鲁科版选择性必修2第2章第1节共价键模型课件（40张）

第2章微粒间相互作用与物质性质课程标准要求学科核心素养1.能说出微粒间作用(离子键、共价键、配位键和分子间作用力等)的主要类型、特征和实质;能比较不同类型的微粒间作用的联系与区别;能说明典型物质的成键类型。2.能利用电负性判断共价键的极性,能根据共价分子的结构特点说明简单分子的某些性质;能运用离子键、配位键、金属键等模型,解释离子化合物、配合物、金属等物质的某些典型性质;能说明分子间作用力(含氢键)对物质熔点、沸点等性质的影响,能列举含有氢键的物质及其性质特点。3.能根据给定的信息分析常见简单分子的空间结构,能利用相关理论解释简单的共价分子的空间结构;能根据分子的结构特点和键的极性来判断分子的极性,并据此对分子的一些典型性质及其应用作出解释。4.能从微粒的空间排布及相互作用的角度对生产、生活、科学研究中的简单案例进行分析,举例说明物质结构研究的应用价值,如配合物在生物、化学等领域的广泛应用,氢键对于生命的重大意义。5.能认识到化学已经发展为实验和理论并重的学科;能够欣赏物质结构的研究及其理论发展对化学学科发展的贡献。1.宏观辨识与微观探析:能从微粒间相互作用角度来阐释物质的主要性质;能说明微粒间相互作用的差异对物质性质的影响;能根据微粒间相互作用、分子空间结构等说明或预测物质的性质,评估做出说明或预测的合理性。2.证据推理与模型认知:能将化学事实和微粒间相互作用相关模型进行关联和合理匹配,并能选取适当的证据从不同视角分析问题,推出合理的结论;能描述和表示与微粒间相互作用有关的理论模型,指出模型表示的具体含义,并运用理论模型解释或推测物质的组成、结构及变化。3.科学探究与创新意识:能从结构的角度预测配合物能否形成,进而设计实验获得证据,基于证据做出判断;能够分析实验过程中出现的异常现象等问题,对造成原因提出假说;能说明条件对配合物性质的影响,并基于实验目的根据配合物的稳定性及转化关系选择实验条件。4.变化观念与平衡思想:能从物质的构成微粒、微粒间相互作用的视角理解化学变化的微观实质;能结合宏观现象从微粒间相互作用等角度描述和分析配位反应和配位平衡,并能说明其在真实问题解决中如何应用。第1节共价键模型学习目标1.通过对氢分子形成过程的学习,认识共价键的形成和本质;了解共价键的特征。2.通过以HCl、H2O、NH3为例描述共价键的形成过程,了解共价键可分为σ键和π键等类型;并能利用电负性判断极性共价键和非极性共价键。3.通过键参数知识学习,知道共价键的键能、键长和键角可以用来描述键的强弱和分子的空间结构。任务分项突破课堂小结提升学科素养测评任务分项突破学习任务1共价键的形成与特征自主梳理1.共价键的形成共用电子非金属元素原子一对共用电子两对电子三对电子2.共价键的特征特征概念作用饱和性每个原子所能形成共价键的

或以共价键连接的

是一定的共价键的饱和性决定了各种原子形成分子时相互结合的

关系方向性共价键将尽可能沿着

的方向形成。在形成共价键时,原子轨道重叠得

,电子在核间出现的

大,所形成的共价键就

.分子的空间结构与共价键的方向性密切相关总数原子数目数量电子出现概率最大多概率牢固互动探究氢气在氧气和氯气中燃烧分别生成H2O和HCl,在这两种化合物的分子内部,原子之间都是通过共用电子形成了共价键。氢气与氮气反应生成NH3,一个氮原子可与三个氢原子以三个共价单键结合成一个NH3分子。Cl、O、N在与H原子化合时结合H原子的数目分别为1、2、3。为什么这些原子结合的H原子数目不同呢?探究共价键的饱和性问题1:为什么氢气分子结构为H2,不是H3或H4等其他结构?提示:因为H仅有一个电子,所以两个H原子之间可形成一个共价单键结合为氢分子。问题2:为什么N、O、Cl与H形成的简单化合物(NH3、H2O、HCl)中H原子数不相等?提示:因为N原子的价电子排布式为2s22p3,其p轨道有3个自旋状态相同的未成对电子,因此可以与3个氢原子以3个共价单键结合成氨分子;O原子的价电子排布式为2s22p4,其p轨道有2个自旋状态相同的未成对电子,Cl原子的价电子排布式为3s23p5,其p轨道有1个未成对电子,所以两者可分别与2个、1个氢原子结合。归纳拓展存在共价键的物质(1)非金属单质分子(稀有气体除外),如H2、O2、C60、P4、S8等。(2)非金属元素形成的化合物,如HCl、H2SO4、CO2等。(3)部分离子化合物,如NH4Cl、Na2SO4、Na2O2等。(4)某些金属和非金属形成的化合物如AlCl3、BeCl2等。题组例练D1.(2022·山东济南期中)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解析:一般地,原子的未成对电子一旦配对成键,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目决定了该原子形成的共价键具有饱和性,共价键的饱和性决定了该原子成键时最多连接的原子数,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存在着必然的联系,B正确;共价键的饱和性与原子轨道的重叠程度无关,与原子的未成对电子数有关,D错误。2.(2022·山东德州期中)下列关于共价键的说法正确的是(

)A.共价键只存在于非金属元素原子间B.两个原子形成共价键时,原子之间只能存在一对共用电子C.两个原子形成共价键时,每个原子周围都有8个电子D.共价键是通过共用电子形成的一种相互作用D解析:共价键不只存在于非金属元素原子间,如AlCl3中存在共价键,是共价化合物,A错误;两个原子形成共价键时,原子之间可能存在多对共用电子,如O2、N2等,B错误;两个原子形成共价键时,不是每个原子周围都有8个电子,如HF中H原子周围只有2个电子,C错误;通常情况下,吸引电子能力相同(或相近)的原子之间通过共用电子形成共价键,D正确。学习任务2共价键的类型自主梳理1.按原子间的成键数目分类2.共价键的类型(1)按原子轨道重叠方式分类。σ键原子轨道以“

”方式相互重叠导致电子在核间出现的概率增大而形成的共价键π键原子轨道以“

”方式相互重叠导致电子在核间出现的概率增大而形成的共价键头碰头肩并肩(2)按共用电子是否偏移分类。类型形成元素共用电子偏移原子电性非极性键

元素两原子吸引电子的能力相同,共用电子

.两原子都不显电性极性键

元素共用电子偏向吸引电子能力

的原子一侧吸引电子的能力较大的原子显

电性,吸引电子的能力较小的原子显

电性同种不偏移不同种大负正微点拨:形成极性共价键的原子的电负性差值越大,形成的共价键的极性就越强。极性强的共价键叫强极性键,极性弱的共价键叫弱极性键。互动探究最大重叠原理认为:形成共价键时,成键电子的原子轨道一定要在对称性一致的前提下发生重叠,原子轨道的重叠程度越大,两核间电子的概率密度就越大,形成的共价键就越稳定。探究轨道重叠程度与共价键的稳定性关系问题1:H2分子中2个H原子各有一个s轨道,2个s轨道重叠有没有方向性?提示:没有,因为s轨道是球形,无论从哪个角度重叠程度均相同,与方向无关。如图提示:有,由于p轨道是哑铃形,所以H原子的1s轨道必须沿着哑铃轴线方向重叠,程度才最大,此时2个原子间电子出现概率更高,分子更稳定。如图问题2:HCl分子形成过程中,H原子的1s轨道与Cl原子的3p轨道重叠有没有方向性?问题3:Cl2分子形成过程中,2个Cl原子的3p轨道重叠形成σ键有没有方向性?提示:有,p轨道是哑铃形,沿着哑铃轴线方向重叠程度最大,形成共价键最稳定。如图提示:N原子是2p3构造,3个p轨道沿空间坐标系x、y、z方向分布。其中2个N原子的p轨道按“头碰头”(最大重叠方向)形成1个σ键,后另外两个方向的p轨道只能按“肩并肩”方向进行重叠形成π键。氮分子中的三键形成过程如图所示。问题4:N2分子形成过程中,为什么会形成2个π键?归纳拓展σ键与π键1.σ键与π键的类型(1)σ键的常见类型。类型形成过程s-s型s-p型p-p型(2)π键的常见类型——p-pπ键。2.σ键与π键的比较键的类型σ键π键原子轨道重叠方式沿键轴方向“头碰头”重叠,特征为轴对称沿键轴方向“肩并肩”重叠,特征为镜面对称原子轨道重叠部位两原子核之间,在键轴处键轴上方和下方,键轴处为零原子轨道重叠程度大小键的强度较大、稳定较小、易断裂化学活泼性不活泼活泼类型s-s、s-p、p-pp-p键的存在共价单键为σ键,共价双键、三键中有一个σ键共价双键、三键分别有一个、两个π键1.(2021·四川内江阶段练习)下列关于σ键和π键的理解不正确的是(

)题组例练C2.(2022·上海奉贤阶段练习)以下物质既有极性键又有非极性键的是(

)A.HF B.C2H4C.N2 D.Na2O2解析:HF中只含H、F原子形成的极性键,A不符合题意;C2H4中含有C、C原子形成的非极性键,也含有C、H原子形成的极性键,B符合题意;N2中只含N、N原子形成的非极性键,C不符合题意;Na2O2中含有钠离子和过氧根离子形成的离子键,也含有O、O原子形成的非极性键,不含极性键,D不符合题意。B题后悟道σ键和π键的判断思路(1)s轨道与s轨道(或p轨道)只能形成σ键,不能形成π键;两个p轨道既可形成σ键,又可形成π键,但首先形成σ键。(2)两个原子间可以只形成σ键,但不可以只形成π键。(3)在同一个分子中,σ键一般比π键强度大。学习任务3共价键的键参数自主梳理1.键长两个成键原子的原子核间的

(简称核间距)叫作该化学键的键长。一般而言,化学键的键长愈短,化学键就愈

,键就愈

。键长是影响分子空间结构的因素之一。键长的数值可以通过晶体X射线衍射实验进行测定,也可以通过理论计算求得。距离强牢固多原子化学键空间结构180°直线形角形三角锥形微点拨:由于离子键、金属键没有饱和性、方向性,所以键角一般指的是共价键之间的夹角。3.键能在

条件下,断开

中的化学键,使其分别生成

所吸收的能量称为A—B键的键能,常用EA—B表示。键能的大小可以定量地表示化学键的强弱。键能愈大,断开时需要的能量就愈多,这个化学键就愈

;反之,键能愈小,断开时需要的能量就愈少,这个化学键就愈

。1×105Pa、298K1molAB(g)分子气态A原子和气态B原子牢固不牢固互动探究探究键参数与物质性质的关系问题1:键长、键角、键能哪些因素对分子空间结构有影响?提示:键长与键角共同决定了分子的空间结构。问题2:键能与键长的关系是什么?分子的稳定性与键能的关系是什么?提示:键长越短,键能越大。键能越大,共价键越稳定,分子的化学性质就越稳定。问题3:根据F、Cl、Br原子半径分析H—F键、H—Cl键、H—Br键的键能大小顺序,判断HF、HCl、HBr三种分子中哪一种最稳定。提示:同一主族元素,从上至下原子半径逐渐增大,所以EH-F>EH-Cl>EH-Br,因此HF键能最大,其分子最稳定。归纳拓展共价键参数与分子性质关系1.NH3分子的空间结构是三角锥形而不是平面正三角形,最充分的理由是(

)A.NH3分子内3个N—H键键长均相等B.NH3分子内3个价键的键角和键长均相等C.NH3分子内3个N—H键的键长相等,键角都等于107°D.NH3分子内3个N—H键的键长相等,键角都等于120°题组例练C解析:NH3分子内的键角和键长都相等,可能有两种结构,一是平面正三角形,二是三角锥形;如果键角为120°,则必然为平面正三角形;故选C。C

A.σ键一定比π键稳定B.N2较易发生加成反应C.乙烯、乙炔较易发生加成反应D.乙烯、乙炔中的π键比σ键稳定解析:σ键不一定比π键稳定,如氮气中的π键比σ键稳定,故A错误;N≡N键键能大,不易发生加成反应,故B错误;乙烯和乙炔中π键的键能小、易断裂,所以乙烯、乙炔较易发生加成反应,故C正确;乙烯、乙炔中的σ键比π键稳定,故D错误。题后悟道课堂小结提升【知识整合】【易错提醒】1.误认为所有共价键都有方向性。s-s型σ键,由于s轨道球形对称,所以无论从哪个方向重叠均可满足最大重叠原则,没有方向性。2.误认为金属原子与非金属原子间不能形成共价键。金属元素与非金属元素的电负性相差不大(通常是小于1.7),其原子间也可以形成共价键,比如BeCl2、AlCl3中存在共价键。3.误认为非金属形成的化合物中只存在共价键,不存在离子键。铵盐中既存在离子键又存在共价键。4.误认为不同物质中相同类型的化学键键能相同。相同原子间形成的相同类型共价键,在不同物质中并非完全相同。例:CH4中的C—H键与C2H4中的C—H键键能并不完全相同,会有一定差异。5.误认为共价键的饱和性与原子轨道和重叠程度有关。共价键的饱和性是由原子的未成对电子数决定的。6.误认为所有σ键均比π键稳定。其实不然,N2中的π键比其所含的σ键更稳定。学科素养测评防晒霜之所以能有效地减轻紫外线对人体的伤害,是因为它所含的有效成分的分子中含有π键,这些有效成分的分子中的π键的电子可在吸收紫外线后被激发,从而阻挡部分紫外线对皮肤的伤害。据此回答下列问题。(1)①H2、②CO2、③H2O2、④HCN中,其分子中只有σ键的是

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