资源简介

第1节　共价键
　第二章　分子结构与性质
　第1课时　 共价键
学习目标
1.了解共价键的形成、本质、特征和分类。
2.知道共价键的主要类型有σ键和π键。
3.认识键能、键长、键角等键参数的概念，并能应用其说明简单分子的某些性质。
4.知道分子极性和分子中键的极性、分子的空间结构密切相关。
课堂导入
年轻时的理查德·费尔曼
教科书上的的理查德·费尔曼
诺贝尔物理学奖得主理查德·费曼曾说过，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“万物皆由原子构成”。
原子是如何构成物质的呢？
预习检测
1.什么是共价键？其本质是什么？
2.σ键和π键的区别是什么？
共价键是原子间通过共用电子对所形成的相互作用。
1.σ键是原子轨道以“头碰头”方式相互重叠形成。π键是原子轨道以“肩并肩”方式相互重叠形成。
3.σ键有哪些类型？
s-sσ键、s-pσ键，p-pσ键
其本质是原子之间形成共用电子对。自旋相反的未成对电子形成共用电子对。
2.σ键轴对称。π键是镜面对称。
4.判断σ键和π键的一般规律？
共价单键都是σ键，共价双键一个σ键一个π键，共价三键一个σ键二个π键。
共价键
1.概念：
问题与讨论：（p36）
钠和氯通过得失电子同样是形成电子对，为什么这对电子不被钠原子和氯原子公用形成共价键而形成离子键呢？你能从电负性差别来理解吗？讨论后请填写下表：
原子间通过共用电子对形成化学键
2.本质：
3.成键微粒：
高概率的出现在两个原子核之间的电子与两个原子核之间的电性作用
原子
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}元素
Na Cl
H Cl
C O
电负性
电负性之差
结论：当元素的电负性相差很大，化学反应形成的电子对不会被共用，形成的将是 键；而 键是元素的电负性相差不大的原子之间形成的化学键。
离子
共价
0.9 3.0
2.1 3.0
2.5 3.5
2.1
0.9
1.0
电负性相同(非极性共价键)或差值小(极性共价键)的非金属原子。
当堂训练
1.下列说法正确的是（ ）
A.含有共价键的化合物一定是共价化合物
B.分子中只有共价键的化合物一定是共价化合物
C.由共价键形成的分子一定是共价化合物
D.只有非金属原子间才能形成共价键
2.下列各组物质中，所有化学键都是共价键的是（ ）
A.H2S和Na2O2 B.H2O2和CaF2 C.NH3和N2 D.HNO3和NaCl
3.已知元素X的电负性为，元素Y的电负性为3.5，元素Z的电负性为1.2，元素W的电负性为2.4，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
B
C
B
σ键的形成
思考与讨论：H2、HCl、Cl2均通过共用电子对相结合，为什么难以形成H3、H2Cl、Cl3等分子？
由于电子对的共用，H2、HCl、Cl2分子中，各原子核外电子达到饱和。不能再形成H3、H2Cl、Cl3等分子。
H
H
H
H
电子云
↑
1S
↓
1S
s-s σ键
H
Cl
H－Cl
↑
1s
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑
1s
2s
2p
3s
3p
s-p σ键
σ键的形成
思考与讨论：H2、HCl、Cl2均通过共用电子对相结合，为什么难以形成H3、H2Cl、Cl3等分子？
Cl
Cl
Cl
Cl
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑
1S
2S
2P
3S
3P
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑
1S
2S
2P
3S
3P
p-p σ键
σ键的特征：
1.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，这种特征称为轴对称。任意一个原子可以绕轴旋转，并不破坏σ键的结构。
2.形成σ键的原子轨道重叠程度较大，故σ键的稳定性较高。
共价键的形成
判断：NH3、F2、H2O的σ键属于哪一种？
NH3和H2O都是s-pσ键，F2是p-pσ键
思考与讨论：O2、N2是如何成键的？
思路：
1.写出O2的价电子轨道表达式：
2.判断未成对电子所在能级及个数：
3.画出该能级的电子云图：
↑↓
↑
↑
↑↓
2s
2p
在2p能级有两未成对电子
2p能级有三对相互垂直的哑铃形电子云图
头碰头形成σ键
还有其它电子的相互作用吗？形成的是σ键吗？
π键的形成
（p-p π键）
p轨道与p轨道除了能形成σ键外，还能形成π键。
特征：
1.肩并肩；镜面对称不能绕键轴旋转；
2. 一般情况下轨道重叠程度小，容易断裂；
3. 一般来说，σ键比π键稳定，但不是绝对的；
4.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；
5.一般存在于共价双键和共价三键中。
注意：没有s-sπ键和s-pπ键。因为s能级只有一个轨道
O2的成键过程
10
p-pσ键
p-pπ键
两对孤对电子对电子云
↑↓
↑
↑
2P4轨道
2022/2/15
↑↓
↑
↑
O2分子中含1个 σ键和1个π键
练一练：根据以上所学，思考N2的成键过程。
N2的成键过程
p-pσ键
p-pπ键
p-pπ键
↑
↑
↑
2P3轨道
N2分子中含1个 σ键和2个π键
思考与讨论
1.所有的共价键都具有方向性和饱和性吗？
2.为什么氢气分子是双原子分子而稀有气体分子都是单原子分子？
3.有机物分子中的碳原子可形成多少条共价键？碳原子与碳原子之间的成键方式有哪些？
4.试解释NH3分子中的N原子为1个，H原子只能三个，而CH4分子的C原子为1个，而H原子能有4个？
所有的共价键都有饱和性，但并不是所有的共价键都有方向性，如s-sσ键就没有方向性。
氢原子K层上有1个电子，K层需要2个电子才能达到稳定状态；而稀有气体元素最外层均已达到稳定结构，故均为单原子分子。
4，碳原子与碳原子可形成碳链和碳环，且碳碳之间可形成碳碳单键、碳碳双键、碳碳三键。
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3个H原子形成3对共用电子对。同理，C原子经过sp3杂化，最外层有4个未成对电子，故一个C原子需要4个H原子形成4对共用电子对。
探究（P36）
1.观察乙烷、乙烯，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？
2.解释乙烯分子中的π键是如何形成的，预测乙炔分子中的π键又是如何形成的。
3.模仿图2-3所示，绘制乙炔分子中的π键。
4.尝试解释在苯分子中的共价键是如何形成的。
乙烷分子中由7个σ键组成；
乙烯分子中由5个σ键和1个π键组成；
乙炔分子中由3个σ键和2个π键组成。
小结
共价键
原子间相互作用
原子轨道重叠
重叠方式不同
σ键
π键
轴对称
镜面对称
成键原子不同
同种原子
不同原子
非极性键
轴对称
共用电子对数目
单键
双键
三键
1个σ键
1个σ键，1个π键
1个σ键，2个π键
特征
饱和性
方向性
当堂训练
1.下列关于σ键和π键的理解不正确的是（ ）
A.σ键一般能单独形成，而π键不能单独形成
B.σ键可以绕轴旋转，π键一定不能绕轴旋转
C.CH3-CH3、CH2=CH2、CH≡CH中碳碳键的键能都相同
D.碳碳双键中有1个σ键，一个π键，碳碳三键中有一个σ键和2个π键
2.下列关于极性键的叙述不正确的是（ ）
A.由不同种非金属元素原子形成的共价键
B.共价化合物中必定存在极性键
C.由同种元素的两个原子形成的共价键
D.共用电子必然偏向电负性大的原子一方
?
C
C
当堂训练
3.下列说法正确的是（ ）
A.若把H2S分子写成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，电子仅存在于两核之间
A
迁移应用
1.下列关于共价键的说法正确的是（ ）
A.共价键只存在于共价化合物中
B.只含有共价键的物质一定是共价化合物
C.非极性键只存在于单质分子中
D.离子化合物中即可能含有极性键也可能含有非极性键
2.下列物质只含有共价键的是（ ）
A.Na2O2 B. H2O C.NH4Cl D.NaOH
3.下列物质属于共价化合物的是（ ）
A.KOH B.MgO C.C2H6 D.NH4Cl
4.下列不属于共价键成键因素的是（ ）
A.共用电子对在两原子核之间高概率的出现 B.共用的电子必需配对
C.成键后体系能量降低，趋于稳定 C.两原子体积大小要适中
D
B
C
D
迁移应用
1.下列分子中只有σ键没有π键的是（ ）
A.CH4 B.N2 C.CH2=CH2 D.CH≡CH
2.下列物质的分子中即含有共价键，又含有非极性键的是（ ）
A.CO2 B.H2O C.H2O2 D.H2
3.下列说法不正确的是（ ）
A.一般σ键比π键重叠程度大，形成的共价键强
B.两个原子之间形成共价键时，最多有1个σ键
C.气体单质中，一定有σ键，可能有π键
D.N2分子中有一个σ键，2个π键
4.H2S分子中有两个共价键的夹角接近90°，其原因是（ ）
A.共价键的饱和性 B.硫原子的电子排布
C.共价键的方向性 D.硫原子中p轨道的形状
?
A
C
C
C

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