3.3.1共价键 共价晶体（教学课件）(共33张PPT)_高中化学苏教版选择性必修二（2019）
文档属性
| 名称 | 3.3.1共价键 共价晶体（教学课件）(共33张PPT)_高中化学苏教版选择性必修二（2019） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 1.5MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-04-06 22:09:59 | ||
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文档简介
(共33张PPT)
专题3 微粒间作用力与物质性质
第三单元 共价键 共价晶体
3.3.1 共价键的形成
共价键的类型
教学重难点
重点
深度阐释共价键形成过程，运用动画、模型等直观手段展示原子轨道重叠变化及电子云分布演化，结合实例详细讲解
系统讲解共价键分类依据与特点，通过对比表格、实例分析等方式，明晰 σ 键和 π 键、极性键和非极性键、配位键在成键方式、电子对偏移、键能强度等方面特性，使学生能精准判别各类共价键，形成清晰知识框架。
难点
借助量子力学初步概念与形象化类比，巧妙化解原子轨道重叠抽象性难题，如以水波叠加比喻原子轨道重叠，辅助学生理解不同类型原子轨道“头碰头”“肩并肩” 重叠方式及形成共价键差异，引导学生突破 σ 键和 π 键判断及大 π 键理解困境。
在人类所利用的物质中，无论是自然界存在的，还是化学家合成的，大多数是含有共价键的物质。生命活动不可缺少的物质（如氧气、水、糖类、蛋白质、维生素等），各种性能优异的有机高分子材料以及治疗疾病的药物中，一般都含有共价键。共价键是一种重要的化学键，对研究物质的性质及其反应意义重大。
课前导入
共价键的形成
PART 01
共价键
（1）概念：通常情况下，吸引电子能力相近的原子之间通过共用电子对形成的相互作用
（2）成键粒子：原子
（3）形成条件：通常，电负性相同或者差值小（一般小于1.7）的非金属元素原子之间或某些金属元素原子与非金属元素原子之间形成共价键
【如AlCl3、BeCl2、FeCl3等含有共价键】
共价键的形成（以氢分子的形成为例）
①相距很远时
H
H
相互接近
此时此刻，两个氢原子之间的相互作用可以忽略不计，体系的能量等于两个氢原子的能量之和
1s1
1s1
共价键的形成（以氢分子的形成为例）
②原子轨道重叠
若两个氢原子核外电子的自旋方向相反，他们接近到一定距离时，两个1s轨道发生重叠，电子在两原子核间出现的机会较大。
H
H
原子轨道发生重叠
共价键的形成（以氢分子的形成为例）
③形成共价键
随着核间间距的减小，核间电子出现的机会逐渐增大，体系的能量逐渐下降，达到能量最低状态，形成稳定的氢原子
H
H
形成H2分子的
共价键H-H
共价键的形成（以氢分子的形成为例）
④核间距进一步减小时，两原子间的斥力使体系的能量迅速上升，这种排斥作用又将氢原子推回到平衡位置。氢分子的形成过程中能量（主要指势能）随核间距的变化如图中曲线a所示。
若两个氢原子核外电子的自旋方向相同，当它们相互接近时，原子间总是排斥作用占主导地位（如图中曲线b所示）。所以两个带有自旋方向相同的电子的氢原子不可能形成氢分子。
共价键的形成的本质
核间距→大
能
量
因此，当成键原子相互接近时，原子轨道发生重叠，自旋方向相反的未成对电子形成共用电子对，两原子核间电子云密度增加，体系能量降低。
共价键的饱和性
（1）定义：
共价分子中，每个原子形成共价键的数目是一定的，这就是共价键的饱和性。
（2）原因：
形成共价键时，只有成键原子中自旋方向相反的未成对电子才能形成共用电子对。成键过程中，每种元素的原子有几个未成对电子，通常就只能和几个自旋方向相反的电子形成共价键。
（3）举例：
氯原子中有一个未成对电子，两个氯原子之间可形成一个共价键结合为氯分子，表示为Cl—Cl
共价键的方向性
（1）原因：
形成共价键时，两个参与成键的原子轨道总是尽可能沿着电子出现机会最大的方向重叠成键，而且原子轨道重叠越多，电子在两核间出现的机会越多，体系的能量下降也就越多，形成的共价键越牢固。因此，一个原子与周围原
子形成的共价键就表现出方向性
（2）作用：
分子的空间结构与共价键的方向性密切相关。
（3）注意事项：
并不是所有的共价键都具有方向性，两个s轨道重叠形成的共价键没有方向性。
易错辨析
（1）共价键不仅存在于共价化合物中，也可以存在于离子化合物中，如NaOH、NH4Cl中都含有共价键，还可以存在于非金属单质中，如H2、O3等。
（2）非金属元素之间并不是只形成共价键，也可以形成离子键，如铵盐NH4NO3只由非金属元素组成，但是含有离子键。
（3）活泼的金属元素和非金属元素之间也可以形成共价键，如AlCl3中只有共价键。
（4）所有共价键都有饱和性，但并不是所有的共价键都有方向性，如s-s σ键就没有方向性。
典例解析
下列说法正确的是( )
A．Cl2是双原子分子，H2S是三原子分子，这是由共价键的方向性决定的
B．H2O与H2S的空间结构一样是由共价键的饱和性决定的
C．并非所有的共价键都有方向性
D．两原子轨道发生重叠后，电子在两核间出现的概率减小
C
【解析】Cl2是双原子分子，H2S是三原子分子，这是由共价键的饱和性决定的，A不正确；氢气中的共价键没有方向性，C正确；两原子轨道发生重叠后，电子在两核间出现的概率增大，D不正确。
共价键的类型
PART 02
σ键和π键
按照原子轨道的重叠方式，共价键可以分为σ键和π键
氮气分子中原子
轨道的重叠方式
氮原子的核外电子排布式为1s2 2s2 ，有三个未成对电子，当两个氮原子结合成氮气分子时，两个氮原子的px轨道沿x轴方向以“头碰头”的方式发生重叠，而py-py和pz-pz轨道只能相互平行以“肩并肩”的方式发生重叠，从而形成了氮氮三键。
σ键
定义：
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称为σ键。
类型：s—sσ键
两个成键原子均提供s轨道形成共价键
H
H
H—H
H—H 键的形成
σ键
类型：s-p σ键
两个成键原子分别提供s原子轨道和p原子轨道形成共价键
Cl
H
H－Cl
H—Cl 键的形成
σ键
类型：p-p σ键
两个成键原子分别提供p原子轨道形成共价键
Cl
Cl
Cl-
Cl
Cl—Cl 键的形成
①轴对称：以形成化学键的两原子核的连线为轴做旋转操作，共价键的电子云的图形不变。
②能旋转：以形成σ键的两个原子核的连线为轴，任意一个原子可以绕轴旋转，并不会破坏σ键。
③稳定性强：形成σ键的原子轨道的重叠程度较大，故σ键具有较强的稳定性。
④存在形式：共价单键为σ键，共价双键和共价三键中通常含有一个σ键
σ键的特征和存在
π键
定义：
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称为π键。
类型：p—pπ键
①镜面对称：每个π键的电子云由两块组成，它们互为镜像，这种特征称为镜面对称。
②强度小：形成π键时，原子轨道重叠程度比σ键的小，通常情况下，π键没有σ键牢固。
③不能旋转：以形成π键的两个原子核的连线为轴，任意一个原子不能单独旋转，若单独旋转则会破坏π键，如以py－py π键为例，若旋转其中一个成键原子，则两个原子的py轨道不再平行，也就破坏了形成的π键。
④存在形式：不能单独存在，通常存在于共价双键或者三键中
π键的特征和存在
极性键和非极性键
类型 形成元素 共用电子对偏移 原子电性
非极性键 同种元素 两原子电负性相同，共用电子对不偏移 两原子都不显电性
极性键 不同种元素 共用电子对偏向电负性较大的原子 电负性较大的原子显负电性，电负性较小的原子显正电性
铵根离子的形成
氮原子和氢原子形成氨分子时，氮原子提供3个未成对电子与3个氢原子形成3对共用电子对，还有1对电子未与其他原子共用，这对电子称为孤电子对。当氨分子遇到氢离子时，氨分子中的氮原子提供孤电子对与氢离子形成共价键，即氨分子中氮原子上的孤电子对所占据的轨道与氢离子的1 s空轨道发生重叠形成共价键，从而形成铵根离子。
配位键
由一个原子提供孤电子对与另一个有空轨道可接受电子的原子形成共价键，这类共价键称为配位键。
在表示分子或离子的结构式时，常用“ →”表示配位键，其箭头指向接受孤电子对的原子，如 的结构式可用下图表示。在 中，4个N—H键是完全相同的。
的结构式
课堂小结
PART 03
共价键的特征：有方向性和饱和性
共价键形成的本质
2
1
共价键
σ键和π键
极性键和非极性键
配位键
共价键的类型
3
课堂练习
PART 04
1．下列元素的原子间易形成共价键的是( )
A．Na和Cl B．K和F
C．H和Cl D．Ca和O
2．已知X、Y、Z、W四种元素原子的电负性数值如下所示：
你认为上述四种元素中，最容易形成共价键的是( )
A．X与Y B．X与W
C．Y与Z D．Y与W
元素 X Y Z W
电负性 2.5 3.5 1.2 2.4
C
B
3．下列说法正确的是( )
A．所有的原子轨道都具有一定的伸展方向，因此所有的共价键都具有方向性
B．某原子跟其他原子形成共价键时，其共价键数一定等于该元素原子的价电子数
C．基态C原子有两个未成对电子，所以最多只能形成2个共价键
D．1个N原子最多只能与3个H原子结合形成NH3分子，是由共价键的饱和性决定的
D
4．下列说法正确的是( )
A．若把H2S写成H3S，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，两核中的电子不仅存在于两核之间，还会绕两核运动
A
5．下列关于σ键和π键的理解不正确的是( )
A．σ键可以绕键轴旋转，π键不能绕键轴旋转
B．H2分子中的σ键是s-s σ键，HClO分子中的σ键都是p-p σ键
C．C2H4分子和N2H4分子中都含有5个σ键
D．σ键以“头碰头”方式重叠，π键以“肩并肩”方式重叠
B
Thanks
好好学习天天向上
专题3 微粒间作用力与物质性质
第三单元 共价键 共价晶体
3.3.1 共价键的形成
共价键的类型
教学重难点
重点
深度阐释共价键形成过程，运用动画、模型等直观手段展示原子轨道重叠变化及电子云分布演化，结合实例详细讲解
系统讲解共价键分类依据与特点，通过对比表格、实例分析等方式，明晰 σ 键和 π 键、极性键和非极性键、配位键在成键方式、电子对偏移、键能强度等方面特性，使学生能精准判别各类共价键，形成清晰知识框架。
难点
借助量子力学初步概念与形象化类比，巧妙化解原子轨道重叠抽象性难题，如以水波叠加比喻原子轨道重叠，辅助学生理解不同类型原子轨道“头碰头”“肩并肩” 重叠方式及形成共价键差异，引导学生突破 σ 键和 π 键判断及大 π 键理解困境。
在人类所利用的物质中，无论是自然界存在的，还是化学家合成的，大多数是含有共价键的物质。生命活动不可缺少的物质（如氧气、水、糖类、蛋白质、维生素等），各种性能优异的有机高分子材料以及治疗疾病的药物中，一般都含有共价键。共价键是一种重要的化学键，对研究物质的性质及其反应意义重大。
课前导入
共价键的形成
PART 01
共价键
（1）概念：通常情况下，吸引电子能力相近的原子之间通过共用电子对形成的相互作用
（2）成键粒子：原子
（3）形成条件：通常，电负性相同或者差值小（一般小于1.7）的非金属元素原子之间或某些金属元素原子与非金属元素原子之间形成共价键
【如AlCl3、BeCl2、FeCl3等含有共价键】
共价键的形成（以氢分子的形成为例）
①相距很远时
H
H
相互接近
此时此刻，两个氢原子之间的相互作用可以忽略不计，体系的能量等于两个氢原子的能量之和
1s1
1s1
共价键的形成（以氢分子的形成为例）
②原子轨道重叠
若两个氢原子核外电子的自旋方向相反，他们接近到一定距离时，两个1s轨道发生重叠，电子在两原子核间出现的机会较大。
H
H
原子轨道发生重叠
共价键的形成（以氢分子的形成为例）
③形成共价键
随着核间间距的减小，核间电子出现的机会逐渐增大，体系的能量逐渐下降，达到能量最低状态，形成稳定的氢原子
H
H
形成H2分子的
共价键H-H
共价键的形成（以氢分子的形成为例）
④核间距进一步减小时，两原子间的斥力使体系的能量迅速上升，这种排斥作用又将氢原子推回到平衡位置。氢分子的形成过程中能量（主要指势能）随核间距的变化如图中曲线a所示。
若两个氢原子核外电子的自旋方向相同，当它们相互接近时，原子间总是排斥作用占主导地位（如图中曲线b所示）。所以两个带有自旋方向相同的电子的氢原子不可能形成氢分子。
共价键的形成的本质
核间距→大
能
量
因此，当成键原子相互接近时，原子轨道发生重叠，自旋方向相反的未成对电子形成共用电子对，两原子核间电子云密度增加，体系能量降低。
共价键的饱和性
（1）定义：
共价分子中，每个原子形成共价键的数目是一定的，这就是共价键的饱和性。
（2）原因：
形成共价键时，只有成键原子中自旋方向相反的未成对电子才能形成共用电子对。成键过程中，每种元素的原子有几个未成对电子，通常就只能和几个自旋方向相反的电子形成共价键。
（3）举例：
氯原子中有一个未成对电子，两个氯原子之间可形成一个共价键结合为氯分子，表示为Cl—Cl
共价键的方向性
（1）原因：
形成共价键时，两个参与成键的原子轨道总是尽可能沿着电子出现机会最大的方向重叠成键，而且原子轨道重叠越多，电子在两核间出现的机会越多，体系的能量下降也就越多，形成的共价键越牢固。因此，一个原子与周围原
子形成的共价键就表现出方向性
（2）作用：
分子的空间结构与共价键的方向性密切相关。
（3）注意事项：
并不是所有的共价键都具有方向性，两个s轨道重叠形成的共价键没有方向性。
易错辨析
（1）共价键不仅存在于共价化合物中，也可以存在于离子化合物中，如NaOH、NH4Cl中都含有共价键，还可以存在于非金属单质中，如H2、O3等。
（2）非金属元素之间并不是只形成共价键，也可以形成离子键，如铵盐NH4NO3只由非金属元素组成，但是含有离子键。
（3）活泼的金属元素和非金属元素之间也可以形成共价键，如AlCl3中只有共价键。
（4）所有共价键都有饱和性，但并不是所有的共价键都有方向性，如s-s σ键就没有方向性。
典例解析
下列说法正确的是( )
A．Cl2是双原子分子，H2S是三原子分子，这是由共价键的方向性决定的
B．H2O与H2S的空间结构一样是由共价键的饱和性决定的
C．并非所有的共价键都有方向性
D．两原子轨道发生重叠后，电子在两核间出现的概率减小
C
【解析】Cl2是双原子分子，H2S是三原子分子，这是由共价键的饱和性决定的，A不正确；氢气中的共价键没有方向性，C正确；两原子轨道发生重叠后，电子在两核间出现的概率增大，D不正确。
共价键的类型
PART 02
σ键和π键
按照原子轨道的重叠方式，共价键可以分为σ键和π键
氮气分子中原子
轨道的重叠方式
氮原子的核外电子排布式为1s2 2s2 ，有三个未成对电子，当两个氮原子结合成氮气分子时，两个氮原子的px轨道沿x轴方向以“头碰头”的方式发生重叠，而py-py和pz-pz轨道只能相互平行以“肩并肩”的方式发生重叠，从而形成了氮氮三键。
σ键
定义：
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称为σ键。
类型：s—sσ键
两个成键原子均提供s轨道形成共价键
H
H
H—H
H—H 键的形成
σ键
类型：s-p σ键
两个成键原子分别提供s原子轨道和p原子轨道形成共价键
Cl
H
H－Cl
H—Cl 键的形成
σ键
类型：p-p σ键
两个成键原子分别提供p原子轨道形成共价键
Cl
Cl
Cl-
Cl
Cl—Cl 键的形成
①轴对称：以形成化学键的两原子核的连线为轴做旋转操作，共价键的电子云的图形不变。
②能旋转：以形成σ键的两个原子核的连线为轴，任意一个原子可以绕轴旋转，并不会破坏σ键。
③稳定性强：形成σ键的原子轨道的重叠程度较大，故σ键具有较强的稳定性。
④存在形式：共价单键为σ键，共价双键和共价三键中通常含有一个σ键
σ键的特征和存在
π键
定义：
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称为π键。
类型：p—pπ键
①镜面对称：每个π键的电子云由两块组成，它们互为镜像，这种特征称为镜面对称。
②强度小：形成π键时，原子轨道重叠程度比σ键的小，通常情况下，π键没有σ键牢固。
③不能旋转：以形成π键的两个原子核的连线为轴，任意一个原子不能单独旋转，若单独旋转则会破坏π键，如以py－py π键为例，若旋转其中一个成键原子，则两个原子的py轨道不再平行，也就破坏了形成的π键。
④存在形式：不能单独存在，通常存在于共价双键或者三键中
π键的特征和存在
极性键和非极性键
类型 形成元素 共用电子对偏移 原子电性
非极性键 同种元素 两原子电负性相同，共用电子对不偏移 两原子都不显电性
极性键 不同种元素 共用电子对偏向电负性较大的原子 电负性较大的原子显负电性，电负性较小的原子显正电性
铵根离子的形成
氮原子和氢原子形成氨分子时，氮原子提供3个未成对电子与3个氢原子形成3对共用电子对，还有1对电子未与其他原子共用，这对电子称为孤电子对。当氨分子遇到氢离子时，氨分子中的氮原子提供孤电子对与氢离子形成共价键，即氨分子中氮原子上的孤电子对所占据的轨道与氢离子的1 s空轨道发生重叠形成共价键，从而形成铵根离子。
配位键
由一个原子提供孤电子对与另一个有空轨道可接受电子的原子形成共价键，这类共价键称为配位键。
在表示分子或离子的结构式时，常用“ →”表示配位键，其箭头指向接受孤电子对的原子，如 的结构式可用下图表示。在 中，4个N—H键是完全相同的。
的结构式
课堂小结
PART 03
共价键的特征：有方向性和饱和性
共价键形成的本质
2
1
共价键
σ键和π键
极性键和非极性键
配位键
共价键的类型
3
课堂练习
PART 04
1．下列元素的原子间易形成共价键的是( )
A．Na和Cl B．K和F
C．H和Cl D．Ca和O
2．已知X、Y、Z、W四种元素原子的电负性数值如下所示：
你认为上述四种元素中，最容易形成共价键的是( )
A．X与Y B．X与W
C．Y与Z D．Y与W
元素 X Y Z W
电负性 2.5 3.5 1.2 2.4
C
B
3．下列说法正确的是( )
A．所有的原子轨道都具有一定的伸展方向，因此所有的共价键都具有方向性
B．某原子跟其他原子形成共价键时，其共价键数一定等于该元素原子的价电子数
C．基态C原子有两个未成对电子，所以最多只能形成2个共价键
D．1个N原子最多只能与3个H原子结合形成NH3分子，是由共价键的饱和性决定的
D
4．下列说法正确的是( )
A．若把H2S写成H3S，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，两核中的电子不仅存在于两核之间，还会绕两核运动
A
5．下列关于σ键和π键的理解不正确的是( )
A．σ键可以绕键轴旋转，π键不能绕键轴旋转
B．H2分子中的σ键是s-s σ键，HClO分子中的σ键都是p-p σ键
C．C2H4分子和N2H4分子中都含有5个σ键
D．σ键以“头碰头”方式重叠，π键以“肩并肩”方式重叠
B
Thanks
好好学习天天向上