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2019人教版選擇性必修2 第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
第 一 節(jié)共價(jià)鍵
第1課時(shí)共價(jià)鍵
相鄰原子之間強(qiáng)烈的相互作用
陰、陽(yáng)離子 靜電作用
離子鍵。
化學(xué)鍵
●共價(jià)鍵
原子間形成共用電子對(duì)
化學(xué)鍵的概念
化學(xué)鍵的類型
【溫故知新】
極性共價(jià)鍵
非極性共價(jià)鍵
元素 Na CI H Cl C
0
電負(fù)性 0.9 3.0 2.1 3.0 2.5
3.5
電負(fù)性差值 2.1 0.9 1
結(jié) 論 ：元素的電負(fù)性差值很大，化學(xué)反應(yīng)形成的電子對(duì)不會(huì)被共用，形 成離子鍵；而共價(jià)鍵是電負(fù)性差值不大的原子間形成的化學(xué)鍵。
從電負(fù)性的角度理解共價(jià)鍵、離子鍵的形成條件，完成表中內(nèi)容。
【問(wèn)題與討論】
教材P 6
一、共價(jià)鍵
1.概念：原子間通過(guò)共用電子對(duì)所形成的相互作用。
2.形成條件：
(1) 一般是非金屬原子之間，或金屬與非金屬原子之間(如AICl )
(2)電負(fù)性數(shù)值相差不大(小于1.7)的原子之間成鍵 3.成鍵本質(zhì)：
原子間通過(guò)共用電子對(duì)形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，使體系能量降低。
從電子云 角度理解
原子軌道重疊
3.成鍵本質(zhì)：
化學(xué)鍵包括
共價(jià)鍵和
離子鍵
當(dāng)兩個(gè)氫原子相距很遠(yuǎn)時(shí)，它們之間的相互作
用可以忽略不計(jì)，體系的能量等于兩個(gè)氫原子的能 量之和(選為0做參照);
隨著兩個(gè)氫原子逐漸接近，它們的原子軌道會(huì) 相互重疊，使電子在核間區(qū)域出現(xiàn)的概率增大，原 子核對(duì)兩個(gè)電子都產(chǎn)生吸引作用，使體系的能量逐
漸下降。
實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算均表明，當(dāng)兩個(gè)氫原子的核間 距為 74 pm 時(shí)體系能量最低，兩個(gè)氫原子各提供 一個(gè)電子以自旋狀態(tài)不同的方式相互配對(duì)形成氫分
子。如果兩個(gè)氫原子進(jìn)一步接近，原子核以及電子 之間的排斥作用又將導(dǎo)致體系的能量上升。
●氫原子
0.074 核間距/ nm
★從原子軌道視角看共價(jià)鍵的本質(zhì)
0
-436
能量/ (k J · m o l- )
H·+H —→H:H
【思考】
1.寫出H 、Cl 、HCl的電子式，通過(guò)電子式分析為何它們是穩(wěn)定的物質(zhì)
H 達(dá)到2電子，Cl 達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)
H:H :Cl:Cl: H:Cl:
2.你認(rèn)為是否存在H 、H Cl、Cl 這樣的物質(zhì) 說(shuō)出你判斷的理由。
不存在，因?yàn)镠 和Cl都只差1個(gè)電子達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，只需共用一次電子。
一、共價(jià)鍵
4.特征：
(1)飽和性：一個(gè)原子有幾個(gè)未成對(duì)電子，就形成幾對(duì)共用電子對(duì)。
H :H·+·H—→H:H
HCl:H·+·Cl —→H:Cl:
Cl ::Cl·+·Cl:—→ :Cl:Cl:
原子的未成對(duì)電子數(shù) (共價(jià)鍵的飽和性)
決定
分子的組成
4.特征：
(2)方向性：兩個(gè)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
S-S σ鍵 價(jià)鍵越牢固，分子越穩(wěn)定。兩原子在形成共價(jià)鍵時(shí)將盡可能沿著電子 無(wú)方向性 出現(xiàn)概率最大的方向形成(最大重疊原理),所以共價(jià)鍵有方向性。
決定
共價(jià)鍵的方向性
CH
正四面體形
NH
三角錐形
分子的立體構(gòu)型
CO
直線形
H O
V形
一、共價(jià)鍵
5.類型(從原子種類角度):
(1)非極性鍵：同 種原子之間形成的共價(jià)鍵。如：H-H Cl-Cl
(2)極性鍵： 不同種原子之間形成的共價(jià)鍵。如：H-Cl H-O-H
思考：能不能從原子軌道重疊的角度對(duì)共價(jià)鍵進(jìn)行分類呢
Ho H Ho H
相互靠攏
1s 1s 電子云相互重疊 共形價(jià)成鍵H( 子H的)
除了s和s軌道，s 和p、p和p軌道是否也可以通過(guò)軌道重疊形成共價(jià)鍵
原子軌道相互重查 形成的共價(jià)單鍵
氫原子形成氫氣的過(guò)程
氫原子和氯原子形成氯化氫
HCI
氯原子形成氯氣的過(guò)程
6.類型(從原子軌道重疊角度):
(1)σ鍵：
①概念：由成鍵原子的s軌道或p軌道“頭碰頭”重疊形成。
s-s σ鍵 H-H: 兩個(gè)s軌道重疊形成
HCI
②類型： s-p σ鍵 H-Cl:H 的s軌道和Cl的p軌道重疊形成
Cl
p-p σ鍵 Cl-Cl: 兩個(gè)p軌道重疊形成
③特征：a.軸對(duì)稱(以形成化學(xué)鍵的兩原子核的連線為軸做旋轉(zhuǎn)操作，共價(jià)鍵 的電子云的圖形不變);
b.形成σ鍵的原子軌道重疊程度較大，故σ鍵有較強(qiáng)的穩(wěn)定性。
未成對(duì)電子的原子軌道相互靠攏 原子軌道相互重疊 形成的π鍵
(2)π鍵：p-pπ 鍵
①概念：由成鍵原子的p軌道“肩并肩”重疊形成。
②特征:a.鏡面對(duì)稱(每個(gè)π鍵的電子云由兩塊組成，它們互為鏡像); b. π鍵不如σ鍵穩(wěn)定，比較容易斷裂。例：乙烯易發(fā)生加成反應(yīng)。 c.不能旋轉(zhuǎn)。
p軌道和p 軌道除了能像Cl 中那樣重疊外，還有別的重疊方式嗎
【思考】
單鍵 雙鍵
三鍵
σ 鍵 1個(gè)σ鍵、1個(gè)π鍵
1個(gè)σ鍵、2個(gè)π鍵
【注意】σ鍵可以單獨(dú)存在；π鍵不能單獨(dú)存在
(3)判斷σ鍵、π鍵的一般規(guī)律：
①乙烷中含有1個(gè)C-C 鍵和6個(gè)C-H 鍵，所以乙烷中含有7個(gè)σ鍵；
②乙烯中含有1個(gè)C=C 鍵和4個(gè)C-H 鍵，即含有5個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵；
③乙炔中含有1個(gè)三鍵和2個(gè)C-H 鍵，即含有3個(gè)σ鍵和2個(gè)π鍵；
【問(wèn)題和預(yù)測(cè)】(1)觀察乙烷、乙烯和乙炔的分子結(jié)構(gòu)，分析分子
中的共價(jià)鍵分別由幾個(gè)σ鍵和幾個(gè)π鍵構(gòu)成
【探究】
教材P 6
乙烯分子：每個(gè)碳原子s軌道、2個(gè)p軌道(sp 雜化軌道)分別
與2個(gè)氫原子、另一個(gè)碳原子形成3個(gè)σ鍵，共5個(gè)σ鍵；每個(gè)碳 原子p軌道均有一個(gè)未成對(duì)電子，兩個(gè)p軌道以“肩并肩”相互 重疊，形成π鍵。
乙炔分子：每個(gè)碳原子s軌道、1個(gè)p軌道分別(sp 雜化軌道) 與1個(gè)氫原子、另一個(gè)碳原子形成2個(gè)σ鍵，共3個(gè)σ鍵；碳原子 中另外兩個(gè)p軌道與碳原子中的兩個(gè)p軌道以“肩并肩”相互重 疊，形成兩個(gè)π鍵。
(2)解釋乙烯分子中π鍵是如何形成的 預(yù)測(cè)乙炔分子中π鍵是如何形成的
【繪制圖示】模仿圖2-3所示，繪制乙炔分子中π鍵。 (提示：兩個(gè)
碳原子各自用2個(gè)p軌道形成π鍵。)
【小結(jié)】
本質(zhì)：原子之間通過(guò)共用電子對(duì)(或原子軌道重疊)形成共價(jià)鍵
特征：具有方向性和飽和性
共價(jià)單鍵——1個(gè)σ鍵
一般規(guī)律 共價(jià)雙鍵——1個(gè)σ鍵、1個(gè)π鍵 共價(jià)三鍵——1個(gè)σ鍵、2個(gè)π鍵
共價(jià)鍵中有且 僅有一個(gè)o鍵
原子軌道“頭碰頭”重疊，電子云呈軸對(duì)稱
原子軌道“肩并肩”重疊，電子云呈鏡面對(duì)稱
σ鍵
成鍵方式
π 鍵
特征
特征
共 價(jià) 鍵
: 十 N:—→ :N::N:
N 個(gè)↓ 個(gè) 個(gè) 個(gè)
2s 2px2py 2p
用電子式表示N 的形成過(guò)程，
并用原子軌道重疊來(lái)解釋其共價(jià)鍵的形成過(guò)程。
【思考】
N的2p軌道示意圖
N 中1個(gè)p-p σ 鍵和2個(gè)p-p π鍵的形成過(guò)程
2P 軌道
N三N
p-p σ鍵
“頭碰頭”
π鍵
σ鍵
π 鍵
p-p π鍵
“肩并肩”
p-p π鍵
“肩并肩”
N三N
【小結(jié)】
本質(zhì)：原子之間通過(guò)共用電子對(duì)(或原子軌道重疊)形成共價(jià)鍵
特征：具有方向性和飽和性
共價(jià)單鍵——1個(gè)σ鍵
一般規(guī)律 共價(jià)雙鍵——1個(gè)σ鍵、1個(gè)π鍵 共價(jià)三鍵——1個(gè)σ鍵、2個(gè)π鍵
共價(jià)鍵中有且 僅有一個(gè)o鍵
原子軌道“頭碰頭”重疊，電子云呈軸對(duì)稱
原子軌道“肩并肩”重疊，電子云呈鏡面對(duì)稱
σ鍵
成鍵方式
π 鍵
特征
特征
共 價(jià) 鍵
【課堂檢測(cè)】
1.下列說(shuō)法對(duì)σ鍵和π鍵的認(rèn)識(shí)不正確的是( C )
A.分子中只要含有共價(jià)鍵，則至少含有一個(gè)σ鍵
B.s-s σ鍵 、p-pσ鍵與s-p σ鍵都是軸對(duì)稱的
C.p-pσ鍵和p-p π鍵的重疊方式是相同的
D.含有π鍵的分子在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，π鍵是反應(yīng)的積極參與者
【課堂檢測(cè)】
2.如圖表示氫原子的電子云重疊示意圖。以下各種說(shuō)法中錯(cuò)誤的是
A.圖中電子云重疊意味著電子在核間出現(xiàn)的機(jī)會(huì)多
B.氫原子的核外的s軌道重疊形成共價(jià)鍵 C
C.氫原子的核外電子呈云霧狀，在兩核間分布得密
一些，將兩核吸引
D.氫原子之間形成σ鍵，s-S σ鍵沒(méi)有方向性
【課堂檢測(cè)】
3.下列說(shuō)法正確的是 A
A. 原子軌道與電子云都是用來(lái)形象描述電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的
B. 電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可從能層、能級(jí)、軌道3個(gè)方面進(jìn)行描述 C. 氣體單質(zhì)中，一定有σ鍵，可能有π鍵
D.1 個(gè)乙烯分子中含有4個(gè)σ鍵，1個(gè)π鍵

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