【高中化学】共价键课件 2023-2024学年高二化学人教版（2019）选择性必修2.pptx

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1、第一节第一节 共价键共价键第第1课时课时 共价键共价键选择性必修二 第二章 分子结构与性质学习目标学习目标1.认识共价键的本质，原子间通过原子轨道重叠形成共价键。2.熟知共价键的概念与形成，知道共价键的特征。3.能够从不同的角度对共价键分类，会分析键和键的形成及特点。新课导入新课导入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”。早在19世纪中叶，化学家就已经把分子中原子之间的相互作用形象地称作化学键。20世纪初，在原子结构理论的基础上，建立了化学键的电子理论。共价键是现代化学键理论的核心。分子的空间结构和

2、分子之间的作用力是理解分子结构与性质关系的重要内容。NaCl和HCl的性质差异大，请用电子式描述NaCl和HCl的形成过程，从微粒间相互作用的角度解释NaCl和HCl性质差异大的原因。NaCl NaCl晶体晶体HClHCl气体气体离子键离子键共价键共价键思考讨论思考讨论化学键化学键：相邻原子之间强烈的相互作用化学键共价键离子键极性共价键非极性共价键旧知回顾旧知回顾电负性电负性的差值的差值0 0非极性键非极性键极性键极性键离子键离子键NaNa和和ClCl的的电负性电负性的差值的差值H H和和ClCl的的电负性电负性的差值的差值0.90.92.12.1原子间通过共用电子对所形成的强烈相互作用1、定

3、义：、定义：成键微粒：成键本质：原子共用电子对2、共价键的成键特点、共价键的成键特点成键元素：非金属元素间(一般)某些不活泼金属和非金属之间H2、O2、Cl2、CO2、H2O、HF、OH-、SO42-、NH4+、乙醇等共价键共价键大多数电负性之差小于1.7的金属与非金属原子之间形成共价键旧知回顾旧知回顾3、表示方法、表示方法思考讨论思考讨论我们学过原子轨道，如何用原子轨道的概念来进一步理解共价键呢？画出基态氢原子电子排布的轨道表示式1sH氢原子形成氢分子的过程1s1sH H 氢原子形成氢分子的过程示意氢原子形成氢分子的过程示意相互靠拢HHHH键键电子云电子云1S1S氢原子形成氢分子的电子云描述

4、氢原子形成氢分子的电子云描述（两个两个s轨道重叠轨道重叠）原子轨道在两个原子核间重叠，意味着电子出现在核间的概率增大，因此可以说，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。H2中的共价键称为中的共价键称为键键从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、共用电子对理论2、最大重叠原理3、通过成键时的重叠方式将共价键分为:键键和和 键键归纳总结归纳总结键键1、键是两原子在成键时，原子轨道以“头碰头”的方式

5、重叠形成的共价键。轴对称，可绕轴旋转2、键的特征：知识点一知识点一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HHH2中的键是由两个s轨道重叠形成的，可称为s-s 键键除了s轨道和s轨道重叠形成共价键外，s轨道和p轨道、p轨道和p轨道重叠是否也能形成键呢？思考讨论思考讨论HClHCl的的 s-p 键的形成键的形成（一个s轨道与一个p轨道重叠）HCls-p 键1S 1S2S2P3S3PHCl中的共价键是由氢原子提供的未成对电子的1s原子轨道和氯原子提供的未成对电子的3p原子轨道重叠形成的。s p 键,轴对称.氯化氢分子的氯化氢分子的形成形成过程过程ClCl的的 p-p 键

6、的形成键的形成（两个p轨道重叠）ClClClClp-p 键 1S 2S2P 3S 3P 1S 2S 2P 3S 3P Cl2中的共价键是由2个氯原子各提供1个未成对电子的3p原子轨道重叠形成的。pp 键,轴对称.氯气分子的氯气分子的形成形成过程过程键的重叠方式：键的重叠方式：“头碰头头碰头”XssXpxsXpxpx键的特征是：以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。总结归纳总结归纳(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)形成键的原子轨道重叠程度较大，故键有较强稳定性。(3)以形成键的两原子核的连线为轴，任

7、何一个原子均可以旋转，旋转时并不破坏键的结构。键的特征键的特征 键键形成成键原子的s轨道或p轨道“”重叠形成类型s-s型s-p型p-p型特征以形成化学键的两原子核的为轴做旋转操作,共价键的电子云的图形,这种特征称为 ;键的强度.头碰头头碰头连线连线不变不变轴对称轴对称较大较大p轨道与p轨道除了能形成键外，还能形成键。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。思考讨论思考讨论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，这种共价键叫键，主要类型为pp 键，其形成过程可

8、以表示为下图：键键知识点二知识点二 键的重叠方式：键的重叠方式：“肩并肩肩并肩”XZZpZpZ键特征:镜像对称不稳定性：键 键碳碳双键容易断双键中一个键（键），故易发生加成反应和加聚反应。总结归纳总结归纳键的特征键的特征(1)每个键的电子云由两块组成，分别位于由两原子核构成平面的两侧，如果以它们之间包含原子核的平面为镜面，它们互为镜像，这种特征称为镜面对称。(2)形成键时电子云重叠程度比键小，键不如键牢固。特例：N2分子中的键比键稳定。(3)以形成键的两个原子核的连线为轴，任意一个原子并不能单独旋转，若单独旋转则会破坏键，如以pypy键为例，若旋转其中一个成键原子，则两原子的py轨道不再平行，

9、也就无法“肩并肩”地靠近形成键。形成由两个原子的p轨道“”重叠形成p-p型特征键的电子云具有对称性,即每个键的电子云由两块组成,分别位于由构成平面的两侧,如果以它们之间包含原子核的平面为镜面,它们互为;键不能旋转;一般不如键牢固,比较容易.键键肩并肩肩并肩镜面镜面原子核原子核镜像镜像断裂断裂用电子式表示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。思考讨论思考讨论 2s2s2p2pN N：N N：N NN N：N N：xyzN的2p轨道示意图xyzN2中共价三键的形成过程“头碰头”xyzzy“肩并肩”N2中共价三键的形成过程“头碰头”“肩并肩”“肩并肩”yzzyxN2中共价三键的形

10、成过程键键键yzzyxN2中共价三键的形成过程p p 键p p 键p p 键yzzyxN2中共价三键的形成过程-N2中共价三键的形成过程通过氮气中氮氮三键形成过程的分析，如何判断共价键是键或是键？单键双键三键键键1 1个个键、键、1 1个个键键1 1个个键、键、2 2个个键键思考讨论思考讨论探究探究共价键问题与预测问题与预测(1)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键和几个键构成？乙烷中含有1个C-C键和6个C-H键，所以乙烷中含有7个键；乙烯中含有1个C=C键和4个C-H键，即含有5个键和1个键；乙炔中含有1个三键和2个C-H键，即含有3个键和2个键；乙烯分子中乙烯

11、分子中键由一个键由一个2p轨道重叠形成的轨道重叠形成的2s2pCxyzxyz肩并肩肩并肩x(2)解释乙烯分子中键是如何形成的，预测乙炔分子中键是如何形成的。绘制图示绘制图示模仿图2-3，绘制乙炔分子中的键。乙炔分子中乙炔分子中2个个键由两个键由两个2p轨道重叠形成的轨道重叠形成的 2 2s2pCxyzxyzx问题与讨论问题与讨论钠和氯通过得失电子同样也是形成电子对，为什么这对电子不被钠原子和氯原子共用形成共价键而形成离子键呢？你能从元素的电负性差别来理解吗？讨论后请填写下表：原子原子Na Cl H Cl C O电负性电负性电负性之差电负性之差（绝对值）（绝对值）结论：当元素的电负性相差很大，化

12、学反应形成的电子结论：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，形成的将是对不会被共用，形成的将是_键；而键；而_键是电负键是电负性相差不大的原子之间形成的化学键。性相差不大的原子之间形成的化学键。0.9 3.02.1 3.02.5 3.52.10.91.0离子离子共价共价1.7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。a.电子配对原理：共价键的深入认识归纳总结归纳总结原子轨道重叠的越多电子出现的

13、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sp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。b.最大重叠原理：最大重叠原理：1.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出现B.共用的电子必须配对C.成键后体系能量降低,趋于稳定D.两原子核体积大小要适中D解析:共价键的成因和本质是当成键原子相互靠近时,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。练一练练一练题点一共价键的实质与特征解析:原子的未成对电子配对成键后,一般就不再与其他原子的未成对电子配对成键了,故原子的未成对电子数决定了该原子形成的共

14、价键具有饱和性,这一饱和性也就决定了该原子成键时最多连接的原子数,故A、C正确;形成共价键时,原子轨道重叠的程度越大越好,为了达到原子轨道的最大重叠程度,成键的方向与原子轨道的伸展方向就存在着必然的联系,故B正确。2.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练一练练一练题点二键和键的判断与比较D4.下列关于键和键的说法中,错误的是()A.所有的键的强度都比键的大B.键是原

15、子轨道“头碰头”式重叠,键是原子轨道“肩并肩”式重叠C.s-s键与s-p键的电子云形状的对称性相同D.键可以绕键轴旋转,键一定不能绕键轴旋转解析:一般情况下,键的强度比键的大,但也有特殊情况,如NN中键的强度比键的小,A错误;键电子云重叠程度较大,是原子轨道“头碰头”式重叠,键电子云重叠程度较小,是原子轨道“肩并肩”式重叠,B正确;键有方向性,两个成键原子必须沿着对称轴方向接近,才能达到最大重叠,s-s键与s-p键都是轴对称的,C正确;键为单键,可以绕键轴旋转,键在双键、三键中存在,不能绕键轴旋转,D正确。A解析:单键为键,双键中含1个键、1个键。1个乙烯脲分子中含12个键、1个键,故键与键数目之比为121;1个尿素分子中含7个键、1个键,故键与键的数目之比为71。5.已知碳的氧化物可以制备尿素、乙烯脲等,其中乙烯脲可用于制备树脂、增塑剂、喷漆、胶黏剂等。(1)乙烯脲中含键与键数目之比为。(2)尿素分子中键与键的数目之比为 。12171(1)根据成键原子的价层电子数来判断能形成几对共用电子对。如果只形成一对共用电子对,则该共价键一定是键;如果形成多对共用电子对,则先形成1个键,另外的原子轨道形成键。分子中键和键的判断方法思维建模思维建模(2)一般规律:共价单键是键;共价双键中有一个键,另一个是键;共价三键中有一个键,另两个是键。本节小结本节小结共价键共价键