化学人教版（2019)选择性必修2 2.1.1共价键（共36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36张ppt） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 4.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-12-19 18:35:55 | ||
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文档简介
(共36张PPT)
第二章 分子结构与性质
第一节 共价键
2.1.1 共价键
衡阳市八中高二化学备课组 单慧芳
教材文本阅读问题提纲P34-36：
1.共价键形成本质？
2.共价键特点
3.共价键类型？
4.σ 键如何形成？σ 键有什么特征？
5.π键如何形成？π 键有什么特征？
学习
目标
第1课时
共价键的类型-σ键和π键
PART
01
PART
02
PART
03
认识原子间通过原子轨道的重叠形成共价键,了解共价键具有饱和性、方向性。
知道根据原子轨道的重叠方式,共价键可分为σ键和π键等类型。
理解共价键中σ键和π键的区别,建立判断σ键和π键的思维模型,熟练判断分子中σ键和π键的存在及个数。
H2 HCl Cl2
温故知新:
你能用电子式表示下列物质的形成过程吗？
(1)
(2)
H Cl
H
+
Cl
H·
·H
＋
H:H
Cl
＋
Cl
Cl
Cl
(3)
温故知新:
共价键
1.概念：原子间通过共用电子对所形成的化学键。
2.成键粒子：通常是电负性相同或差值小的非金属原子或金属原子与非金属原子
讨论：如何从电子云和原子轨道的角度进一步理解共价键的形成的本质？
两个H原子电子自旋方向相反，当它们相互靠近到一定距离，两个1s原子轨道发生重叠，核间形成一个电子密度较大的区域。电子带负电，因而形象的说，核间电子好比在核间架起一座带负电荷的桥梁，把带正电的两个原子核“黏结”在一起。
3.共价键的本质：原子间通过原子轨道重叠，高概率的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
以氢原子形成H2为例，结合下面的两个图像思考
1.在共价键的形成中原子轨道能否无限重叠？
2.形成共价键的电子一定需要自旋方向相反吗？
思考：根据共价键的定义，只能有H2、HCl、Cl2等，
不可能有H3 、H2Cl和Cl3等，这是为什么呢？
一、共价键的特征
1、饱和性：
H·
·H
＋
H:H
↑
1S
↓
1S
↑↓
↑↓
↑↓
↓
3s
3p
H Cl
H
+
Cl
所以只能有H2、HCl、Cl2、等而不可能有H3、H2Cl、Cl3等
1s
↑
共价键的饱和性决定了共价化合物的分子组成。
【思考】NH3分子中N原子为什么是1个，而H原子为3个？
每种元素原子能提供的成键轨道数和未成对电子数是一定的。元素原子可能形成的共价键数与原子的价轨道数和价电子数有关。
【例1】NH3分子中N原子为什么是1个，而H原子为3个？
N和H原子的电子式分别为 和H·，N原子最外层有3个未成对电子，H原子有1个未成对电子，形成共价键时每个N原子只需与3个H原子分别形成3对共用电子对即可达到稳定状态，共价键达到饱和，从而决定了分子中H原子个数。
2、方向性：
共价键的方向性决定了共价化合物的立体构型。
CH4
NH3
H2O
CO2
正四面体形
三角锥形
V形
直线形
除S轨道外，原子轨道在空间有一定的取向。形成共价键时，各原子轨道总是尽可能沿着电子出现概率最大的方向重叠成键，以尽量降低体系能量。
一、共价键的特征
课堂练习：正误判断
(1)形成共价键后体系的能量降低，趋于稳定( )
(2)共价键的饱和性是与成键原子的未成对电子数有关( )
(3)共价键的饱和性决定了分子内部原子的数量关系( )
(4)共价键的方向性是由成键原子轨道的方向性决定的( )
(5)原子轨道在空间都具有方向性( )
(6)价键的饱和性与原子轨道的重叠程度有关( )
√
√
√
√
×
×
共价键的实质：
小结：
原子间形成共用电子对
成键原子相互接近时，原子轨道发生重叠（电子云重叠），自旋相反的未成对电子形成共用电子对。
从电子云
角度理解
【思考】原子轨道以哪些方式重叠才能形成稳定的共价键呢？
H
H
H
H
↑
1S
↓
1S
二、共价键的类型
氢原子形成氢分子的电子云描述
1、 σ 键：
（按照原子轨道重叠方式分类）
两个原子轨道沿着键轴方向（两核间联线）以“头碰头”方式相互重叠形成的共价键。
氢原子形成氢分子的电子云描述
H
H
H
H
↑
1S
↓
1S
（1） s-s σ 键
H2中的共价键称为σ键。H2中的σ键是由两个s轨道以“头碰头”的方式相互重叠形成的。
特征：已形成化学键的两个原子核的连线为轴做旋转操作，共价键的电子云图形不变——轴对称
H
Cl
H－Cl
↑
1s1
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↓
1s2
2s2
2p6
3s2
3p5
HCl的形成的电子云描述：
（2）s-p σ 键
HCl中的共价键是由H提供的未成对电子的1s原子轨道和Cl提供的未成对电子的3p原子轨道以“头碰头”方式重叠形成的。
特征：轴对称
试一试：用原子轨道描述2个氯原子形成Cl2分子的过程。
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑
1s2
2s2
2p6
3s2
3p5
Cl
Cl
Cl
Cl
（3） p-p σ 键
Cl2中的共价键是由2个氯原子各提供1个未成对电子的3p原子轨道以“头碰头”方式重叠形成的。
特征：轴对称
H-Cl
H-H
Cl-Cl
请归纳H-H、H-Cl和Cl-Cl的特点。
σ键
s- s σ键，如：H-H
s- p σ键，如：H-Cl
p- p σ键，如：Cl-Cl
“头碰头”
原子轨道的重叠方式：
种类
轴对称
电子云的对称方式：
（1）形成σ键的原子轨道重叠程度大，σ键强度大，不易断裂，较稳定；
（2）共价单键都是σ键。
可旋转
课堂练习：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
氮原子形成 N2 的过程：
问题：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？
z
z
y
y
x
p轨道与p轨道除了能形成σ键外，还能形成π键。
原子轨道，采取“肩并肩”的方式重叠，这种共价键叫π键
p-p π键的形成过程
二、共价键的类型
（按照原子轨道重叠方式分类）
2、π 键：
形成的π 键
原子轨道相互重叠
未成对电子的原子轨道互相靠拢
①镜面对称：
π键的特征：
每个π键的电子云由两块组成，它们互为镜像。
形成π键时电子云重叠程度比σ键小，一般π键不如σ键牢固，比较容易断裂。比如：乙烯易发生加成反应。
特例：N2分子中的π键比σ键稳定。
以形成π键的两个原子核的连线为轴，任意一个原子并不能单独旋转，若单独旋转则会破坏π键。
π键通常存在于双键、三键中
②强度小：
③不能旋转：
【思考交流】通过N2中氮氮三键、O2中氧氧双键形成过程的分析，
如何判断共价键的类别和个数？？
↑ ↑ ↑
2p3轨道
分析氮分子的形成过程
↓ ↓ ↓
2p3轨道
z
z
y
y
x
N2中 p-p σ键和 p-p π键的形成过程：
p-p π 键
p-p σ 键
p-p π 键
分析O2 中 p-p σ 键和 p-p π 键的形成过程
p-p σ键
p-p π键
两对孤电子对电子云
↑↓ ↑ ↑
2P4轨道
↑↓ ↓ ↓
2P4轨道
【思考交流】通过N2中氮氮三键、O2中氧氧双键形成过程的分析，
如何判断共价键的类别和个数？？
单键 双键 三键
σ键
1个σ键，1个π键
1个σ键、2个π键
（1）观察乙烷、乙烯和乙炔的分子结构，
分析分子中的共价键分别由几个σ键和几个π键构成？
①乙烷中含有1个C-C键和6个C-H键，所以乙烷中含有7个σ键；
②乙烯中含有1个C=C键和4个C-H键，即含有5个σ键和1个π键；
③乙炔中含有1个三键和2个C-H键，即含有3个σ键和2个π键；
探究共价键的类别和个数
（2）解释乙烯分子中π键是如何形成的？预测乙炔分子中π键是如何形成的？
乙烯分子：每个碳原子s轨道、2个p轨道（sp2杂化轨道）分别与2个氢原子、另一个碳原子形成3个σ键，共5个σ键；每个碳原子p轨道均有一个未成对电子，两个p轨道以“肩并肩"相互重叠，形成π键。
乙炔分子：每个碳原子s轨道、1个p轨道分别（sp杂化轨道）与1个氢原子、另一个碳原子形成2个σ键，共3个σ键；碳原子中另外两个p轨道与碳原子中的两个p轨道以“肩并肩”相互重叠，形成两个π键。
（2）观察下列物质的分子结构，
分析该分子中的共价键分别由几个σ键和几个π键构成？
探究共价键的类别和个数
Cl-C-Cl
O
∣
∣
3个σ键，1个π键
7个σ键，3个π键
共价键的类型 σ键 π键
原子轨道重叠方式
原子轨道重叠程度
对称类型
旋转情况
键的强度
成键情况 “头碰头”
“肩并肩”
大
小
轴对称
镜面对称
键的强度大，键牢固
键的强度小，易断裂
单键可以绕键轴任意旋转，不破坏σ键
不能旋转，否则破坏π键
单键都是σ键，双键含一个σ键和一个π键，三键含一个σ键和二个π键；σ键能单独存在，π键不能单独存在
小结：σ键和 π键的比较
注意：s-s电子、s-p电子只形成σ键；p-p电子既形成σ键，又形成π键；
且 p-p电子先形成σ键，后形成π键。
共价键
本质：原子之间通过共用电子对（或原子轨道重叠）形成共价键
特征：具有方向性和饱和性
成键方式
σ键
原子轨道“头碰头”重叠，电子云呈轴对称
特征
π键
原子轨道“肩并肩”重叠，电子云呈镜面对称
特征
共价三键——1个σ键、2个π键
共价单键——1个σ键
共价双键——1个σ键、1个π键
一般规律
课堂小结
课堂练习：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
提示： 稀有气体的单质分子中不含化学键；
多原子分子中一定含有σ键，可能含有π键。
课堂练习：在下列分子中①HF ②Br2 ③H2O ④N2 ⑤CO2 ⑥H2 ⑦H2O2 ⑧HCN
（1）分子中只有σ 键的是：
（2）分子中含有π键的是：
（3）分子中所有原子均满足最外层8电子结构的是：
（4）分子中含有s-s σ键的是：
（5）分子中含有s-p σ 键的是：
（6）分子中含有p-p σ键的是：
② ④ ⑤ ⑦ ⑧
① ② ③ ⑥ ⑦
④ ⑤ ⑧
② ④ ⑤
⑥
① ③ ⑦ ⑧
(H—C≡N)
课堂练习：
分析下列化学式中画有横线的元素，选出符合要求的物质，填空。
A.NH3 B.H2O C.HCl D.CH4 E.C2H6 F.N2
(1)所有的价电子都参与形成共价键的是_______。
(2)只有一个价电子参与形成共价键的是___。
(3)最外层有未参与成键的电子对的是_____________。
(4)既有σ键又有π键的是___。
D、E
C
A、B、C、F
F
课堂练习：二氯化二硫 是广泛用于橡胶工业的硫化剂，其分子结构如图所示。常温下 是种橙黄色的液体，遇水易水解，并产生能使品红褪色的气体。下列说法错误 的是( @63@ )。
A.电负性：
B.
C.
D.
C
第二章 分子结构与性质
第一节 共价键
2.1.1 共价键
衡阳市八中高二化学备课组 单慧芳
教材文本阅读问题提纲P34-36：
1.共价键形成本质？
2.共价键特点
3.共价键类型？
4.σ 键如何形成？σ 键有什么特征？
5.π键如何形成？π 键有什么特征？
学习
目标
第1课时
共价键的类型-σ键和π键
PART
01
PART
02
PART
03
认识原子间通过原子轨道的重叠形成共价键,了解共价键具有饱和性、方向性。
知道根据原子轨道的重叠方式,共价键可分为σ键和π键等类型。
理解共价键中σ键和π键的区别,建立判断σ键和π键的思维模型,熟练判断分子中σ键和π键的存在及个数。
H2 HCl Cl2
温故知新:
你能用电子式表示下列物质的形成过程吗？
(1)
(2)
H Cl
H
+
Cl
H·
·H
＋
H:H
Cl
＋
Cl
Cl
Cl
(3)
温故知新:
共价键
1.概念：原子间通过共用电子对所形成的化学键。
2.成键粒子：通常是电负性相同或差值小的非金属原子或金属原子与非金属原子
讨论：如何从电子云和原子轨道的角度进一步理解共价键的形成的本质？
两个H原子电子自旋方向相反，当它们相互靠近到一定距离，两个1s原子轨道发生重叠，核间形成一个电子密度较大的区域。电子带负电，因而形象的说，核间电子好比在核间架起一座带负电荷的桥梁，把带正电的两个原子核“黏结”在一起。
3.共价键的本质：原子间通过原子轨道重叠，高概率的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
以氢原子形成H2为例，结合下面的两个图像思考
1.在共价键的形成中原子轨道能否无限重叠？
2.形成共价键的电子一定需要自旋方向相反吗？
思考：根据共价键的定义，只能有H2、HCl、Cl2等，
不可能有H3 、H2Cl和Cl3等，这是为什么呢？
一、共价键的特征
1、饱和性：
H·
·H
＋
H:H
↑
1S
↓
1S
↑↓
↑↓
↑↓
↓
3s
3p
H Cl
H
+
Cl
所以只能有H2、HCl、Cl2、等而不可能有H3、H2Cl、Cl3等
1s
↑
共价键的饱和性决定了共价化合物的分子组成。
【思考】NH3分子中N原子为什么是1个，而H原子为3个？
每种元素原子能提供的成键轨道数和未成对电子数是一定的。元素原子可能形成的共价键数与原子的价轨道数和价电子数有关。
【例1】NH3分子中N原子为什么是1个，而H原子为3个？
N和H原子的电子式分别为 和H·，N原子最外层有3个未成对电子，H原子有1个未成对电子，形成共价键时每个N原子只需与3个H原子分别形成3对共用电子对即可达到稳定状态，共价键达到饱和，从而决定了分子中H原子个数。
2、方向性：
共价键的方向性决定了共价化合物的立体构型。
CH4
NH3
H2O
CO2
正四面体形
三角锥形
V形
直线形
除S轨道外，原子轨道在空间有一定的取向。形成共价键时，各原子轨道总是尽可能沿着电子出现概率最大的方向重叠成键，以尽量降低体系能量。
一、共价键的特征
课堂练习：正误判断
(1)形成共价键后体系的能量降低，趋于稳定( )
(2)共价键的饱和性是与成键原子的未成对电子数有关( )
(3)共价键的饱和性决定了分子内部原子的数量关系( )
(4)共价键的方向性是由成键原子轨道的方向性决定的( )
(5)原子轨道在空间都具有方向性( )
(6)价键的饱和性与原子轨道的重叠程度有关( )
√
√
√
√
×
×
共价键的实质：
小结：
原子间形成共用电子对
成键原子相互接近时，原子轨道发生重叠（电子云重叠），自旋相反的未成对电子形成共用电子对。
从电子云
角度理解
【思考】原子轨道以哪些方式重叠才能形成稳定的共价键呢？
H
H
H
H
↑
1S
↓
1S
二、共价键的类型
氢原子形成氢分子的电子云描述
1、 σ 键：
（按照原子轨道重叠方式分类）
两个原子轨道沿着键轴方向（两核间联线）以“头碰头”方式相互重叠形成的共价键。
氢原子形成氢分子的电子云描述
H
H
H
H
↑
1S
↓
1S
（1） s-s σ 键
H2中的共价键称为σ键。H2中的σ键是由两个s轨道以“头碰头”的方式相互重叠形成的。
特征：已形成化学键的两个原子核的连线为轴做旋转操作，共价键的电子云图形不变——轴对称
H
Cl
H－Cl
↑
1s1
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↓
1s2
2s2
2p6
3s2
3p5
HCl的形成的电子云描述：
（2）s-p σ 键
HCl中的共价键是由H提供的未成对电子的1s原子轨道和Cl提供的未成对电子的3p原子轨道以“头碰头”方式重叠形成的。
特征：轴对称
试一试：用原子轨道描述2个氯原子形成Cl2分子的过程。
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑
1s2
2s2
2p6
3s2
3p5
Cl
Cl
Cl
Cl
（3） p-p σ 键
Cl2中的共价键是由2个氯原子各提供1个未成对电子的3p原子轨道以“头碰头”方式重叠形成的。
特征：轴对称
H-Cl
H-H
Cl-Cl
请归纳H-H、H-Cl和Cl-Cl的特点。
σ键
s- s σ键，如：H-H
s- p σ键，如：H-Cl
p- p σ键，如：Cl-Cl
“头碰头”
原子轨道的重叠方式：
种类
轴对称
电子云的对称方式：
（1）形成σ键的原子轨道重叠程度大，σ键强度大，不易断裂，较稳定；
（2）共价单键都是σ键。
可旋转
课堂练习：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
氮原子形成 N2 的过程：
问题：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？
z
z
y
y
x
p轨道与p轨道除了能形成σ键外，还能形成π键。
原子轨道，采取“肩并肩”的方式重叠，这种共价键叫π键
p-p π键的形成过程
二、共价键的类型
（按照原子轨道重叠方式分类）
2、π 键：
形成的π 键
原子轨道相互重叠
未成对电子的原子轨道互相靠拢
①镜面对称：
π键的特征：
每个π键的电子云由两块组成，它们互为镜像。
形成π键时电子云重叠程度比σ键小，一般π键不如σ键牢固，比较容易断裂。比如：乙烯易发生加成反应。
特例：N2分子中的π键比σ键稳定。
以形成π键的两个原子核的连线为轴，任意一个原子并不能单独旋转，若单独旋转则会破坏π键。
π键通常存在于双键、三键中
②强度小：
③不能旋转：
【思考交流】通过N2中氮氮三键、O2中氧氧双键形成过程的分析，
如何判断共价键的类别和个数？？
↑ ↑ ↑
2p3轨道
分析氮分子的形成过程
↓ ↓ ↓
2p3轨道
z
z
y
y
x
N2中 p-p σ键和 p-p π键的形成过程：
p-p π 键
p-p σ 键
p-p π 键
分析O2 中 p-p σ 键和 p-p π 键的形成过程
p-p σ键
p-p π键
两对孤电子对电子云
↑↓ ↑ ↑
2P4轨道
↑↓ ↓ ↓
2P4轨道
【思考交流】通过N2中氮氮三键、O2中氧氧双键形成过程的分析，
如何判断共价键的类别和个数？？
单键 双键 三键
σ键
1个σ键，1个π键
1个σ键、2个π键
（1）观察乙烷、乙烯和乙炔的分子结构，
分析分子中的共价键分别由几个σ键和几个π键构成？
①乙烷中含有1个C-C键和6个C-H键，所以乙烷中含有7个σ键；
②乙烯中含有1个C=C键和4个C-H键，即含有5个σ键和1个π键；
③乙炔中含有1个三键和2个C-H键，即含有3个σ键和2个π键；
探究共价键的类别和个数
（2）解释乙烯分子中π键是如何形成的？预测乙炔分子中π键是如何形成的？
乙烯分子：每个碳原子s轨道、2个p轨道（sp2杂化轨道）分别与2个氢原子、另一个碳原子形成3个σ键，共5个σ键；每个碳原子p轨道均有一个未成对电子，两个p轨道以“肩并肩"相互重叠，形成π键。
乙炔分子：每个碳原子s轨道、1个p轨道分别（sp杂化轨道）与1个氢原子、另一个碳原子形成2个σ键，共3个σ键；碳原子中另外两个p轨道与碳原子中的两个p轨道以“肩并肩”相互重叠，形成两个π键。
（2）观察下列物质的分子结构，
分析该分子中的共价键分别由几个σ键和几个π键构成？
探究共价键的类别和个数
Cl-C-Cl
O
∣
∣
3个σ键，1个π键
7个σ键，3个π键
共价键的类型 σ键 π键
原子轨道重叠方式
原子轨道重叠程度
对称类型
旋转情况
键的强度
成键情况 “头碰头”
“肩并肩”
大
小
轴对称
镜面对称
键的强度大，键牢固
键的强度小，易断裂
单键可以绕键轴任意旋转，不破坏σ键
不能旋转，否则破坏π键
单键都是σ键，双键含一个σ键和一个π键，三键含一个σ键和二个π键；σ键能单独存在，π键不能单独存在
小结：σ键和 π键的比较
注意：s-s电子、s-p电子只形成σ键；p-p电子既形成σ键，又形成π键；
且 p-p电子先形成σ键，后形成π键。
共价键
本质：原子之间通过共用电子对（或原子轨道重叠）形成共价键
特征：具有方向性和饱和性
成键方式
σ键
原子轨道“头碰头”重叠，电子云呈轴对称
特征
π键
原子轨道“肩并肩”重叠，电子云呈镜面对称
特征
共价三键——1个σ键、2个π键
共价单键——1个σ键
共价双键——1个σ键、1个π键
一般规律
课堂小结
课堂练习：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
提示： 稀有气体的单质分子中不含化学键；
多原子分子中一定含有σ键，可能含有π键。
课堂练习：在下列分子中①HF ②Br2 ③H2O ④N2 ⑤CO2 ⑥H2 ⑦H2O2 ⑧HCN
（1）分子中只有σ 键的是：
（2）分子中含有π键的是：
（3）分子中所有原子均满足最外层8电子结构的是：
（4）分子中含有s-s σ键的是：
（5）分子中含有s-p σ 键的是：
（6）分子中含有p-p σ键的是：
② ④ ⑤ ⑦ ⑧
① ② ③ ⑥ ⑦
④ ⑤ ⑧
② ④ ⑤
⑥
① ③ ⑦ ⑧
(H—C≡N)
课堂练习：
分析下列化学式中画有横线的元素，选出符合要求的物质，填空。
A.NH3 B.H2O C.HCl D.CH4 E.C2H6 F.N2
(1)所有的价电子都参与形成共价键的是_______。
(2)只有一个价电子参与形成共价键的是___。
(3)最外层有未参与成键的电子对的是_____________。
(4)既有σ键又有π键的是___。
D、E
C
A、B、C、F
F
课堂练习：二氯化二硫 是广泛用于橡胶工业的硫化剂，其分子结构如图所示。常温下 是种橙黄色的液体，遇水易水解，并产生能使品红褪色的气体。下列说法
A.电负性：
B.
C.
D.
C