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(共26张PPT)
　　第三单元　共价键　共价晶体
课时1　共价键的形成及类型
专题3　微粒间作用力与物质性质
[学习目标]
1.了解共价键的形成过程、实质及特征，能从微观角度分析共价键的类型，会区分σ键和π键、极性键和非极性键，促进宏观辨识与微观探析学科核心素养的发展(重点)。
2.能熟练判断分子中σ键和π键的存在及个数，从而建立判断σ键和π键的思维模型(难点)。
新课导入
NaCl和HCl都是氯化物，为什么物理性质存在差异呢？
用电子式表示NaCl、HCl的形成过程。
NaCl晶体 HCl气体
··
· Cl
··
：
H ·
＋
→
··
··
Cl
H
··
··
··
· Cl:
··
Na ·
+
→
··
··
[:Cl:]-
Na+
离子键
共价键
一、共价键的形成
吸引电子能力相近的原子之间通过共用电子对形成的化学键。
1.共价键
2.形成过程
· H
H ·
＋
→
H
H:
(1)两 H 核外电子自旋方向相反，1s轨道重叠，
电子核间出现机会较大。
随核间距减小，核间电子出现机会增大，体系能量下降，达到最低状态。
进一步减小，两原子间斥力使体系能量迅速上升，将H推回平衡位置。
H
H
H
H
↑
1s
↓
1s
氢分子的形成过程中能量(势能)随核间距的变化(曲线a)。
一、共价键的形成
若两个H核外电子的自旋方向相同，相互接近时，原子间总是排斥作用占主导地位，如曲线b。
两个带自旋方向相同的电子的氢原子不能形成H2。
↑
1s
2.形成过程
↑
1s
一、共价键的形成
3.共价键形成的本质
当成键原子相互接近时，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，两原子核间的电子云密度增加，体系的能量降低。
一、共价键的形成
4.共价键的特征
(1)饱和性
成键原子有几个未成对电子，通常就只能形成几个共价键。共价键数目是一定的。
形成的共价键数 = 未成对电子数
决定分子组成
H、Cl均只有1个未成对e-，形成H2、HCl、Cl2，不形成H3、H2Cl、Cl3。
1s
2s
2p
3s
3p
17Cl
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑
1s
↑
1H
为什么不可能有H3、H2Cl、Cl3分子的形成？
一、共价键的形成
4.共价键的特征
两个参与成键的原子轨道总是尽可能沿着电子出现机会最大的方向重叠成键，而且原子轨道重叠越多，共价键越牢固。
(2)方向性
决定分子的立体构型
p
H2中共价键无方向性。
s 与 s 轨道重叠，无方向性。
H-H
共价键都有方向性吗？
思考交流
一、共价键的形成
1.正误判断
(1)形成共价键后体系的能量降低，趋于稳定
(2)共价键的饱和性是由成键原子的未成对电子数决定的
(3)共价键的饱和性决定了分子内部原子的数量关系
(4)原子轨道在空间都具有方向性
(5)氯化氢化学式是HCl而不是H2Cl，是由共价键具有方向性决定的
√
√
√
×
×
思考交流
一、共价键的形成
2.根据下表所示N、O、F原子的轨道表示式，结合你对共价键的理解，说明为什么它们与氢原子形成的简单化合物分别为NH3、H2O和HF。
N、O、F原子的电子排布式和轨道表示式
原子 电子排布式 轨道表示式
氮(N) 1s22s22p3
氧(O) 1s22s22p4
氟(F) 1s22s22p5
N、O、F原子最外层分别有5、6、7个电子，H原子最外层有1个电子，根据共价键的饱和性可知，N、O、F原子分别与3、2、1个氢原子形成3、2、1对共用电子对，形成8(H为2)
电子稳定结构，故它们与氢原子形成的简单化合物分别为NH3、H2O和HF。
思考交流
一、共价键的形成
3.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.NH4NO3和HCl
√
二、共价键的类型
1.σ键和π键
(1)分类依据：成键原子的原子轨道重叠方式。
σ键：原子轨道沿核间连线方向以 “头碰头”的方式重叠。
H
H
H-
H
头碰头轴对称
s-s σ键
p-p σ键
Cl
Cl
Cl-
Cl
s-p σ键
H
Cl
H－Cl
二、共价键的类型
1.σ键和π键
(1)分类依据：成键原子的原子轨道重叠方式。
π键：原子轨道在核间连线两侧以 “肩并肩”的方式重叠。
互为镜像
p-p 键
二、共价键的类型
(2)σ键和π键的比较
【注意】σ键可以单独存在；π键不能单独存在
共价键类型 σ键 π键
原子轨道重叠方式
成键示意图
原子轨道重叠程度
键的强度
成键规律
大
小
较大
较小
“头碰头”重叠
“肩并肩”重叠
单键一般是σ键；双键一个σ键，一个π键；三键一个是σ键，两个是π键
二、共价键的类型
2.非极性键和极性键
(1)非极性键和极性键
Cl—Cl
H—Cl
H—H
N≡N
电荷分布均匀
电荷分布不均匀
同种原子，电子对不发生偏移
不同种原子形成，电子对发生偏移
二、共价键的类型
类型 形成元素 共用电子对偏移 原子电性
非极性键 同种元素 两原子电负性相同， 共用电子对不偏移 两原子都不显电性
极性键 不同种 元素 共用电子对偏向电负性较大的原子 电负性较大的原子显负电性，电负性较小的原子显正电性
2.非极性键和极性键
(1)非极性键和极性键
二、共价键的类型
(2)键的极性强弱判断
一般两种成键元素间的电负性差值越大，形成的共价键极性就越强。
如极性由强到弱的顺序排列为F—H>O—H>N—H>C—H。
2.非极性键和极性键
二、共价键的类型
3.配位键——特殊共价键
在水溶液中，NH3能与H+结合生成NH4+，请用电子式表示 N和H形成NH3的过程，讨论NH3与H+ 是如何形成NH4+的？
··
·N·
·
3H·
＋
→
··
··
N
H:
H
:H
H+
＋
→
··
··
N
H:
H
:H
H
··
··
N
[H:
H
:H]+
N原子提供孤电子对与H原子有空轨道可接受电子，形成的共价键。
二、共价键的类型
3.配位键——特殊共价键
(1)概念：由一个原子提供孤电子对与另一个有空轨道可接受电子的原子形成的共价键。
(2)表示方法：
常用“→”表示配位键，其箭头指向接受孤电子对的原子。
(3)配位键与共价键在形成过程上的主要不同
配位键的共用电子对是由某个原子提供的，共价键的共用电子对是成键原子双方共同提供的。
二、共价键的类型
思考交流
1.下面是乙烷、乙烯、乙炔的球棍模型和空间填充模型：
(1)仔细观察乙烷、乙烯、乙炔的分子结构，指出它们分子中的共价键分别由几个σ键和几个π键构成？
物质 共价键类别 乙烷 乙烯 乙炔
σ键数目 7 5 3
π键数目 0 1 2
思考交流
二、共价键的类型
(2)乙烯、乙炔的化学性质为什么比乙烷活泼？
乙烯分子中的碳碳双键是一个σ键和一个π键，乙炔分子中的碳碳三键是一个σ键、两个π键，乙烷分子中只含σ键；π键原子轨道的电子云重叠程度小、不稳定，容易断裂，而乙烷中的σ键牢固，不易断裂，故乙烷的化学性质稳定。
思考交流
二、共价键的类型
3.Ge与C是同族元素，C原子之间可以形成双键、三键，但Ge原子之间难以形成双键或三键。从原子结构角度分析，原因是__________________________
_______________________________________________________________________________________。
Ge原子间形成的σ键较长，p轨道与p轨道“肩并肩”重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形成π键
由于Ge原子半径大，
2.BeCl2以二聚体( )形式存在，试标出配位键。
思考交流
二、共价键的类型
4.在水溶液中，NH3能与H结合生成N，请用电子式表示N和H形成NH3的过程，讨论NH3与H+是如何形成N的。
，氨分子中的氮原子提供孤电子对，H+提供空轨道
形成配位键，从而形成N。
自我测试
1.下列说法正确的是
A.Cl2是双原子分子，H2S是三原子分子，这是由共价键的方向性决定的
B.H2O与H2S的空间结构一样是由共价键的饱和性决定的
C.并非所有的共价键都有方向性
D.两原子轨道发生重叠后，电子在两核间出现的概率减小
√
自我测试
2.现有以下物质：①HF　②Cl2　③H2O　④N2　⑤C2H4　⑥C2H6　⑦H2　⑧H2O2
按要求回答下列问题(填序号)：
(1)只含有极性键的是______；只含有非极性键的是________；既含有极性键，又含有非极性键的是________。
①③
②④⑦
⑤⑥⑧
(2)只含有σ键的是_____________；既含有σ键又含有π键的是_____。
(3)含有由两个原子的s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
④⑤
⑦
②④⑤⑥⑧
本课结束

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