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(共28张PPT)
选择性必修2
第一节 共价键
第二章
分子结构与性质
H2 HCl Cl2
温故知新
你能用电子式表示下列物质的形成过程吗？
(1)
(2)
H Cl
H
+
Cl
H·
·H
＋
H:H
Cl
＋
Cl
Cl
Cl
(3)
共价键
如何用原子轨道的概念来进一步理解共价键的形成？
学习
目标
第1课时
共价键的类型-σ键和π键
PART
01
PART
02
PART
03
认识原子间通过原子轨道的重叠形成共价键,了解共价键具有饱和性、方向性。
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。
理解共价键中σ键和π键的区别,建立判断σ键和π键的思维模型,熟练判断分子中σ键和π键的存在及个数。
H2
He
O2
Ne
H:H
O
O
N2
N
N
↑
1s
↓↑
↓↑
2s
2p
↓↑
2s
2p
↑
↑
↓↑
↑
↑
↑
↑
↑
↑↓
1s
↓↑
↓↑
2s
2p
↓↑
↓↑
1.饱和性
按照共用电子对理论， 一个原子有几个未成对电子，可和几个自旋相反的电子配对成键，这就是共价键的“饱和性”;如果原子没有未成对电子，则不能形成共价键。
一、共价键的特征
CH4
NH3
H2O
CO2
正四面体形
三角锥形
V形
直线形
电子所在的原子轨道都具有一定的形状，成键原子的电子云尽可能达到最大重叠必须沿一定方向交盖，所以共价键有方向性。它决定了分子的空间构型。
2.方向性
1：从核外电子排布图分析，共价键是怎样形成的呢？
问题探究
2：如何用电子云的概念来进一步理解共价键呢？
H
H
H
H
H—H的形成
（两个s轨道重叠）
1s1
↓
1s1
↓
s轨道呈球形对称，s-s轨道重叠时没有方向性。
H原子只有一个未成对电子，一旦配对，就不能再与其它原子结合了。
两个氢原子电子自旋方向相反，当它们相互靠近到一定距离时，两个1s原子轨道发生重叠，核间形成一个电子概率密度较大的区域。体系能量降低，形成氢分子。
共价键的本质：
由于原子轨道重叠，原子核间电子概率密度增大，吸引原子核而成键。
H
H
H
H
↑
1S
↓
1S
二、共价键的类型
氢原子形成氢分子的电子云描述
1、 σ键
按照原子轨道重叠方式分类
两个原子轨道沿着键轴方向（两核间联线）方向以“头碰头”方式相互重叠形成的共价键。
H
H
H
H
↑
1S
↓
1S
氢原子形成氢分子的电子云描述
1.1 s-s σ键
H2中的共价键称为σ键。H2中的σ键是由两个s轨道重叠形成的。
H
Cl
H－Cl
↑
1s1
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↓
1s2
2s2
2p6
3s2
3p5
HCl的形成的电子云描述
1.2 s-p σ键
s轨道呈球形对称，p轨道呈哑铃形，只有当沿着键轴方向以“头碰头”方式重叠，才能实现原子轨道最大重叠。
两个3p轨道沿着键轴方向以“头碰头”方式重叠，形成p—p σ键
用原子轨道描述2个氯原子形成Cl2分子的过程。
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑
1s2
2s2
2p6
3s2
3p5
Cl
Cl
Cl
Cl
1.3 p-p σ键
总结σ键的特点：
1.轨道的重叠部分沿键轴呈圆柱形对称分布（轴对称）。
因此，通过σ键连接的原子绕键轴旋转而不会破坏化学键。
2.“头碰头”重叠符合原子轨道最大重叠原理：轨道重叠越多，两核间电子云密度越大，共价键越牢固，键能越大。
3.共价单键都是σ键。
1.σ键
①概念：σ键是两原子在成键时，原子轨道以“头碰头”的方式重叠形成的共价键。
②σ键的类型：根据成键时，原子轨道的不同，σ键可分为s-s σ键、s-p σ键、p-p σ键。
σ键的重叠方式：“头碰头”
　 σ键的特征
(1)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，这种特征称为轴对称。
(2)形成σ键的原子轨道重叠程度较大，故σ键有较强稳定性。(3)以形成σ键的两原子核的连线为轴，任何一个原子均可以旋转，旋转时并不破坏σ键的结构。
p轨道与p轨道除了能形成σ键外，还能形成π键。
π键的特征是两个原子轨道以平行或“肩并肩” 方式重叠；原子重叠的部分分别位于两原子核构成平面的两侧。每个π键的电子云由两块组成，它们互为镜像，这种特征称为镜面对称。
O2 的形成过程
p-pσ键
p-pπ键
两对孤对
电子对电子云
↑↓ ↑ ↑
2p4轨道
N2
N≡N分子结构
p-pσ键
p-pπ键
p-pπ键
↑ ↑ ↑
2p3轨道
N2（N N）用电子云画出形成过程
【科学探究1】
2.π键
概念：形成共价键的未成对电子的原子轨道，采取“肩并肩”的方式重叠，这种共价键叫π键，主要类型为p-p π键，其形成过程可以表示为下图：
π键的重叠方式：“肩并肩”
P-Pπ键的形成
(1)镜面对称：每个π键的电子云由两块组成，它们互为镜像，这种特征称为镜面对称。
(2)强度小：形成π键时，原子轨道重叠程度比σ键的小，通常情况下，π键没有σ键牢固。
(3)不能旋转：以形成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，若单独旋转则会破坏π键。
π键的特征
键的类型 σ键 π键
原子轨道重叠方式
原子轨道重叠程度
对称类型
键的强度
旋转情况
成键情况 σ键与π键的比较
“头碰头”
“肩并肩”
大
小
轴对称
镜面对称
键的强度大，键牢固
键的强度小，易断裂
单键可以绕键轴任意旋转，不破坏σ键
不能旋转，否则破坏π键
单键都是σ键，双键含一个σ键和一个π键，三键含一个σ键和二个π键
【总结】
CH3－CH3分子结构
【科学探究2】
探究共价键的类别和个数？
σ键：1个C-C键，6个C-H键
CH2＝CH2分子结构
σ键：1个C-C键，4个C-H键
π键：1个C-C π键
【科学探究3】
探究共价键的类别和个数？
CH≡CH分子结构
σ键：1个C-C键，2个C-H键
π键：2个C-C π键
【科学探究4】
探究共价键的类别和个数？
典例1 共价键具有饱和性和方向性,下列关于共价键这两个特征的叙述中,不正确的是( )
A.共价键的饱和性是由成键原子的未成对电子数决定的
B.共价键的方向性是由成键原子的轨道的方向性决定的
C.共价键的饱和性决定了分子内部的原子的数量关系
D.共价键的饱和性与原子轨道的重叠程度有关
D
注意：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。
类型 方向性
s-s σ键 无
s-p σ键 有
p-p σ键 有
典例2 下列说法正确的是(　　)。
A.π键是由两个p轨道“头碰头”重叠形成的
B.σ键的电子云图形是镜面对称的,而π键的电子云图形是轴对称的
C.C2H6分子中的共价键全为σ键
D.H2分子中含σ键,而F2分子中除σ键外,还含有π键
答案:C
解析:原子轨道以“头碰头”方式相互重叠形成的共价键为σ键,以“肩并肩”方式相互重叠形成的共价键为π键,A项错误;σ键是轴对称的,而π键是镜面对称的,B项错误;C2H6、H2、F2分子均只有单键,故都是σ键,C项正确,D项错误。
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
【课堂小结】

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