人教版选修三第二章第一节共价键（共40张ppt）
文档属性
| 名称 | 人教版选修三第二章第一节共价键（共40张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2020-01-29 17:14:31 | ||
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文档简介
(共40张PPT)
防晒霜之所以能有效减轻紫外线对人体的伤害，原因之一就是它的有效成分的分子中含有π键。 π键是什么样的化学键，它又是怎么形成的呢？
防晒霜为何能防晒呢？
第二章 化学键与分子间作用力
第一节 共价键模型
第1课时 共价键
共价键
化学键：直接相邻的原子核离子之间存在的强烈的相互作用。
离子键：阴阳离子间的静电作用
共价键：原子间通过共用电子对形成的相互作用
成键微粒：原子
存在：
共价化合物、非金属单质、某些离子化合物
现代价键理论的基本要点
①电子配对原理：两原子各自提供1个自旋方向相反的电子彼此配对
②最大重叠原理：两个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
形成条件：电负性相同或电负性相差1.7以内的原子间
非金属原子间或不活泼的金属和非金属间
7
7
能层
2S 2P
1S
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
能级：
能层与能级
3S 3P 3d
↑↓
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↑
Cl
↑↓
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↑↓
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↑↓
↑↓
↑↓
↑
1S
2S
2P
3S
3P
氯原子的电子排布图
↑
1S
H
↑↓
↑↓
1S
2S
↑
↑
↑
2P
N
原子轨道（电子云的轮廓图）
常把电子出
现的概率约为90%的空间圈出来
球形
轮廓图
电子云：电子在原子核外空间概率密度分布的形象描述
原子轨道：电子在原子核外的一个空间运动状态
一．共价键
1．共价键的饱和性
按照共价键的共用电子对理论，一个原子有几个未成对电子，便可和几个自旋相反的电子配对成键。
自旋相同
自旋相反
以HCl、H2O为例说明。
X
Z
√
成键原子轨道在重叠时，沿轴线方向重叠程度最大。重叠程度越大，形成的共价键越稳定。
p
1．共价键的方向性
共价键的方向性决定分子的空间构型
两个核外电子自旋方向相反的氢原子靠近
E
r
0
E：能量
r：核间距
r0
E
r
0
r0 0.074nm
E：能量
r：核间距
r0
E
r
0
r0 0.074nm
E：能量
r：核间距
r0
E
r
0
r0 0.074nm
E：能量
r：核间距
两个核外电子自旋方向相同的氢原子靠近
E
r
0
E：能量
r：核间距
2．价键理论的要点
（1）电子配对原理
两原子各自提供1个自旋方向相反的电子彼此配对。
（2）最大重叠原理
两个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。
3．共价键的形成
H
H
H
H
氢原子形成氢分子的过程描述
↑
1S
↑
1S
H
?
?
H
1、未成对电子的原子轨道重叠程度最大时，共价键最强。
2、共价键的形成总是让未成对电子的原 子轨道的重叠程度最大。
H－Cl
H
Cl
氢原子和氯原子形成HCl的过程
Cl
?
?
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?
H
?
↑
1S
↑↓
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↑↓
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1S
2S
2P
3S
3P
氯原子形成氯分子的过程
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
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Cl
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1S
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↑↓
↑
1S
2S
2P
3S
3P
σ键的特征：以形成化学键的两原子核的连线为轴作旋转操作，共价键电子云的图形不变,称为 。
轴对称
S-S重叠
S-P重叠
P-P重叠
σ键原子轨道重叠方式 “头碰头”
σ键可以旋转
氮原子形成氮分子（N2） 形成过程
↑
↑
↑
↑↓
↑↓
1S
2S
2P
N
?
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N
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N
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N
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N
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?
＋
→
两个原子的p轨道“肩并肩”重叠形成共价键的过程
p-p
?键特征:?键的电子云分别位于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，它们互为镜像，称为
“肩并肩”
镜面对称
π键
π键不能旋转
H
H
H－Cl
Cl
Cl
s-s σ键
s-pσ键
p-pσ键
p-pπ键
键类型 σ键 π键
重叠方式
对称方式
重叠程度
牢固程度
成键判断规律
头碰头
肩并肩
轴对称
镜面对称
σ键强度大,
不易断裂，不活泼
π键强度较小,
容易断裂，活泼
较大
较小
总结
共价单键都是σ键；共价双键中一个是σ键,另一个是π键；共价三键中一个是σ键,另两个为π键
不同分子不同结构
性质稳定性不同
N2
CH3－CH3
HCl B. N2 C. H2S
D. C2H4 E. C2H2 F.H2O2
下列物质的分子中既有σ键又有π键的有：
各有几个σ键几个π键？
BDE
第二章 化学键与分子间作用力
第一节 共价键模型
第2课时 共价键键参数
1．键能
① 气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量。
键能越大，键越稳定。
破坏1mol化学键形成气态基态原子所需的最低能量。
② 单位：kJ·mol－1， 常用 EA－B 表示
保证释放能量最低
如：H—H 键能 436.0 kJ·mol－1 N≡N 键能 946.0 kJ·mol－1
1．键能
共价键 键能 共价键 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 O－H 462.8
C≡C 812 N－H 390.8
C－O 351 H－F 568
C＝O 745 H－Cl 431.8
N－N 193 H－Br 366
N＝N 418 H－I 298.7
N≡N 946 H－H 436
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 O－H 462.8
C≡C 812 N－H 390.8
C－O 351 H-F 568
C＝O 745 H-Cl 431.8
N－N 193 H-Br 366
N＝N 418 H-I 298.7
N≡N 946 H-H 436
键能 EH-F>EH-Cl>EH-Br>EH-I
结构相似的分子中，化学键键能越大，分子越稳定。
稳定性 HF>HCl>HBr>HI
【学习活动1】键能与分子的稳定性关系
【练习1】由下表的数据判断下列分子的稳定性：
A．Cl2、Br2、I2 B．NH3、H2O
化学键 键能 化学键 键能
Cl－Cl 242.7 N＝O 607
Br－Br 193.7 O－O 142
I－I 152.7 O＝O 497.3
O－H 462.8 N－H 390.8
（1）概念：形成共价键的两个原子之间的核间距。
（2）应用：键长是衡量共价键稳定性的另一个参数。
2．键长
化学键 键能 键长 化学键 键能 键长
H－H 436 74 C≡C 812 120
F－F 157 141 C－H 413.4 109
Cl－Cl 242.7 198 O－H 462.8 96
Br－Br 193.7 228 N－H 390.8 101
I－I 152.7 267 N≡N 946 110
C－C 347.7 154 Si－Si 235
C＝C 615 133 Si－O 162
卤素单质的键长与共价半径
两个共价键之间的夹角称为键角。
键角决定分子的空间构型。
键角一定，表明共价键具有方向性。键角是描述分子立体结构的重要参数，分子的许多性质与键角有关。
3．键角
H2O 105°
NH3 107°
CO2 180°
CH4 109?28’
表明共价键具有方向性
【观察】下表中的数据
从表中可以看出，CO分子与N2分子在许多性质上十分相似，这些相似性，可以归结为它们具有相等的价电子数，导致它们具有相似的化学结构。
分子 熔点/℃ 沸点/℃ 水中溶解度
（室温） 分子解离能
（kJ/mol） 分子的价电子总数
CO －205.05 －190.49 2.3 mL 1075 10
N2 －210.00 －195.81 1.6 mL 946 10
4．等电子体原理
（1）等电子体
原子总数相同、价电子总数相同的分子。
（2）等电子体原理
原子总数、价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征，它们的许多性质是相近的。（物理性质）
应用：预测分子空间的构型和性质。
防晒霜之所以能有效减轻紫外线对人体的伤害，原因之一就是它的有效成分的分子中含有π键。 π键是什么样的化学键，它又是怎么形成的呢？
防晒霜为何能防晒呢？
第二章 化学键与分子间作用力
第一节 共价键模型
第1课时 共价键
共价键
化学键：直接相邻的原子核离子之间存在的强烈的相互作用。
离子键：阴阳离子间的静电作用
共价键：原子间通过共用电子对形成的相互作用
成键微粒：原子
存在：
共价化合物、非金属单质、某些离子化合物
现代价键理论的基本要点
①电子配对原理：两原子各自提供1个自旋方向相反的电子彼此配对
②最大重叠原理：两个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
形成条件：电负性相同或电负性相差1.7以内的原子间
非金属原子间或不活泼的金属和非金属间
7
7
能层
2S 2P
1S
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
能级：
能层与能级
3S 3P 3d
↑↓
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↑
Cl
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↑↓
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↑↓
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↑
1S
2S
2P
3S
3P
氯原子的电子排布图
↑
1S
H
↑↓
↑↓
1S
2S
↑
↑
↑
2P
N
原子轨道（电子云的轮廓图）
常把电子出
现的概率约为90%的空间圈出来
球形
轮廓图
电子云：电子在原子核外空间概率密度分布的形象描述
原子轨道：电子在原子核外的一个空间运动状态
一．共价键
1．共价键的饱和性
按照共价键的共用电子对理论，一个原子有几个未成对电子，便可和几个自旋相反的电子配对成键。
自旋相同
自旋相反
以HCl、H2O为例说明。
X
Z
√
成键原子轨道在重叠时，沿轴线方向重叠程度最大。重叠程度越大，形成的共价键越稳定。
p
1．共价键的方向性
共价键的方向性决定分子的空间构型
两个核外电子自旋方向相反的氢原子靠近
E
r
0
E：能量
r：核间距
r0
E
r
0
r0 0.074nm
E：能量
r：核间距
r0
E
r
0
r0 0.074nm
E：能量
r：核间距
r0
E
r
0
r0 0.074nm
E：能量
r：核间距
两个核外电子自旋方向相同的氢原子靠近
E
r
0
E：能量
r：核间距
2．价键理论的要点
（1）电子配对原理
两原子各自提供1个自旋方向相反的电子彼此配对。
（2）最大重叠原理
两个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。
3．共价键的形成
H
H
H
H
氢原子形成氢分子的过程描述
↑
1S
↑
1S
H
?
?
H
1、未成对电子的原子轨道重叠程度最大时，共价键最强。
2、共价键的形成总是让未成对电子的原 子轨道的重叠程度最大。
H－Cl
H
Cl
氢原子和氯原子形成HCl的过程
Cl
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H
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氯原子形成氯分子的过程
Cl
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↑
1S
2S
2P
3S
3P
σ键的特征：以形成化学键的两原子核的连线为轴作旋转操作，共价键电子云的图形不变,称为 。
轴对称
S-S重叠
S-P重叠
P-P重叠
σ键原子轨道重叠方式 “头碰头”
σ键可以旋转
氮原子形成氮分子（N2） 形成过程
↑
↑
↑
↑↓
↑↓
1S
2S
2P
N
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N
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N
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N
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?
＋
→
两个原子的p轨道“肩并肩”重叠形成共价键的过程
p-p
?键特征:?键的电子云分别位于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，它们互为镜像，称为
“肩并肩”
镜面对称
π键
π键不能旋转
H
H
H－Cl
Cl
Cl
s-s σ键
s-pσ键
p-pσ键
p-pπ键
键类型 σ键 π键
重叠方式
对称方式
重叠程度
牢固程度
成键判断规律
头碰头
肩并肩
轴对称
镜面对称
σ键强度大,
不易断裂，不活泼
π键强度较小,
容易断裂，活泼
较大
较小
总结
共价单键都是σ键；共价双键中一个是σ键,另一个是π键；共价三键中一个是σ键,另两个为π键
不同分子不同结构
性质稳定性不同
N2
CH3－CH3
HCl B. N2 C. H2S
D. C2H4 E. C2H2 F.H2O2
下列物质的分子中既有σ键又有π键的有：
各有几个σ键几个π键？
BDE
第二章 化学键与分子间作用力
第一节 共价键模型
第2课时 共价键键参数
1．键能
① 气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量。
键能越大，键越稳定。
破坏1mol化学键形成气态基态原子所需的最低能量。
② 单位：kJ·mol－1， 常用 EA－B 表示
保证释放能量最低
如：H—H 键能 436.0 kJ·mol－1 N≡N 键能 946.0 kJ·mol－1
1．键能
共价键 键能 共价键 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 O－H 462.8
C≡C 812 N－H 390.8
C－O 351 H－F 568
C＝O 745 H－Cl 431.8
N－N 193 H－Br 366
N＝N 418 H－I 298.7
N≡N 946 H－H 436
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 O－H 462.8
C≡C 812 N－H 390.8
C－O 351 H-F 568
C＝O 745 H-Cl 431.8
N－N 193 H-Br 366
N＝N 418 H-I 298.7
N≡N 946 H-H 436
键能 EH-F>EH-Cl>EH-Br>EH-I
结构相似的分子中，化学键键能越大，分子越稳定。
稳定性 HF>HCl>HBr>HI
【学习活动1】键能与分子的稳定性关系
【练习1】由下表的数据判断下列分子的稳定性：
A．Cl2、Br2、I2 B．NH3、H2O
化学键 键能 化学键 键能
Cl－Cl 242.7 N＝O 607
Br－Br 193.7 O－O 142
I－I 152.7 O＝O 497.3
O－H 462.8 N－H 390.8
（1）概念：形成共价键的两个原子之间的核间距。
（2）应用：键长是衡量共价键稳定性的另一个参数。
2．键长
化学键 键能 键长 化学键 键能 键长
H－H 436 74 C≡C 812 120
F－F 157 141 C－H 413.4 109
Cl－Cl 242.7 198 O－H 462.8 96
Br－Br 193.7 228 N－H 390.8 101
I－I 152.7 267 N≡N 946 110
C－C 347.7 154 Si－Si 235
C＝C 615 133 Si－O 162
卤素单质的键长与共价半径
两个共价键之间的夹角称为键角。
键角决定分子的空间构型。
键角一定，表明共价键具有方向性。键角是描述分子立体结构的重要参数，分子的许多性质与键角有关。
3．键角
H2O 105°
NH3 107°
CO2 180°
CH4 109?28’
表明共价键具有方向性
【观察】下表中的数据
从表中可以看出，CO分子与N2分子在许多性质上十分相似，这些相似性，可以归结为它们具有相等的价电子数，导致它们具有相似的化学结构。
分子 熔点/℃ 沸点/℃ 水中溶解度
（室温） 分子解离能
（kJ/mol） 分子的价电子总数
CO －205.05 －190.49 2.3 mL 1075 10
N2 －210.00 －195.81 1.6 mL 946 10
4．等电子体原理
（1）等电子体
原子总数相同、价电子总数相同的分子。
（2）等电子体原理
原子总数、价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征，它们的许多性质是相近的。（物理性质）
应用：预测分子空间的构型和性质。