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第二章 分子结构
第一节 共价键
第1课时 共价键
1. 认识共价键的本质，原子间通过原子轨道重叠形成共价键。
2. 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。
3. 知道共价键的特征——具有饱和性和方向性。
假如发生了大灾难，人类全部的科学知识只能概括为一句话传诸后世，那么这句话应该是“万物皆原子构成”。
——1965年诺贝尔奖得主，理查德·费曼
理查德·费曼
知 识 回 顾
化学键：相邻原子之间强烈的相互作用
化学键
共价键
离子键
极性共价键
非极性共价键
本质？
共用电子对
静电作用
H
H
·
·
：
：
：
Cl
·
：
：
：
Cl
·
+
Na
Na+
·
·
：
：
：
Cl
·
：
：
：
Cl
·
+
[ ]-
原子之间通过共用电子对（或原子轨道重叠）形成共价键
不同种元素
同种元素
（1）成键微粒：
（2）成键实质：
（3）成键元素：
原子
共用电子对
（4）形成条件：一般由电负性相同或相差不大的非金属元素的原子结合
一、共价键的形成
成键原子
电负性之差
>1.7
<1.7
离子键——离子化合物
共价键——共价化合物
一般是同种的或者不同种的非金属元素
（4）共价键的特征
为什么只能有H2、HCl、Cl2，不可能有H3、H2Cl和Cl3 ？
H
↑
1s1
Cl
↑↓
↑↓
↓
↑↓
3s2
3p5
共价键具有饱和性
一个原子有几个 ，便和几个 电子配对成键，形成几个共价键。
未成对电子
自旋状态相反的
NH3分子中N原子为什么是1个，而H原子为3个？
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。
↑
↑
↑
↑↓
2s2
2p3
N
H
↑
1s1
共价键特征
方向性--→由于原子轨道存在方向，因此成键时共价键也有方向性
饱和性--→一个原子有几个未成对电子,便可成几个共价键 （最外层电子数a≤4，成键数a;a>4，成键数8-a）
分子组成
分子结构
O
O
↓↑
2s
↓↑
↓
↓
2p
CH4
NH3
H2O
（5）共价键的类型
按成键原子的原子轨道重叠方式分类
σ键
π键
按共用电子对是否发生偏移分类
极性共价键：不同种原子，电子对偏移
非极性共价键：同种原子，电子对不偏移
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，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
H
↑
1s1
H
↓
1s1
H2
相互靠拢
原子轨道相互重叠
形成氢分子的共价键(H-H)
“头碰头”
共价键的深入认识——从原子轨道的角度进一步理解共价键的形成
1)H2的形成
s-s σ 键
σ键
p-p σ键
Cl2中的共价键由2个氯原子各提供1个未成对电子的3p原子轨道重叠形成的
Cl
3p5
↑↓
↑↓
↓
↑↓
3s2
Cl
3p5
↑↓
↑↓
↑
↑↓
3s2
Cl
Cl
未成对电子的原子轨道相互靠拢
原子轨道相互重叠
形成的共价单键
Cl2
共价键的深入认识——从原子轨道的角度进一步理解共价键的形成
2)Cl2的形成
“头碰头”
s-p σ键
Cl
3p5
↑↓
↑↓
↓
↑↓
3s2
共价键的深入认识——从原子轨道的角度进一步理解共价键的形成
3)HCl的形成
“头碰头”
H
↑
1s1
HCl
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：
形成σ键的原子轨道的重叠程度较大，故σ键较稳定。
特征：头碰头、轴对称、键强度大，不易断裂
p轨道和p轨道除能形成σ键外，还能形成π键——由两个原子的p轨道“肩并肩”重叠形成
未成对电子的原子轨道相互靠拢
原子轨道相互重叠
形成的π键
共价键的深入认识——从原子轨道的角度进一步理解共价键的形成
π键
请用原子轨道重叠来解释O2共价键的形成过程。
O
2p4
↑↓
↓
↓
↑↓
2s2
O
2p4
↑↓
↑
↑
↑↓
2s2

p-p π键
“肩并肩”
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！
π键不能单独存在！通常存在于共价双键或共价三键中。
特征：肩并肩、镜面对称、不能旋转，键强度小，易断裂。
【思考】
2、所有的共价键都有方向性吗？
不是，如s-s σ键就没有方向性。
3、通过氮气中氮氮三键形成过程的分析，如何判断共价键是σ键或是π键？
3、σ键和π键，哪个更牢固？
σ键更牢固，π键较易断裂。
σ键和π键强度不同。
1、下列物质的σ键属于哪一种？
H2、NH3、F2、H2O
用电子式表示N2的形成过程，并用原子轨道重叠来解释其共价键的形成过程。
＋
：
：
：
：
N
：
N
N
·
·
·
：
N
·
·
·
：
↑
↑
↑
↑↓
2s
2p
N
x
y
z
N的2p轨道
x
y
z
x
y
z
“头碰头”
y
z
x
y
z
“肩并肩”
“肩并肩”
y
z
x
y
z
p-p σ键
p-p π键
p-p π键
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
注意：分子中存在π键，则一定存在σ键；若存在σ键，则不一定存在π键。
（1）观察下列分子结构，其共价键分别由几个σ键和几个π键构成？
乙烷
乙烯
乙炔
【问题探究】
课本P36
1个C-C键和6个C-H键
1个C=C键和4个C-H键
1个三键和2个C-H键
7个σ键
5个σ键和1个π键
3个σ键和2个π键
(2)乙烯和乙炔的化学性质为什么比乙烷活泼？
乙烯的碳碳双键和乙炔的碳碳三键中分别含1个和2个π键，π键原子轨道重叠程度小，不稳定，容易断裂。而乙烷中没有π键，σ键稳定，不易断裂。
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

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