資源簡介

(共64張PPT)
第一節 共價鍵
第二章 分子結構和性質
第一課時
共價鍵
化學鍵：
知識回顧
化學鍵的類型：離子鍵、共價鍵(極性鍵和非極性鍵)、金屬鍵。
化學鍵的存在范圍：
分子間不存在化學鍵。
離子鍵
共價鍵
金屬鍵
構成離子化合物
構成共價型分子或原子團
構成金屬單質和合金
組成豐富多彩
的物質世界
使離子相結合或原子相結合的強烈相互作用通稱為化學鍵。
只存在于相鄰的原子或離子之間。
離子鍵 共價鍵
概念
成鍵微粒
成鍵條件
存在 （舉例）
分類
類型
比較
陰、陽離子間通過靜電
作用所形成的化學鍵
陰、陽離子
得失電子
離子化合物：大多數鹽、強堿、活潑金屬氧化物等如NaCl、銨鹽
原子間通過共用電子對所形成的化學鍵。
原子
電子對共用
非金屬單質：H2
共價化合物：HCl
某些離子化合物:Na2O2
極性鍵和非極性鍵
知識回顧
包括靜電吸引和靜電排斥
知識回顧：用電子式表示NaCl、HCl和H2的形成過程：
Na+
Cl
Na
Cl
H Cl
H
+
Cl
離子鍵
共價鍵
陰、陽離子間通過靜電作用所形成的化學鍵
原子間通過共用電子對所形成的化學鍵。分極性共價鍵（極性鍵）和非極性共價鍵（非極性鍵）。
H·
·H
＋
H:H
（5）表示方法：
一、共價鍵
（1）成鍵粒子：
（2）成鍵實質：
（3）形成條件：
原子
共用電子對
一般由電負性相同或相差不大的非金屬元素的原子結合
（4）共價鍵的分類
按共用電子對是否發生偏移分類
極性共價鍵：不同種原子，電子對偏移
非極性共價鍵：同種原子，電子對不偏移
A－A 型
A－B 型
[練習]書寫H2、HCl、Cl2的電子式及形成過程。
H
+
H
H
H
H
+
Cl
Cl
H
Cl
+
Cl
Cl
Cl
氫氣(H2)、氯化氫(HCl)、氯氣(Cl2)的化學式為什么不是H3、H2Cl、Cl3？
現代價鍵理論的基本要點：
a.電子配對原理：
b.最大重疊原理：
兩原子各自提供一個自旋方向相反的電子彼此配對。
兩原子軌道重疊部分越大，兩核間電子的概率密度越大，形成的共價鍵越牢固，分子越穩定
電子云在兩個原子核間重疊，意味著電子出現在核間的概率增大，電子帶負電，因而可以形象的說，核間電子好比在核間架起一座帶負電的橋梁，把帶正電的兩個原子核“黏結”在一起了。
兩個原子軌道重疊部分越大，兩核間電子的概率密度越大，形成的共價鍵越牢固，分子越穩定。
注意：重疊也不能無限制的重疊，
因核與核之間、電子與電子之間還存在排斥力。
2.最大重疊原理：
要使兩個原子軌道重疊部分最大，原子軌道必須按一定的方向進行重疊，這就是共價鍵的方向性。
一：共價鍵的特征
按照現代價鍵理論中的電子配對理論， 一個原子有幾個未成對電子，便可和幾個自旋相反的電子配對成鍵，這就是共價鍵的“飽和性”;如果原子沒有未成對電子，則不能形成共價鍵。
1、飽和性
H·
·H
＋
H:H
↑
1S
↓
1S
↑↓
↑↓
↑↓
↓
3s2
3p5
H Cl
H
+
Cl
所以只能有H2、HCl、Cl2、等而不可能有H3、H2Cl、Cl3等
1s1
↑
共價鍵的飽和性決定了共價化合物的分子組成。
2、方向性
共價鍵的方向性決定了共價化合物的立體構型。
CH4
NH3
H2O
CO2
正四面體形
三角錐形
V形
直線形
除s軌道是球形對稱外，其他原子軌道在空間都有一定是的分布特點，按照現代價鍵理論中的最大重疊原理，兩原子在形成共價鍵時將盡可能沿著電子出現概率最大的方向形成，所以共價鍵有方向性。（注意：s-s軌道重疊無方向性）
【思考】
H·
二、共價鍵的類型
H
H
↑
1S
↑
1S
H
H
↑
1S
↓
1S
╳
H
：
H
·H
+
2.任意兩個氫原子一定能形成H2分子嗎？
1.兩個氫原子為何能成鍵形成分子？
√
二：共價鍵的類型
—— σ鍵和π鍵
1、 σ鍵
氫分子、氯化氫分子和氯分子的形成過程
二、共價鍵的類型
H原子形成H2分子的電子云描述（兩個s軌道重疊）
—— σ鍵和π鍵
2. σ鍵的類型：
① s-s σ鍵
s-s σ鍵
相互靠攏
原子軌道在兩個原子核間重疊，意味著電子出現在核間的概率增大，電子帶負電，可以形象地說，核間電子好比在核間架起一座帶負電的橋梁，把帶正電的兩個原子核“黏結”在一起了。
“頭碰頭”的方式重疊成鍵
用橡皮泥制作H-H電子云模型
靠 攏
s-s軌道都是球形，從任何方向發生電子云重疊(成鍵)時，重疊程度相同，因此s-s σ鍵無方向性。
二、共價鍵的類型
—— σ鍵和π鍵
2. σ鍵的類型：
② s-p σ鍵
（一個s軌道與一個p軌道重疊）
HCl分子的形成過程
H
Cl
↑
1s
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑
1s
2s
2p
3s
3p
H－Cl
Cl
H
3pz
HCl中的共價鍵是由H原子提供的未成對電子的1s原子軌道和Cl原子提供的未成對電子的3p原子軌道以“頭碰頭”的方式重疊形成的。
二、共價鍵的類型
—— σ鍵和π鍵
2. σ鍵的類型：
② s-p σ鍵
（一個s軌道與一個p軌道重疊）
HCl分子的形成過程
形成H—Cl共價鍵
s-p σ鍵
未成對電子的
電子云相互靠攏
電子云相互重疊
情景1
靠 攏
“頭碰頭”的方式重疊成鍵
靠 攏
重疊 成鍵
s-p σ鍵是有方向性的
用橡皮泥制作H-Cl電子云模型
情景2
原子軌道最大重疊原理
√
╳
二、共價鍵的類型
—— σ鍵和π鍵
2. σ鍵的類型：
③ p-p σ鍵
（兩個p軌道重疊）
Cl2分子的形成過程
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑
1s
2s
2p
3s
3p
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
p-p σ鍵
二、共價鍵的類型
—— σ鍵和π鍵
2. σ鍵的類型：
③ p-p σ鍵
（兩個p軌道重疊）
Cl2分子的形成過程
形成Cl—Cl共價鍵
p-p σ鍵
未成對電子的
電子云相互靠攏
電子云相互重疊
Cl2中的共價鍵是由2個氯原子各提供1個未成對電子的3p原子軌道重疊形成的。
靠 攏
“頭碰頭”的方式重疊成鍵
用橡皮泥制作Cl-Cl電子云模型
共價鍵的深入認識一
H-Cl
H-H
Cl-Cl
請歸納H-H、H-Cl和Cl-Cl的特點。
原子軌道以“頭碰頭”的方式重疊形成的共價鍵
小結:
σ鍵
概念：兩原子在成鍵時，原子軌道以“頭碰頭”的方式重疊形成的共價鍵。
①特征：電子云的對稱方式：
軸對稱
H-Cl
H-H
Cl-Cl
σ鍵的特征：以形成化學鍵的兩原子核的連線為軸旋轉，共價鍵電子云的圖形不變，這種特征稱為軸對稱。
①特征：電子云的對稱方式：
軸對稱
③穩定性：形成σ鍵的原子軌道重疊程度較大，
故σ鍵有較強穩定性。
②旋轉:以形成σ鍵的兩原子核的連線為軸，
任何一個原子均可以旋轉，旋轉時并不破壞σ鍵的結構。
④存在：單鍵均為σ鍵，雙鍵、三鍵均有σ鍵，
任何兩個原子形成的共價鍵且只有一個σ鍵
概念：兩原子在成鍵時，原子軌道以“頭碰頭”的方式重疊形成的共價鍵。
小結:
σ鍵
⑤σ鍵的分類
s-s型
s-p型
p-p型
H—H
H—Cl
Cl—Cl
小結:
σ鍵
課堂練習2：σ鍵的常見類型有(1)s-s, (2)s-p, (3)p-p, 請指出下列分子σ鍵所屬類型：
A、HBr
B、NH3
C、F2
D、H2
s-p
s-p
p-p
s-s
4.σ鍵的常見類型有(1)s-s, (2)s-p, (3)p-p,
請指出下列分子σ鍵所屬類型:
A、HBr B、NH3 C、F2 D、H2
s-p
s-p
p-p
s-s
3.下列各組物質中，所有化學鍵都是共價鍵的是
A.H2S和Na2O2 B.H2O2和CaF2
C.NH3和N2 D.HNO3和NaCl
C
p軌道與p軌道除了能形成σ鍵外，還能形成π鍵。
π鍵的特征是兩個原子軌道以平行或“肩并肩”方式重疊；
原子重疊的部分分別位于兩原子核構成平面的兩側。
每個π鍵的電子云由兩塊組成，它們互為鏡像，這種特征稱為鏡面對稱。
3.π鍵
①概念：
二、共價鍵的類型
—— σ鍵和π鍵
未成對電子的原子軌道相互靠攏
原子軌道相互重疊
形成的π鍵
主要類型為p-p π鍵
②形成過程可以表示為下圖：
成鍵時，原子軌道以“肩并肩”的方式重疊形成的共價鍵。
相互靠攏
“肩并肩”
用橡皮泥制作π鍵的電子云模型。
“肩并肩”的方式重疊成鍵
靠攏
p-p π鍵
如果將π鍵沿著鍵軸旋轉，會發生什么情況呢？
π鍵的特征：
共價鍵的深入認識二
①電子云為鏡面對稱：
每個π鍵的電子云由兩塊組成，互為鏡像
③π鍵不能旋轉
②π鍵不如σ鍵牢固,較易斷裂
形成π鍵時，原子軌道重疊程度比σ鍵的小，通常情況下，π鍵沒有σ鍵牢固。
以形成π鍵的兩個原子核的連線為軸，任意一個原子不能單獨旋轉，若單獨旋轉則會破壞π鍵。
2、 π鍵
氮原子形成氮分子的過程
p-pσ鍵
p-pπ鍵
p-pπ鍵
↑ ↑ ↑
2p3軌道
氮分子的形成過程
↓ ↓ ↓
2p3軌道
x
y
z
x
y
z
N2中共價三鍵的形成過程
“頭碰頭”
σ鍵
x
y
z
x
y
z
N2中共價三鍵的形成過程
σ鍵
“頭碰頭”
“肩并肩”
π鍵
“肩并肩”
π鍵
N≡N
z
z
y
y
x
π
π
σ
O2 中 p-p σ鍵和 p-p π鍵的形成過程
p-p σ鍵
p-p π鍵
兩對孤電子對電子云
↑↓ ↑ ↑
2P4軌道
↑↓ ↓ ↓
2P4軌道
3、σ鍵和 π鍵的成鍵規律
②共價單鍵是σ鍵；共價雙鍵中一個σ鍵，另一個π鍵；共價三鍵由一個σ鍵和兩個π鍵
H-H
O=O
N≡N
Cl-C-Cl
O
∣
∣
①s-s電子、s-p電子只形成σ鍵；p-p電子既形成σ鍵，又形成π鍵；且 p-p電子先形成σ鍵，后形成π鍵。
1個σ鍵，1個π鍵
1個σ鍵
1個σ鍵，2個π鍵
3個σ鍵，1個π鍵
注意：σ鍵能單獨存在，π鍵不能單獨存在
課堂練習3：下列關于σ鍵和π鍵的說法錯誤的是（ ）
含有π鍵的分子在反應時，π鍵是化學反應的積極參與者
B. 當原子形成分子時，首先形成σ鍵，可能形成π鍵
C. 有些原子在與其它原子形成分子時只能形成σ鍵，不能形成π鍵
D. 在分子中，化學鍵可能只有π鍵而沒有σ鍵
D
提示：　稀有氣體的單質分子中不含化學鍵；多原子分子中一定含有σ鍵，可能含有π鍵。
共價鍵的類型 σ鍵 π鍵
原子軌道重疊方式
原子軌道重疊程度
對稱類型
鍵的強度
旋轉情況
成鍵情況 “頭碰頭”
“肩并肩”
大
小
軸對稱
鏡面對稱
鍵的強度大，鍵牢固
鍵的強度小，易斷裂
單鍵可以繞鍵軸任意旋轉，不破壞σ鍵
不能旋轉，否則破壞π鍵
單鍵都是σ鍵，雙鍵含一個σ鍵和一個π鍵，三鍵含一個σ鍵和二個π鍵
4、σ鍵和 π鍵的比較
小 結
雙鍵
單鍵
三鍵
1個σ鍵、1個π鍵
σ鍵
1個σ鍵、2個π鍵
探究——共價鍵 課本P36
【問題和預測】（1）觀察乙烷、乙烯和乙炔的分子結構，分析分子中的共價鍵分別由幾個σ鍵和幾個π鍵構成？
①乙烷中含有1個C-C鍵和6個C-H鍵，所以乙烷中含有7個σ鍵；
②乙烯中含有1個C=C鍵和4個C-H鍵，即含有5個σ鍵和1個π鍵；
③乙炔中含有1個三鍵和2個C-H鍵，即含有3個σ鍵和2個π鍵；
（1）NH3
（2）C2H4
（3）H2O2
（4）C4H10
3個σ鍵
5個σ鍵和1個π鍵
3個σ鍵
13個σ鍵
指出下列共價分子中所含的σ鍵和π鍵的數目：
共價鍵的類型
按照不同的分類方法,可將共價鍵分為不同的類型:
（1）按共用電子對數目
單鍵：如H-H鍵
雙鍵：如C==C鍵
三鍵：如N≡N鍵
（2）按共用電子對是否偏移
非極性鍵：如Cl-Cl鍵
極性鍵：如H-Cl鍵
（3）按原子軌道的重疊方式
σ鍵
π鍵
【課堂小結】
σ鍵和π鍵的比較
共價鍵類型 σ鍵 π鍵
原子軌道 重疊方式
原子軌道重疊部位
原子軌道重疊程度
鍵的強度
成鍵規律判斷 沿鍵軸方向軸對稱，可旋轉
(“頭碰頭”)重疊
沿鍵軸方向鏡面對稱，不旋轉
(“肩并肩”)重疊
兩原子核之間,在鍵軸處
鍵軸上方和下方
大
小
σ鍵強度大,不易斷裂，不活潑
π鍵強度較小,易斷裂，活潑
共價單鍵是σ鍵;共價雙鍵中一個是σ鍵,另一個是π鍵;
共價三鍵中一個是σ鍵,另兩個是π鍵
(1)共價化合物。如SO2、CO2、CH4、H2O2、CS2、H2SO4等。
(2)多原子非金屬單質分子中。如O2、F2、H2、C60、單質硫、白磷(P4)等,
共價鍵存在的范圍
含有共價鍵的化合物不一定是共價化合物。
(3)含根的離子化合物 :如NaOH、 Na2O2、 NH4Cl、NH4NO3等。
電子所在的原子軌道都具有一定的形狀,原子軌道要取得最大重疊決定了共價鍵必然具有方向性（s-s 軌道重疊形成的共價鍵無方向性，例外）。
共價鍵的特征
——決定原子形成分子時相互結合的數量關系
---決定分子的空間結構
——共價鍵具有飽和性和方向性。
(1)共價鍵的飽和性
按照共用電子對理論,一個原子有幾個未成對電子,便可以與幾個自旋相反的電子配對成鍵,這就是共價鍵的“飽和性”。
(2)共價鍵的方向性
所有的共價鍵都有飽和性，
但并不是所有的共價鍵都有方向性
一般：共價鍵數=單電子數
對于原子之間能否形成π鍵可依據原子的價電子數確定。
若達到穩定結構只差一個電子,如H、Cl,則只能形成σ鍵;
若達到穩定結構差兩個及兩個以上電子；
【規律總結 】
另外需要注意,分子中存在π鍵,則一定存在σ鍵,
H2O分子中氧原子只形成σ鍵,而O2分子中既有σ鍵,又有π鍵。
則既能形成σ鍵,又能形成π鍵,
但若存在σ鍵,則不一定存在π鍵。
如O、N等,
【問題與討論】鈉和氯通過得失電子同樣是形成電子對，為什么這對電子不被鈉原子和氯原子共用形成共價鍵而形成離子鍵呢？你能從原子的電負性差別來理解嗎？
原子 Na Cl H Cl C O
電負性
電負性之差（絕對值）
結論：當原子的電負性相差很大，化學反應形成的電子對不會被共用，形成的將是_____鍵；而_____鍵是電負性相差不大的原子之間形成的化學鍵。 0.9 3.0
2.1 3.0
2.5 3.5
2.1
0.9
1.0
離子
共價
課堂練習4：已知：元素 的電負性為2.5，元素 的電負性為3.5，元素 的電負性為1.2，元素 的電負性為2.4。你認為上述四種元素中，最容易形成共價鍵的是( @47@ )。
A. 與 B. 與 C. 與 D. 與
B
5、在下列分子中①HF ②Br2 ③H2O ④N2 ⑤CO2 ⑥H2 ⑦H2O2 ⑧HCN
（1）分子中只有σ 鍵的是：
（2）分子中含有π鍵的是：
（3）分子中所有原子均滿足最外層8電子結構的是：
（4）分子中含有s-s σ鍵的是：
（5）分子中含有s-p σ 鍵的是：
（6）分子中含有p-p σ鍵的是：
② ④ ⑤ ⑦ ⑧
① ② ③ ⑥ ⑦
④ ⑤ ⑧
② ④ ⑤
⑥
① ③ ⑦ ⑧
(H—C≡N)
4、二氯化二硫 是廣泛用于橡膠工業的硫化劑，其分子結構如圖所示。常溫下 是種橙黃色的液體，遇水易水解，并產生能使品紅褪色的氣體。下列說法錯誤的是( @63@ )。
A.電負性：
B. 為含有極性鍵和非極性鍵的分子
C. 與 結構相似，都含有 鍵和 鍵
D. 與 反應的化學方程式可能為

C
3、下列說法正確的是(　　)。
A.π鍵是由兩個p軌道“頭碰頭”重疊形成的
B.σ鍵的電子云圖形是鏡面對稱的,而π鍵的電子云圖形是軸對稱的
C.一般 鍵比 鍵重疊程度大，形成的共價鍵強
D.氣體單質中，一定有 鍵，可能有 鍵
C
(1)σ鍵和π鍵都只存在于共價分子中(　　)
(2)兩個原子間可以只形成σ鍵，但不能只形成π鍵(　　)
(3)H原子只能形成π鍵，N原子可以形成σ鍵和π鍵(　　)
判斷正誤
×
√
×
1.下列說法對σ鍵和π鍵的認識不正確的是
A.分子中只要含有共價鍵，則至少含有一個σ鍵
B.s-s σ鍵、p-p σ鍵與s-p σ鍵都是軸對稱的
C.p-p σ鍵和p-p π鍵的重疊方式是相同的
D.含有π鍵的分子在反應時，π鍵是化學反應的積極參與者
C
2.丁烯二酸(HOOCCH=CHCOOH)分子結構中含有σ鍵、π鍵的個數分別是
A.4個σ鍵，1個π鍵 B.11個σ鍵，3個π鍵
C.4個σ鍵，3個π鍵 D.9個σ鍵，5個π鍵
A
3.下列分子中存在的共價鍵類型完全相同(從σ鍵、π鍵的形成方式角度分析)的是
A.CH4與NH3 B.C2H6與C2H4
C.H2與Cl2 D.Cl2與N2
A
4.具有下列電子排布式的原子中，不能形成π鍵的是
A.1s22s22p63s23p4 B.1s22s22p3
C.1s22s22p63s1 D.1s22s22p2
C
四種原子分別是S、N、Na、C
5.下列分子既不存在s-p σ鍵，也不存在p-p π鍵的是
A.HCl B.HF
C.CO2 D.SCl2
D
s-p σ鍵
p-p σ鍵和p-p π鍵
s-p σ鍵
只存在p-p σ鍵
6.下列物質的化學式和結構式中，從成鍵情況看不合理的是
A.CH3N： B.CH4S：
C.CH2SeO： D.CH4Si：
D
根據價鍵理論，C、Si需要形成四個價鍵，N、P形成三個價鍵，O、Se形成兩個價鍵，H、Cl、F、Br形成一個價鍵
7.在N2F2分子中，所有原子均符合8電子穩定結構，則該分子中兩個氮原子之間的鍵型構成是( )
A.僅有一個σ鍵 B.僅有一個π鍵
C.一個σ鍵，一個π鍵 D.一個σ鍵，兩個π鍵
C
F—N==N—F
N2F2分子結構：
(1)寫出A、B、C、D四種元素的元素符號：A___、B____、C___、D___。
8.有A、B、C、D四種元素。已知：①它們均為元素周期表中前20號元素，C、D在同一周期，A、B在同一主族；②它們可以組成化合物B2C2、A2C、DC2等；③B的陽離子與C的陰離子的核外電子排布相同；④B2C2同A2C或DC2反應都生成氣體C2，B與A2C反應產生氣體A2，A2與氣體C2按體積之比為2∶1混合后點燃能發生爆炸，其產物是一種無色無味的液體(在常溫下)。請回答下列問題：
H
Na
O
C
(2)在B2C2、A2C和DC2中，屬于離子化合物的是________，
屬于共價化合物的是__________，其結構式是____________________。
Na2O2
H2O、CO2
、O=C=O
9.分析下列化學式中畫有橫線的元素，選出符合要求的物質，填空。
A.NH3　B.H2O　C.HCl　 D.CH4　E.C2H6　F.N2
(1)所有的價電子都參與形成共價鍵的是_______。
(2)只有一個價電子參與形成共價鍵的是___。
(3)最外層有未參與成鍵的電子對的是_____________。
(4)既有σ鍵又有π鍵的是___。
D、E
C
A、B、C、F
F
10.(1) 分子中σ鍵和π鍵的比例為______。
9∶1
(2)已知反應N2O4(l)＋2N2H4(l)=3N2(g)＋4H2O(l)，若該反應中有4 mol N—H斷裂，則形成的π鍵的數目為______。
3NA

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