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第一节 共价键
第1课时
第二章 分子结构与性质
考点
共价键的类型
共价键的形成与特征
01
02
HCl
NaCl
常见的NaCl和HCl的性质差异很大，请同学们：从微粒间相互作用的角度解释NaCl和HCl性质差异大的原因。
NaCl和HCl的形成过程
NaCl
HCl
离子键
共价键
化学键的类型与电负性的差值的关系
离子键
H和Cl的电负性的差值
Na和Cl的电负性的差值
共价键
0
0.9
2.1
电负性的差值
成键原子之间的电负性差值
大于1.7
小于1.7
通常形成离子键，相应的化合物为离子化合物
通常形成共价键，相应的化合物为共价化合物
共价键的形成
共价键的形成与特征
共价键
共用电子对
非金属
成键微粒：_____________
成键本质：_______________________________________________
成键元素：一般是同种的或者不同种的________元素
原子
共用电子对与成键原子的静电作用(即原子轨道重叠)
※ 定义：原子间通过_____________所形成的相互作用
※ 成键要素
根据共价键的定义，只能有H2、HCl、Cl2等，不可能有H3 、H2 Cl和Cl3等，这是为什么呢？
※ 饱和性
按照共价键的共用电子对理论，一个原子有几个 ，便可和几个 电子配对成键，这就是共价键的饱和性。
※ 例如：
未成对电子
自旋状态相反的
H
↑
1s1
Cl
3p5
↑↓
↑↓
↑
↑↓
3s2
H
↓
1s1
H2
Cl
3p5
↑↓
↑↓
↓
↑↓
3s2
Cl2
——电子配对原理
共价键的特征
例、NH3分子中N原子为什么是1个，而H原子为3个？
分析：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。
如何通过原子轨道进一步理解共价键的形成？
共价键的特征
氢原子形成氢分子的过程示意
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”
共价键的特征
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”
σ 键
※ σ键的特征：
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，这种特征称为轴对称。
※ H2中的σ键是由两个s轨道重叠而形成的s-s σ键，σ键的强度较大。
※ 方向性
除s轨道是球形对称外，其他原子轨道在空间都具有一定的分布特点。在形成共价键时，原子轨道重叠的______，电子在核间出现的______越大，所形成的共价键就越______，因此共价键将尽可能沿着__________________的方向形成，所以共价键具有方向性。
越多
共价键的特征
概率
牢固
电子出现概率最大
——最大重叠原理
现代价键理论的基本要点
共价键的形成与特征
※ 电子配对原理——饱和性
两个原子各自提供1个自旋方向相反的电子彼此配对。
※ 最大重叠原理——方向性
两个原子轨道重叠越大，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
除了s轨道和s轨道重叠形成共价键外，还能找到其他轨道重叠形成共价键的例子吗？
共价键类型 (按成键原子的原子轨道的重叠方式分类)
H
Cl
H
Cl
HCl
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
σ键——s-p σ键
H-Cl的s-p σ键的形成
HCl中的共价键是由氢原子提供的未成对电子的1s原子轨道和氯原子提供的未成对电子的3p原子轨道重叠形成
H
↑
1s1
Cl
3p5
↑↓
↑↓
↓
↑↓
3s2
HCl
共价键类型 (按成键原子的原子轨道的重叠方式分类)
σ键——p-p σ键
Cl-Cl的p-p σ键的形成
Cl
3p5
↑↓
↑↓
↓
↑↓
3s2
Cl
3p5
↑↓
↑↓
↑
↑↓
3s2
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原子轨道重叠形成的。
Cl2
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
共价键类型 (按成键原子的原子轨道的重叠方式分类)
小结：σ键
※ 原子轨道的重叠方式：_________
※ 种类
※ 电子云的对称方式：__________
s-s σ键，如：H-H
s-p σ键，如：H-Cl
p-p σ键，如：Cl-Cl
“头碰头”
轴对称
共价键类型 (按成键原子的原子轨道的重叠方式分类)
π键：
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
π键特征
π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______；π键______旋转；不如σ键______，较易_______。
镜面对称
镜像
不能
牢固
断裂
例、观看N2中氮氮三键形成的过程，思考：如何判断共价键是σ键或是π键？
2p3
p-p σ键
p-p π键
p-p π键
判断σ键、π键的一般规律
共价键类型 (按成键原子的原子轨道的重叠方式分类)
方法总结：
※ 共价单键为____键；
※ 共价三键由一个____键和两个____键组成。
※ 共价双键中有一个____键、一个____键；
σ
σ
π
σ
π
例、观察下图乙烷、乙烯和乙炔分子的结构，并回答下列问题。
(1) 乙烷中有____个σ键，乙烯、乙炔中σ键与π键的个数之比分别为_______、_______。
(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。
7
3∶2
5∶1
Gilbert Newton Lewis
(吉尔伯特·牛顿·路易斯)
电子式的发现史
1916年，他提出共价键的电子理论。该理论认为2个(或多个)原子可以相互“共用”一对或多对电子，以便达成惰性气体原子的电子层结构，而形成共价键，路易斯在1916年《原子和分子》和1923年《价键及原子和分子的结构》中阐述了共价键电子理论的观点，并列出无机物和有机物的电子结构式。
1、下列分子中存在的共价键类型完全相同(从σ键、π键的形成方式角度分析)的是( )
A. CH4与NH3 B. C2H6与C2H4
C. H2与Cl2 D. Cl2与N2
A
2、下列四组物质中只含有共价键的是( )
A. H2、O3、C60、N60、C6H5Br
B. Cl2、S8、NaCl、Na2O2、NaHCO3
C. P4、Br2、H2O2、Xe、XeF4
D. NH4HCO3、N2H4、NH3、KNO3
A
3、在N2F2分子中，所有原子均符合8电子稳定结构，则该分子中两个氮原子之间的键型构成是( )
A. 仅有一个σ键 B. 仅有一个π键
C. 一个σ键，一个π键 D. 一个σ键，两个π键
C
4、有以下物质：①HF，②Cl2，③H2O，④N2，⑤C2H4，⑥C2H6，⑦H2，⑧H2O2，⑨HCN。
(1)只有σ键的是_______________(填序号，下同)；既有σ键又有π键的是_______。
(2)含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的是______。
(3)含有由一个原子的s轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是_________。
(4)含有由一个原子的p轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是__________。
①②③⑥⑦⑧
④⑤⑨
⑦
①③⑤⑥⑧⑨
②④⑤⑥⑧⑨
共价键的形成与特征
共价键类型
形成：原子间通过共用电子对所形成的相互作用
特征
σ键
π键
饱和性
方向性
原子轨道的重叠方式：“头碰头”
电子云的对称方式：轴对称
种类：s-s σ键，如：H-H/s-p σ键如：H-Cl/p-p σ键，如：Cl-Cl
原子轨道的重叠方式：“肩并肩”
电子云的对称方式：镜面对称
种类：p-p π键
第一节　共价键
第1课时
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