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第二章
分子结构与性质
第一节 共价键
2.1.1 共价键的类型 —— σ键和π键
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？
1s
↓
以H原子形成H2分子为例
H
以H原子形成H2分子为例
图2-1 氢原子形成氢分子的过程示意
两个氢原子电子自旋方向_______，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。
电子带负电，因而可以形象地说，核间电子好比在核间架起一座带负电的桥梁，把带正电的两个原子核“黏结”在一起了。
相反
1s
↓
1s
↓
↓
1s
×
√
相距很远的两个氢原子相互逐渐接近,在这一过程中体系能量将_________________.
先变小后变大
从核间距和成键电子自旋方向观察能量的变化情况
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。
体系能量最低，形成氢分子
“头碰头”的方式重叠成键
用橡皮泥制作H-H电子云模型
靠 拢
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。
共价键的深入认识一
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
未成对电子
自旋状态相反的
例如只能有H2、HCl、Cl2等，不可能H3、H2Cl和Cl3等
共价键的饱和性决定了共价化合物的分子组成。
现代价键理论的基本要点：
1.电子配对原理：
原子形成的共价键数＝_____________
未成对电子数
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。
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。
氢原子形成氢分子的电子云描述
1.1 s-s σ键
↑
1s1
HCl的形成的电子云描述
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↓
1s2
2s2
2p6
3s2
3p5
H
Cl
情景1
靠 拢
“头碰头”的方式重叠成键
靠 拢
重叠 成键
s-p σ键是有方向性的
用橡皮泥制作H-Cl电子云模型
情景2
原子轨道最大重叠原理
√
╳
原子轨道重叠的越多
电子出现的概率越大
共价键越牢固
沿着电子出现概率最大的方向
形成
s
p
方向性
方向性
共价键的方向性决定了共价化合物的立体构型。
2.最大重叠原理：
“头碰头”
共价键的深入认识一
饱和性
1.电子配对原理：
共价键的饱和性决定了共价化合物的分子组成。
1.2 s-p σ键
（一个s轨道与一个p轨道重叠）
HCl分子的形成过程
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
二、共价键的类型
—— σ键和π键
2. σ键的类型：
③ p-p σ键
（两个p轨道重叠）
Cl2分子的形成过程
共价键的深入认识一
请归纳H-H、H-Cl和Cl-Cl的特点。
①概念：σ键是两原子在成键时，原子轨道以___________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________________________________________。
1.σ键
“头碰头”
s-s σ键、s-p σ键、p-p σ键
1.“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。
H-Cl
2.共价单键都是σ键。
s-s σ键
s-p σ键
p-p σ键
有方向性
有方向性
无方向性
【思考】所有的共价键都有饱和性和方向性吗？
所有共价键都有饱和性，但不一定都有方向性。
【总结】σ键的特征：
Cl-Cl
H-H
3.以形成化学键的两原子核的连线为轴旋转，共价键电子云的图形不变，这种特征称为_________。
轴对称
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__________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_______。
“肩并肩”
镜面对称
用橡皮泥制作π键的电子云模型。
“肩并肩”的方式重叠成键
靠拢
p-p π键
如果将π键沿着键轴旋转，会发生什么情况呢？
②牢固程度：π键_____σ键
【总结】π键的特征：
共价键的深入认识二
①电子云为_____对称：
每个π键的电子云由两块组成，互为镜像
③π键______旋转
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,较易断裂。
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。
Cl-Cl σ键
Cl-Cl π键
镜面
小于
不能
④π键主要类型为____________
p-p π键
N
：
：
：
：
N
：
N
N
·
·
·
：
＋
N
·
·
·
：
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。
思 考
↑
↑
↑
↑↓
2s
2px
2py
2pz
x
y
z
N的2p轨道示意图
x
y
z
x
y
z
N2中共价三键的形成过程
“头碰头”
σ键
x
y
z
x
y
z
N2中共价三键的形成过程
σ键
“头碰头”
“肩并肩”
π键
“肩并肩”
π键
N≡N
z
z
y
y
x
π
π
σ
“头碰头”
“肩并肩”
“肩并肩”
p-p σ键
p-p π键
p-p π键
N≡N
N2中共价三键的形成过程
小 结
双键
单键
三键
1个σ键、1个π键
σ键
1个σ键、2个π键

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