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2.1 共价键模型
第1课时 共价键的形成、特征与类型
1、认识原子间通过原子轨道重叠形成共价键，了解共价键具有饱和性和方向性。
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。
学习目标
回顾旧识
1、化学键？
2、离子键、共价键（极性/非极性）？
3、离子化合物、共价化合物？
联想质疑
氢原子为什么会与氧原子或氯原子结合形成稳定的分子 为什么原子之间可以通过共用电子形成稳定的分子 共价键究竟是怎样形成的，其特征又是怎样的呢
H2O分子结构模型
HCl分子结构模型
一、共价键的形成
以氢分子的形成为例研究共价键的形成及共价键的本质
能量降低
能量最低
一、共价键的形成
以氢分子的形成为例研究共价键的形成及共价键的本质
两个核外电子自旋方向相同的氢原子靠近
v
r
0
核间距
能量
靠近
两个核外电子自旋方向相反的氢原子靠近
靠近
v
r
0
r0
能量
核间距
一、共价键的形成
以氢分子的形成为例研究共价键的形成及共价键的本质
两个氢原子靠近时，原子轨道重叠，电子在两个核间出现的概率增大，原子核对两个电子都产生吸引作用，体系的能量降低。
↑
1s
H
↓
1s
H
↑↓
1s
H2
一、共价键的形成
原子轨道角度理解共价键：
共价键形成的过程是成键原子相互接近，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
1、电子配对原理
2、最大重叠原理
一、共价键的形成
回顾思考
为什么不同原子之间形成共价键的数目不相同，不同原子形成分子时相互结合的数量也不相同？
H2
HCl
H2O
H—H
H—Cl
H—O—H
CO2
N2
N≡N
O=C=O
单键
共价双键
共价三键
原子间共用两对电子所形成的共价键
原子间共用三对电子所形成的共价键
二、共价键的特征
思考1：能不能形成H3、H2Cl、Cl3分子？为什么？
未成对的电子通过相互配对形成共价键，因为可参与配对的电子数是一定的，所以每个原子所能形成共价键的总数或以共价键连接的原子数目是一定的，这称为共价键的饱和性。
共价键的饱和性决定了原子形成分子时相互结合的数量关系。
N
↓↑
↓
↓
↓
2s
2p
未成对电子数：3
↓↑
↓↑
↓↑
↓
Cl
3s
3p
未成对电子数：1
H
↑
1s
未成对电子数：1
N2
N≡N
NH3
H—N—H
|
H
Cl2
Cl—Cl
H2
H-H
HCl
H—Cl
二、共价键的特征
思考2：画出H、Cl原子未成对电子的原子轨道形状，并分析两个原子轨道有最大程度重叠时的方向。
两个原子形成共价键时，重叠程度越大，形成的共价键越稳定，体系能量越低。除s轨道外，其他原子轨道都有一定的空间取向，共价键尽可能沿着电子出现概率最大的方向形成，这就是共价键的方向性。
1s 球形
3p 哑铃形
二、共价键的特征
S轨道 无空间取向
P轨道 空间取向
无方向性
是不是所有的共价键都具有方向性？
问题：
二、共价键的特征
共价键的方向性决定了分子的空间构型。
三、共价键的类型
交流研讨
通过“人工固氮”将空气中的氮气转化为含氮化合物用于生产化肥或其他化工产品是人类突破的重要课题。解决这个课题的难点在于氮分子中的共价三键使构成氮分子的两个氮原子紧紧地结合在一起，由此氮气的性质非常稳定。请从轨道重叠的角度解释氮分子中的共价三键是如何形成的。
肩并肩
头碰头
头碰头
肩并肩
肩并肩
N
↓↑
↑
↑
↑
2s
2p
三、共价键的类型
σ键：
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
π键：
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
氮分子中的σ键“头碰头”
2pz
2pz
氮分子中的π键“肩并肩”
2py
2py
2px
2px
π
π
三、共价键的类型
思考：HCl、Cl2、H2中的共价键是什么类型？ 是如何形成的？
1s
1s
1s
2p
2p
2p
H2中 σ键的形成：
HCl中 σ键的形成：
Cl2中 σ键的形成：
三、共价键的类型
交流研讨
如何判断共价键是 σ键，还是π 键？
【一般规律】
共价单键是σ键；共价双键中有一个σ键，另一个是π键；共价三键由一个σ键和两个π键组成。
(1)两个s轨道只能形成σ键，不能形成π键。
(2)先形成σ键，然后才能形成π键。
(3)σ键一般比π键强度大。
注意：
三、共价键的类型
【练一练】观察乙烷、乙烯和乙炔的分子结构，它们的分子中的共价键分别由几个σ键和几个π键构成？
乙烷
乙烯
乙炔
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；
第2课时 键参数
1.知道键能、键长、键角等键参数的概念。
2.能用键参数说明简单分子的某些性质。
学习目标
一、键长
定义：
特点：
对分子性质影响：
两个成键原子的原子核间的距离（简称核间距）
一般而言，化学键的键长愈短，化学键就愈强，键就愈牢固。
影响分子空间结构的因素之一
成键原子的半径和越小
键长越短
单键 ＞双键＞ 三键
二、键角
定义：
在多原子分子中，两个化学键的夹角
应用：
用于描述多原子分子的空间结构
104.5°
107.3°
109028'
180 °
角形分子
直线型分子
三角锥形分子
正四面体形分子
H2O CO2 NH3 CH4
二、键角
1、同为三原子AB2分子，为什么CO2的空间结构是直线形，而H2O的空间结构是角形（V形）？
NH3
H2O
CO2
【思考交流】
2、同为四原子AB3分子，为什么NH3的空间结构是三角锥形，而BF3的空间结构是平面三角形？
BF3
三、键能
定义：
在298 K 、101 kPa 条件下，断开 1mol AB（g）分子中的化学键，使其分别生成气态A原子和气态B原子所吸收的能量称为A—B键的键能。
表示方法：
EA—B
应用：
定量地表示化学键的强弱
键能愈大，断开时需要的能量就愈多，化学键就愈牢固；
键能愈小，断开时需要的能量就愈少，化学键就愈不牢固。
思考：怎样利用键能的数据计算反应的热效应
键参数（键长、键角、键能）
归纳总结
键参数
键长
键角
键能
决定
分子的稳定性
分子的空间结构
决定
决定
分子的性质

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