高二化学选择性必修第二册：第二章第一节教学课件

第二章第一节第1课时《共价键》人教版选择性必修2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“万物皆原子构成”。——1965年诺贝尔奖得主，理查德·费曼

理查德·费曼23氯化钠晶体结构氯化钠晶体HCl气体HCl分子结构模型H2分子结构模型思考讨论

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晶体HCl气体4分享交流HH··：：：Cl·：：：Cl·+NaNa+··：：：Cl·：：：Cl·+

[

]-NaCl和HCl的形成过程微粒间的相互作用共价键离子键5思考讨论为什么Na原子和Cl原子间形成离子键，而H原子和Cl原子间形成共价键呢？你能从元素电负性的差别来理解么？完成下列表格。元素NaClHClCO电负性电负性之差（绝对值）6分享交流【结论】元素NaClHClCO电负性0.93.02.13.02.53.5电负性之差（绝对值）2.10.91.0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，形成的是离子键；而共价键是元素的电负性相差不大的原子之间形成的化学键。化学键的类型与电负性的差值的关系7小结化学键：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电负性的差值0非极性键极性键离子键Na和ClH和Cl0.92.11.7C和O81.0思考讨论如何通过原子轨道进一步理解共价键的形成？9资料卡片10分享交流共价键离子键氢原子形成氢分子的原子轨道描述HHHH

（两个s轨道重叠）

H－H的形成↑1s1↓1s111视频资料12氢原子形成氢分子的过程思考讨论13请同学们画出氢原子形成氢分子的过程示意图分享交流氢原子形成氢分子的过程示意H↑1s1H↓1s1思考讨论14s轨道和p轨道，p轨道和p轨道重叠是否也能形成共价键呢？我们看一看HCl和Cl2中的共价键。分享交流HClH－Cl↑1s1

（s轨道和p轨道重叠）H-Cl的形成氢原子和氯原子形成氯化氢分子的原子轨道描述15↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑1s22s22p63s23p5“头碰头”视频资料16

H－Cl的形成视频资料思考讨论17（1）请同学们画出氢原子和氯原子形成氯化氢分子的过程示意图。（2）通过研究共价键的形成过程，你发现该共价键有什么特征？H－Cl

的形成H↑1s1Cl未成对电子的原子轨道相互靠拢原子轨道相互重叠形成共价单键共价键的饱和性共价键的方向性↑↓↑↓↑↑↓3s23p5分享交流ClClClCl氯原子形成氯气分子的原子轨道描述18（两个p轨道重叠）Cl－Cl的形成↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑1s22s22p63s23p5↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑1s22s22p63s23p5视频资料19Cl－Cl的形成资料思考讨论20请同学们画出氯原子形成氯气分子的过程示意图。Cl－Cl

键的形成未成对电子的原子轨道相互靠拢原子轨道相互重叠形成共价单键Cl↑↓↑↓↑↑↓3s23p5Cl↑↓↑↓↑↑↓3s23p5思考讨论21H－ClH－HCl－Cl请归纳H－H、H－Cl和Cl－Cl的特点。σ键“头碰头”原子轨道的重叠方式：分享交流22轴对称电子云的对称方式：如果将σ键沿着键轴旋转，会发生什么情况呢？思考讨论23

p轨道和p轨道除了以“头碰头”的方式重叠以外，还有没有可能以其他的方式重叠成键？24“肩并肩”p-p

π键的形成分享交流思考讨论25请同学们画出p-p

π键的形成的过程示意图。p-p

π键的形成未成对电子的原子轨道相互靠拢原子轨道相互重叠形成的π键（1）π键的电子云形状有何特征？（2）如果将π键沿着键轴旋转，会发生什么情况呢？观察思考形成的π键π键的特征

电子云为镜面对称：每个π键的电子云由两块组成，互为镜像26

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。↑↑↑↑↓2s22p3N：NN＋N···：思考讨论：···N：：：：2728p-pσ键p-pπ键p-pπ键N的2p轨道示意图N2中共价三键的形成过程分享交流N2中共价三键的形成过程资料视频资料29

通过氮气中氮氮三键形成过程的分析，如何判断共价键是σ键或是π键？思考讨论30小结单键双键三键σ键1个σ键、1个π键1个σ键、2个π键成键规律判断31

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σ键和几个π键构成？乙烷乙烯乙炔课堂练习32分享交流物质分子结构共价键的类型和数量乙烷乙烯乙炔7个σ键5个σ键+1个π键3个σ键+2个π键33乙烯分子中σ键和π键的形成过程资料视频资料34乙炔分子中σ键和π键的形成过程资料视频资料352.为什么不可能有H3、H2Cl和Cl3？原子形成的共价键数＝未成对电子数课堂练习答：

H↑1s1Cl↑↓↑↓↑↑↓3s23p536

答：并不是所有的共价键都有方向性，如s-sσ键就没有方向性。3.所有的共价键都有方向性吗？课堂练习3738课堂练习4.你能从分子结构的角度谈一谈为何N2非常稳定么？人工固氮是将氮气转化为含氮化合物的过程。从分子结构的角度谈一谈，在这一过程中，为什么往往需要用高温、高压、催化剂这样剧烈的条件？答：N2分子中是共价三键，两氮原子相互作用非常强烈，故N2非常稳定。人工固氮的主要途径之一让N2与H2反应生成NH3，在这一反应过程中，N2分子中的共价三键需要全部断开，故需要很强烈的条件。小结39键类型σ键π键常见类型s-s、s-p、p-pp-p原子轨道重叠方式“头碰头”重叠“肩并肩”重叠键的特征轴对称，可旋转镜面对称，不可旋转原子轨道重叠程度大小成键规律判断单键：σ键；双键：1个σ键、1个π键;三键：1个σ键、2个π键σ键与π键的比较第二章第一节第2课时键参数—键能、键长与键角人教版选择性必修2观察思考卤化氢在1000℃分解的百分数/%HCl0.0014HBr

0.5HI33得出：在1000℃时，卤化氢分解率大小比较为HCl＜HBr＜HI说明：卤化氢的稳定性大小比较为HCl＞HBr＞HI如何解释HCl、HBr、HI的稳定性的差异呢？思考讨论123Cl、Br和I的原子半径依次增大H2与Cl2、Br2和I2反应放出的热量变化HCl、HBr、HI稳定性差异的猜想H-Cl、H-Br和H-I的强度不同思考讨论如何衡量共价键的强度呢？原子半径是如何影响共价键的强度呢？化学反应中热量变化与共价键的强度的关系是什么？一、键参数之键能1、定义：气态分子中1mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。

2、单位：kJ·mol-1通常是298.15K，101kPa条件下的标准值思考讨论键能的大小与共价键的强弱有什么关系呢？键能越大气态分子中1mol化学键解离成气态原子所吸收的能量越多共价键越牢固分子越稳定键能是共价键强弱的一种标度。键能：气态分子中1mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。资料卡片键能通常是一个平均值。共价键键能（kJ·mol-1）H-CH3

→·CH3

＋H·439.3H-CH2

→CH2＋H·442.0H-CH→CH＋H·442.0·H-C→·C·＋H·338.6···C-H

键键能平均值：

断开CH4中的4个C-H

，所需能量并不相等，因此，CH4中C-H键的键能是平均值。

·········资料卡片键键能（kJ·mol-1）N-O176.0N=O607.0O-O142.0O=O497.3C-C347.7C=C615.0C≡C812.0某些共价键的键能键卤素原子半径（pm）键能（kJ·mol-1）H-F71568.0H-Cl99431.8H-Br

114366.0H-I133298.7你能发现哪些规律呢？共价键键能规律：（1）成键原子相同时，键能强弱比较：单键键能＜双键键能＜三键键能。（2）形成共价键的原子的半径越大，键能越小。二、键参数之键长1、定义：构成化学键的两个原子的核间距。2、单位：pm（1pm=10-12m）由于分子中的原子始终处于不断振动之中，因此，键长只能是振动着的原子处于平衡位置时的核间距。资料卡片资料卡片键键长（pm）H-F92H-Cl127H-Br142H-I161键键长（pm）F-F141Cl-Cl198Br-Br228I-I267你能发现哪些规律呢？键键长（pm）C-C154C=C133C≡C120某些共价键的键长卤素原子半径（pm）F71Cl99Br114I133共价键键长规律：（1）对于同种类型的共价键，成键原子的原子半径越大，键长越大。（2）成键原子相同的共价键的键长：单键键长＞双键键长＞三键键长资料卡片键键长（pm）键能（kJ·mol-1）H-F92568H-Cl127431.8H-Br142366H-I161298.7键键长（pm）键能（kJ·mol-1）Cl-Cl198242.7Br-Br228193.7I-I267152.7键键长（pm）键能（kJ·mol-1）C-C154347.7C=C133615C≡C120812通过观察共价键的键长和键能的数据，你能发现键长和键能之间的关系吗？F-F不符合“键长越短，键能越大”的规律，为什么？F-F141157.0关系：键长越短，键能越大特殊性F-F不符合“键长越短，键能越大”的规律为什么？氟原子的原子半径很小，因此F-F的键长短，而由于键长短，两个F原子形成共价键时，原子核之间的距离小，排斥力大，因此键能小。键键长（pm）键能（kJ·mol-1）F-F141157.0Cl-Cl198242.7Br-Br228193.7I-I267152.7F-F141157.0思考讨论1HCl、HBr、HI稳定性差异的分析H-Cl、H-Br和H-I的强度不同键能键键能（kJ·mol-1）H-Cl431.8H-Br366.0H-I298.7键能越大，共价键越牢固，由此构成的分子越稳定。思考讨论12Cl、Br和I的原子半径依次增大HCl、HBr、HI稳定性差异的猜想H-Cl、H-Br和H-I的强度不同键能键长卤素原子半径（pm）Cl99Br114I133一般地，原子半径越大，形成的共价键键长越长，键能越小，共价键越不牢固，形成的分子越不稳定。键键长（pm）键能（kJ·mol-1）H-Cl127431.8H-Br142366H-I161298.7思考讨论12Cl、Br和I的原子半径依次增大HCl、HBr、HI稳定性差异的分析H-Cl、H-Br和H-I的强度不同键能键长3H2与Cl2、Br2和I2反应放出的热量变化化学反应的热量变化思考讨论

新化学键的形成化学反应实质旧化学键的断裂化学键断裂吸收能量化学键形成释放能量键能与化学反应的能量变化存在一定的关系如何用键能计算H2与Cl2、Br2和I2反应放出的热量呢？动手计算HHClCl键断裂键断裂HHClCl＋＋键形成键形成HClHCl键键能（kJ·mol-1）H-H436.0Cl-Cl242.7H-Cl431.8吸收436.0kJ·mol-1能量吸收242.7kJ·mol-1能量各释放431.8kJ·mol-1能量依据键能的数据，计算1molH2和1molCl2反应生成2molHCl释放的能量。动手计算HHClCl键断裂键断裂HHClCl＋＋键形成键形成HClHCl吸收436.0kJ·mol-1能量吸收242.7kJ·mol-1能量各释放431.8kJ·mol-1能量436.0＋242.7－431.8×2=-184.9kJ放出184.9kJ的热量动手计算键键能（kJ·mol-1）H-H436.0Br-Br193.7H-Br366.0I-I152.7H-I298.7计算1molH2分别与1molBr2（蒸气）和1molI2（蒸气）反应，生成2molHBr和2molHI,反应的热量变化。H2+Br22HBr放出热量102.3kJH2+I22HI放出热量8.7kJ得出结论生成1molHX放出的热量：HCl＞HBr＞HI同类型的化学反应，相同物质的量的反应物放出的热量越多，产物越稳定，故HCl最稳定，分解的百分数最小，HI最不稳定，更易发生热分解反应。卤化氢在1000℃分解的百分数/%HCl0.0014HBr

0.5HI33生成物放出的热量（kJ）HCl184.9HBr102.3HI8.7键能的应用：计算化学反应的反应