2.1.1　共价键课件(共36张PPT) 2023-2024学年高二化学人教版选择性必修2

(共36张PPT)
第二章
第一节　第一课时　共价键
素 养 目 标
1.认识共价键的本质,能说出微粒间作用的主要类型、特征和实质,从微观结构认识分子的产生原因,培养宏观辨识与微观探析的化学核心素养。
2.根据原子轨道的重叠方式,了解共价键可分为σ键和π键等类型;结合原子轨道的伸展方向,了解共价键具有饱和性和方向性。
基础落实·必备知识全过关
重难探究·能力素养全提升
目录索引
基础落实·必备知识全过关
一、共价键的定义和特征
1.定义:原子间通过　　　　　　　所形成的相互作用。
2.本质:原子轨道的重叠。
3.特征:
(1)　　　　　　:决定分子的组成;
(2)方向性:决定分子的空间结构。
共用电子对
饱和性
二、共价键的类型 　 按成键原子的原子轨道重叠方式分类
1.σ键
头碰头
s-s
s-p
p-p
特征 ①以形成化学键的两原子核的　　　　　　为轴做旋转操作,共价键电子云的图形　　　　　,这种特征称为　　　　　
②σ键的强度　　　
连线
不变
轴对称
较大
2.π键
形成 由两个原子的p轨道“　　　　　”重叠形成
p-p π键
(不存在s-s π键和s-p π键)
特征 ①π键的电子云具有　　　　　　性,即每个π键的电子云由两块组成,分别位于由两原子核构成平面的两侧,如果以它们之间包含原子核的平面为镜面,它们互为　　　　;
②π键不能旋转,不如σ键牢固,较易　　　
肩并肩
镜面对称
镜像
断裂
3.判断σ键、π键的一般规律
共价单键为　　键;共价双键中有一个　　键、一个　　键;共价三键由
　　个σ键和　　个π键组成。
σ
σ
π
一
两
三、共价键的形成条件
原子 Na Cl H Cl C O
电负性
电负性之差 (绝对值)
结论:当成键原子的电负性相差很大时,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。
0.9
3.0
2.1
3.0
2.5
3.5
2.1
0.9
1.0
离子
共价
深度思考
π键能单独成键吗
提示 不能。分子中单键是σ键,只有双键和三键中才含π键,故π键不能单独成键。
教材拓展
1.一般有机化合物中的π键都是p轨道之间形成的,在其他分子或离子中,还存在p-d轨道甚至d-d轨道的π键。
2.N2分子中的共价键类型
(1)基态N原子的价层电子排布式:2s22p3。
(2)N原子的价层电子轨道表示式: 。
(3)N2的形成过程:
当氮原子结合成分子时,2p轨道上有3个未成对电子,若两个氮原子的2px轨道以“头碰头”的方式相互重叠,则2pz和2py轨道只能分别采取相互平行的“肩并肩”的方式重叠,这样便形成了氮氮三键,如图所示。
(4)共价键类型:
易错辨析
(1)氯气的化学式是Cl2而不是Cl3,是由共价键的饱和性决定的。(　　)
(2)共价键只能是非金属原子之间成键。(　　)
提示 某些金属原子与非金属原子间也可形成共价键,如AlCl3中有共价键。
(3)并不是所有共价键都具有方向性,如s-s σ键没有方向性。(　　)
(4)N2分子中σ键与π键的个数比是1∶2。(　　)
√
×
√
√
重难探究·能力素养全提升
探究一　共价键的本质和特征
情境探究
(1)水分子中的共价键是哪些原子形成的哪类共价键 为什么水分子中的三个原子不在一条直线上
提示 水分子中的共价键是由氧原子与氢原子形成的σ键;共价键的方向性导致水分子中的三个原子不在一条直线上。
(2)过氧化氢分子中的O、H元素的化合价分别是多少 为什么
(3)共价键可以存在于哪些物质中 举例说明。
提示 过氧化氢分子中O、H元素的化合价分别是-1价、+1价。过氧化氢分子中有两类共价键,O—O间的共价键是非极性键,共用电子对不偏移;O—H是极性键,氧的电负性较H大,共用电子对偏向氧。
提示 共价键可以存在于共价单质中,如H2、O2、N2等;可以存在于共价化合物中,如H2O、H2SO4、CH4等;也可以存在于离子化合物中,如NaOH、NH4Cl、Na2O2等。
方法突破
共价键的本质和特征
应用体验
视角1共价键的形成
1.下列各组物质中,所含化学键都是共价键的是(　　)
A.H2S和Na2O2 B.H2O2和CaF2
C.NH3和N2 D.HNO3和NaCl
C
解析 A项,Na2O2中既有离子键又有共价键,不符合题意;B项,CaF2中只有离子键,不符合题意;D项,NaCl属于离子化合物,没有共价键,不符合题意。
2.下列不属于共价键成键因素的是(　　)
A.共用电子在两个原子核之间高概率出现
B.成键原子的原子轨道发生重叠
C.形成化学键,体系能量降低,趋于稳定
D.两原子体积大小要适中
D
解析 形成共价键时,原子轨道在两个原子核间重叠,电子在两个原子核之间出现的概率增大,使得它们同时受到两个原子核的吸引,从而导致体系能量降低,稳定性增强,但对成键原子体积的大小没有要求。综上所述,D项符合题意。
视角2共价键的特征
3.下列说法正确的是(　　)
A.若把H2S写成H3S,则违背了共价键的饱和性
B.H3O+的存在说明共价键不应有饱和性
C.所有共价键都有方向性
D.金属元素与非金属元素的原子间只形成离子键
A
解析 硫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项正确;H2O只能结合一个H+形成H3O+,证明共价键有饱和性,B项错误;H2分子中两个氢原子的1s轨道发生重叠形成H—H σ键,因为s轨道电子云轮廓图呈球形,所以H2分子中的H—H没有方向性,C项错误;AlCl3是铝原子与氯原子通过共价键形成的共价化合物,D项错误。
归纳总结　共价键方向性和饱和性的正确理解
(1)共价键的饱和性是由成键原子的未成对电子数决定的,它决定了分子的组成。
(2)共价键的方向性是由成键原子的轨道的方向性决定的,它决定了分子的空间结构。
(3)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。
4.原子间形成分子时,决定各原子相互结合的数量关系的是(　　)
A.共价键的方向性 B.共价键的饱和性
C.形成共价键原子的大小 D.共价键的稳定性
B
特别提醒　
探究二　σ键与π键的区别
情境探究
观察下图中乙烷、乙烯和乙炔分子的球棍模型,回答相关问题。
问题思考:
(1)乙烯和乙炔分子中的碳原子间,既存在σ键,又存在π键,σ键和π键的成键方式有何不同
提示 σ键是原子轨道以“头碰头”方式发生重叠成键;π键是p轨道与p轨道以“肩并肩”方式发生重叠成键。
(2)从乙烷、乙烯和乙炔分子中存在的σ键和π键来看,σ键和π键的存在条件和数目有何规律
(3)乙烯和乙炔的化学性质为什么比乙烷活泼
提示 σ键可以独立存在,π键不能单独存在。
所有的单键都是σ键;双键中有一个σ键和一个π键;三键中有一个σ键和两个π键。
提示 乙烯分子中的碳碳双键和乙炔分子中的碳碳三键中分别含有一个和两个π键,π键原子轨道重叠程度较小,不稳定,容易断裂。而乙烷分子中没有π键,σ键原子轨道重叠程度大,比较稳定,不易断裂。
方法突破
σ键与π键的比较
应用体验
视角1σ键和π键的形成
1.下列关于σ键与π键的说法正确的是(　　)
A.σ键是原子轨道以“头碰头”的方式重叠形成的共价键,π键是原子轨道以“肩并肩”的方式重叠形成的共价键
B. 描述的是π键的形成过程
C.一般而言,原子轨道以“头碰头”方式重叠比以“肩并肩”方式重叠的程度小,所以σ键比π键活泼
D. 可以表示N2分子中σ键和π键存在的情况
A
解析 B项描述的是原子轨道以“头碰头”方式重叠,即σ键的形成过程,B项错误;一般而言,σ键原子轨道的重叠程度大于π键,所以σ键更稳定,C项错误;根据σ键和π键的成键方式,中间位置形成的是σ键,其他位置形成的是π键,D项错误。
2.共价键从不同的角度可以进行不同的分类。下列有关σ键和π键的说法错误的是(　　)
A.含有π键的分子在反应时,一般π键是化学反应的积极参与者
B.当原子形成分子时(稀有气体除外),首先形成σ键,可能形成π键
C.有些原子在与其他原子形成分子时只能形成σ键,不能形成π键
D.在分子中,化学键可能只有π键而没有σ键
D
解析 一般情况下,π键不稳定,易断裂,则含有π键的分子在反应时,π键是化学反应的积极参与者,故A正确;原子形成分子,优先头碰头重叠,则先形成σ键,可能形成π键,故B正确;单键为σ键,而双键、三键中有σ键和π键,则有些原子在与其他原子形成分子时只能形成σ键,不能形成π键,如HCl,故C正确;共价键中一定含σ键,则在分子中,化学键可能只有σ键,而没有π键,故D错误。
视角2σ键和π键的判断
3.丁烯二酸(HOOCCH═CHCOOH)分子结构中含有σ键、π键的个数分别是(　　)
A.4个σ键,1个π键
B.11个σ键,3个π键
C.4个σ键,3个π键
D.9个σ键,5个π键
B
思维建模　判断σ键和π键的存在及分类的思维流程如下:
4.下列有关化学键类型的说法错误的是(　　)
A.丙炔的结构简式为CH3C≡CH,则丙炔分子中含有5个σ键和3个π键
B.乙烯与乙烷的化学性质不同,主要是因为乙烯中的π键不如σ键牢固
C.s轨道与s轨道不能形成π键,p轨道与p轨道能形成π键
D.(CN)2为直线形分子,含有3个σ键和4个π键
A
解析
A σ键 C—H:4个,C—C:1个,C≡C:1个 共6个 ×
π键 C≡C:2个 共2个
B 乙烷 C—C:1个σ键 C═C中π键的强度小于σ键,乙烯更活泼 √
乙烯 C═C:1个σ键、1个π键
C s-s轨道 仅形成σ键 √
p-p轨道 既可形成σ键,也可形成π键
D (CN)2 结构式为N≡C—C≡N,分子中含有3个σ键、4个π键 √
归纳总结　判断分子(或离子)中σ键和π键数目的方法
①写出分子(或离子)的结构式或电子式进行判断,如
C≡O等。
②根据单键、双键、三键中σ键和π键的数目计算分子(或离子)中含σ键和π键的总数。
本 课 结 束