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第二章分子的結構與性質
第一節共價鍵
2.1.1共價鍵
教學目標
1、從原子軌道重疊的視角認識共價鍵的本質，知道共價鍵 具有飽和性和方向性，
2、能用模型、圖像和符號等正確表征H 、Cl 、HCI等簡單分 子中原子軌道的重疊方式。
3、知道σ鍵和π鍵的區別和特征，能說明C H 、C H 和 C H 等分子的成鍵類型。
問題反饋
1.乙烯分子中的π鍵是如何形成的
2.N (N=N) 原子軌道重疊過程是怎樣的
共價鍵 原子間通過共用電子對形成的化學鍵。
離子鍵 使陰、陽離子結合成化合物的靜電作用。
金屬鍵
所有物質中都含有化學鍵嗎
一 、化學鍵
1、概念：物質中直接相鄰的原子或離子之間存在的強烈的相互作用。
2、分 類 ：
用電子式表示 H 的形成過程
H ·十 ·H →H:H
二、共價鍵
1.定義： 原子間通過共用電子對所形成的的化學鍵。
2. 成鍵微粒：一般為非金屬原子 吸引電子能力相同、相近
或電負性相差不大的原子
3. 共價鍵的存在：
非金屬單質、共價化合物、離子化合物
4. 共價鍵的類型：
極性鍵 成鍵原子為不同種元素
(1)
非極性鍵成鍵原子為同種元素
H—H 的s-sσ鍵的形成
H 個 入 H
原子軌道相互重疊，形成共價鍵。 1s 1s
H 中的共價鍵稱為σ鍵。σ鍵的特征是軸對稱。可以繞 軸旋 轉。
H 中的σ鍵是由兩個s軌道重疊形成的，稱為 s-s σ鍵 。
H H H H H H
從電子云重疊角度來認識共價鍵
H—C1的s-pσ鍵的形成
HCI中H-Cl鍵 為H的 1s軌道與Cl的3p軌道重疊形成，稱為 s-p σ鍵。
H Cl H Cl HCl
HCI和Cl 中的共價鍵是如何形成的
個↓ 個↓ 個↓
2p
個
2s
個
1s
個
3s
Cl
1s
HCI和Cl 中的共價鍵是如何形成的
C1 Cl C1 Cl Cl
Cl—Cl的p-pσ鍵的形成
Cl 中CI-Cl 鍵為兩個Cl的未成對3p軌道重疊形成，稱為 p-p σ鍵。
Cl 個↓ 個↓ 個↓ 個↓ 個↓ 個↓ 個↓ 個↓
1s 2s 2p 3s
3p
Cl 個↓ 個↓ 個 個↓ 個↓ 個↓
個↓ 個↓ 個
1s 2s 2p 3s
3p
氮氣分子中的氮氮三鍵是如何形成的
個 個
2p
個 個
個
σ鍵
π鍵
個↓
1s
個↓ 1s
2s 2p
個↓
2s
個↓
N
N
π,
πy
8..
π
N 分子形成
πy
p軌道和p軌道除能頭碰頭形成σ鍵外，還能肩并肩形成π鍵
p-pπ鍵的形成
N 中除一根p-p σ鍵外，還有兩根p-p π鍵。π鍵的特征是鏡面對稱。
問題：σ鍵和π鍵哪個穩定 π鍵可以旋轉嗎
π鍵與σ鍵的強度不同。π鍵電子云重疊程度比σ鍵小，一般情況下π 鍵不如σ鍵牢固，較容易斷裂。如乙烯的π鍵容易斷裂。
H—H的s-s σ鍵的形成
C1 Cl Cl
Cl—Cl的p-pσ 鍵的形成
H Cl
H—Cl的s-pσ 鍵的形成
(2)π鍵
鏡面對稱
p-p π鍵
5.共價鍵的類型
(1)σ鍵
①s-s
②s-p ③p-p
σ鍵
σ鍵 σ鍵
不能旋轉
可以旋轉
軸對稱
HCl
6.共價鍵的特征
自旋相反的成單電子相互接近時，核間電子密度較大，可形成穩定的化
學鍵。
①共價鍵具有飽和性
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。 H · 十 ·H—→ H:H
所以只能有H 、HCI、Cl 而不可能有H 、H CI、Cl 。
②共價鍵具有方向性(是不是所有的共價鍵都具有方向性 ) 共價鍵的方向性決定了共價化合物的空間構型。
7. σ鍵、π鍵的判斷
①s-s 電 子 、s-p 電子只能形成σ鍵； p-p 電子既能形成σ鍵，又能 形成π鍵；且 p-p電子先形成σ鍵，后形成π鍵。
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 1個σ鍵 COCl 3個σ鍵，1個π鍵 問題：π鍵能單獨存在嗎 0=0 N三N
1個σ鍵，1個π鍵
1個σ鍵，2個π鍵
鍵型 項目 σ 鍵
π 鍵
成鍵方式 “ 頭碰頭 ”
“ 肩并肩 ”
特 征 軸對稱
鏡面對稱
牢固程度 重疊程度大 不容易斷裂
重疊程度較小
容易斷裂
成鍵規律 共價單鍵是σ 鍵 共價雙鍵一個是σ 鍵，另一個是π 鍵 共價三鍵一個是σ鍵，另兩個為π 鍵
試判斷下列物質中成鍵情況。
N 、0 、HCI 、F 、NH 、C H 、C H 、C H 、C H
σ鍵
π 鍵
單鍵 雙鍵 叁鍵
乙 烷 乙烯 乙 炔
·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C=C鍵和2個C-H鍵.即含有3個σ鍵和2個π鍵：
· 【問題和預測】(1)觀察乙烷、乙烯和乙炔的分子結構，它們
的分子中的共價鍵分別由幾個σ鍵和幾個π鍵構成
· (2)解釋乙烯分子中π鍵是如何形成的
·預測乙炔分子中π鍵是如何形成的 乙烯 乙炔
·乙烯分子：每個碳原子s 軌道、2個p 軌道 (sp 雜化軌道)分別與2個氫 原子、另一個碳原子形成3個σ鍵，共5個σ鍵；每個碳原子p軌道均有 一個未成對電子，兩個p軌道以“肩并肩”相互重疊，形成π鍵。
·乙炔分子：每個碳原子s軌道、1個p軌道 (sp 雜化軌道)分別與1個氫 原子、另一個碳原子形成2個σ鍵，共3個σ鍵；碳原子中另外兩個p軌 道與碳原子中的兩個p軌道以“肩并肩”相互重疊，形成兩個π鍵。
· 【繪制圖示】模仿圖2-3所示，繪制乙炔分子中π鍵。 (提示：
兩個碳原子各自用2個p軌道形成π鍵。)
元素 Na CI H CI
C 0
電負性 0.9 3.0 2.1 3.0
2.5 3.5
電負性之差 (絕對值) 2.1 0.9
1.0
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，形成的將是離子 鍵；而共價 鍵是電負性相差不大的原子之間 形成的化學鍵。
· 【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
苯分子中的σ鍵 苯分子中碳原子的2p 軌道 苯分子中的π鍵
圖2-2-9苯分子中的化學鍵
1、下列說法正確的是 ( B )
A、有共價鍵的化合物一定是共價化合物
B、分子中只有共價鍵的化合物一定是共價化合物
C、由共價鍵形成的分子一定是共價化合物 D、只有非金屬原子間才能形成共價鍵
2、關于乙醇分子的說法正確的是 ( c ) A、分子中共含有8個極性鍵
B、分子中不含非極性鍵
C、分子中只含σ鍵
D、分子中含有1個π鍵
某有機物的結構式如下：
H H
C=C
H C
C
H
則分子中有 個σ鍵， 3 個π鍵。
4、下列分子中含有非極性鍵的共價化合物是 ( B )
A、F B、C H C、Na O D、NH
5、相距很遠的兩個H原子相互逐漸接近，在這一過程中體系能量將
A、先變大后變小 B、先變小后變大
C、逐漸變小 D、逐漸增大
( B )
6、下列微粒中的各原子均滿足8電子穩定結構的是( C )
A.PCI B.NH C CO D.BF
7. 下列說法正確的是( c )。
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σ鍵比π鍵重疊程度大，形成的共價鍵強
D.氣體單質中， 一定有σ鍵，可能有π鍵
·8.已知碳的氧化物可以制備尿素、乙烯脲等，其中乙烯脲可用于
制備樹脂、增塑劑、噴漆、膠黏劑等。
· (1)乙烯脲分子中含σ鍵與π鍵的數目之比
·(2)尿素分子中含σ鍵與π鍵的數目之比為
HN
0
NH
乙烯脲
尿素
·9.P 元素的價電子排布為3s 3p ,P 與Cl形成的化合物有PCl 、
PCI , 對此判斷正確的是( )
·A. 磷原子最外層有三個未成對電子，故只能結合三個氯原子形 成PCI
·B.PCI 分子中的P—Cl鍵含有π鍵
·C.PCI 分子中的P—Cl鍵都是π鍵
·D.磷原子最外層有三個未成對電子，但是能形成PCI , 說明傳 統的價鍵理論存在缺陷
·10..二氯化二硫 (S Cl ) 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 S Cl 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(C )。
·A. 電負性： CI>S
·B.S Cl 為含有極性鍵和非極性鍵的分子
·C.S Br S Cl 結構相似，都含有σ鍵和π
·D.S Cl 與 H O反應的化學方程式可能為
·2S Cl +2H O=SO 個 + 3S↓+4HCI
小結
1.概念
本質：共用電子對，原子軌道重疊
2.類型
σ鍵軸對稱 可以旋轉
π鍵鏡面對稱 不能旋轉
3.特征
①飽和性②方向性

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