在s-s π键，s-p π键！
稳定性：π键不如σ键牢固,较易断裂（形成π键时，原子轨道重叠程度比σ键的小）
二、共价键的类型
两原子形成共价键时，先形成σ键，然后才能形成π键。
N2（N N）形成过程
二、共价键的类型
3、σ 键和 π 键的判断
共价单键 共价双键 共价三键
σ键
s-s
s-p
p-p
1个σ键、1个π键
1个σ键、2个π键
π键不能单独存在！通常存在于共价双键或共价三键中。
头碰头；
轴对称；
可旋转；
σ键重叠程度较大，较强的稳定性。
σ键
小结
π键
肩并肩；
镜面对称；
不可旋转；
π键重叠程度较小，易断裂，较活泼
共价单键是σ键；
共价双键中有1个σ键，1个π键
共价三键中有1个σ键，2个π键
探究
共价键
【问题和预测】
（1）乙烷、乙烯和乙炔分子中的共价键分别有几个σ键和几个π键组成？
乙炔分子中由3个σ键和2个π键组成
乙烷分子中由7个σ键组成
乙烯分子中由5个σ键和1个π键组成
人教版（2019）选择性必修二
探究
共价键
【问题与讨论】
钠和氯通过得失电子同样是形成电子对，为什么这对电子不被钠原子和氯原子共用形成共价键而形成离子键呢？你能从原子的电负性差别来理解吗？
原子 Na Cl H Cl C O
电负性
电负性之差（绝对值）
结论：当原子的电负性相差很大，化学反应形成的电子对不会被共用，形成的将是_____键；而_____键是电负性相差不大的原子之间形成的化学键。
离子
共价
1.7
0.9
3.0
2.1
3.0
2.5
3.5
2.1
0.9
1.0
课堂练习：已知：元素 的电负性为2.5，元素 的电负性为3.5，元素 的电负性为1.2，元素 的电负性为2.4。你认为上述四种元素中，最容易形成共价键的是( @47@ )。
A. 与 B. 与 C. 与 D. 与
B
2、下列说法正确的是( )。
A.π键是由两个p轨道“头碰头”重叠形成的
B.σ键的电子云图形是镜面对称的,而π键的电子云图形是轴对称的
C.一般 键比 键重叠程度大，形成的共价键强
D.气体单质中，一定有 键，可能有 键
C
1∶1
3
1
20
共价键的强弱用什么来衡量？我们如何用化学语言来描述不同分子的空间结构和稳定性？
CH4
CH3CH2OH
CH3COOH
C6H6
三、键参数——键能、键长、键角
【思考与讨论】
1.键能
概念：气态分子中1mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。
单位：kJ mol-1
键能——衡量共价键的强弱
条件：通常是298.15K，100kPa条件下的标准值，可以通过实验测定。
平均值
三、键参数——键能、键长、键角
三、键参数——键能、键长、键角
某些共价键的键能（kJ·mol－1）
键 键能 键 键能
F－F 157 N－O 176
Cl－Cl 242.7 N＝O 607
Br－Br 193.7 O－O 142
I－I 152.7 O＝O 497.3
C－C 347.7 C－H 413.4
C=C 615 N－H 390.8
C≡C 812 O－H 462.8
思考与讨论：
碳碳单键、碳碳双键和碳碳三键之间键能关系？
碳碳单键 ＜碳碳 双键 ＜ 碳碳三键（不存在倍数关系）
氮氮单键 ＜氮氮 双键 ＜ 氮氮三键（不存在倍数关系）
键能的判断
键能的应用
a.衡量共价键的强弱
b.估算化学反应的反应热
键能越大，共价键越稳定。
相同原子间的键能：
三、键参数——键能、键长、键角
N2、O2、F2与氢气的反应能力依次增强，从键能的角度如何理解这一事实？
化学键 N≡N O=O F－F
键 能
946kJ/mol
497.3kJ/mol
157kJ/mol
化学键 N－H O－H F－H
键 能
390.8kJ/mol
462.8kJ/mol
568kJ/mol
N2、O2、F2的键能依次减小，说明了化学键的牢固度依次减弱。
N-H、O-H、F-H的键能依次增大，说明了化学键的牢固度依次增强，所以 N2、O2、F2与氢气的反应能力依次增强
思考与讨论2
三、键参数——键能、键长、键角
2、键长
（1）定义：
构成化学键的两个原子的核间距。不过，分子中的原子始终处于不断振动之中，键长只是振动着的原子处于平衡位置时的核间距。
Cl2中Cl-Cl键长
（2）影响因素：
原子半径决定化学键的键长，一般而言，原子半径越小，共价键的键长越短。
共价键的键长越短，往往键能越大，表明共价键越稳定，分子越稳定。
H－H Cl－Cl Br－Br
键长 74 198 228
键能 436.0 242.7 193.7
三、键参数——键能、键长、键角
（3）共价键键长规律：
②成键原子相同时，键长：单键键长＞双键键长＞三键键长
①同种类型的共价键，成键原子的原子半径越大，键长越大。
三、键参数——键能、键长、键角
（4）键长的应用
①判断共价键的稳定性
键长越短，键能越大，表明共价键越稳定。
②分子的空间结构
键长是影响分子空间结构的因素之一。
如CH4分子的空间结构为正四面体形，而CH3Cl分子的空间结构是四面体形而不是正四面体形，原因是C-H和C-Cl 的键长不相等。
但是F-F不符合“键长越短，键能越大”的规律，为什么？
F原子半径很小，因此F-F键的键长短，但也是由于F—F的键长短，两个F原子形成共价键时，原子核之间的距离小，排斥力大，因此键能小,化学性质很活泼。
三、键参数——键能、键长、键角
3、键角
（1）概念
在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角
CO2键角为180°是，一种直线形分子；H2O分子中的H—O—H键角是105°，是一种V形(或称角形)分子。多原子分子中的键角一定，表明共价键具有方向性。