共价键的类型-σ键和π键++高二化学人教版（2019）选择性必修2

选择性必修2(人教版2019)第二章分子结构与性质第一节

共价键第1课时

共价键的类型-σ键和π键P36【问题与讨论】钠、氯通过得失电子同样是形成电子对，为什么这对电子不被钠原子和氯原子共用形成共价键而形成离子键？你能从元素的电负性差别来理解吗？填写下表。元素NaClHClCO电负性

电负性差值

0.93.02.12.13.00.92.53.51

元素的电负性差值很大（>1.7），化学反应形成的电子对不会被共用，形成离子键，而共价键是电负性差值不大（<1.7）的原子间形成的共价键。H2

HClCl2温故知新你能用电子式表示下列物质的形成过程吗？(1)(2)HClH+ClH··H＋H:HCl＋ClClCl(3)如何用原子轨道的概念来进一步理解共价键的形成？

学习

目标第1课时

共价键的类型：σ键和π键PART01PART02PART03认识原子间通过原子轨道的重叠形成共价键,了解共价键具有饱和性、方向性。知道根据原子轨道的重叠方式,共价键可分为σ键和π键等类型。理解共价键中σ键和π键的区别,建立判断σ键和π键的思维模型,熟练判断分子中σ键和π键的存在及个数。1：从核外电子排布图分析，共价键是怎样形成的呢？问题探究2：如何用电子云的概念来进一步理解共价键呢？用原子轨道描述氢原子形成氢分子的过程[任务一]共价键的类型：σ键和π键HHHH相互靠拢原子轨道相互重叠原子轨道在两个原子核间重叠，意味着电子出现在核间的概率增大，因此可以说，核间电子好比在核间架起一座带负电的桥梁，把带正电的两个原子核“黏结”在一起了。形成氢分子的共价键（H-H）(1)σ键特征以形成化学键的两原子核的连线为轴做旋转操作，共价键的电子云的图形不变，这种特征称为轴对称。σ键的重叠方式

“头碰头”1s1↓1s1↓1.

σ键(2)类型：s-sσ键s-pσ键p-pσ键(1)概念：未成对电子的原子轨道以”头碰头“方式重叠形成的共价键叫σ键。①s-sσ键(下面以H原子形成H2分子为例：)原子轨道在两个原子核间重叠，意味着电子出现在核间的概率增大，电子带负电，因此可以说，核间电子好比在核间架起一座带负电的桥梁，把带正电的两个原子核“黏结”在一起了。HClH－Cl↑1s1↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↓1s22s22p63s23p5HCl的形成的电子云描述HCl中的共价键是由氢原子提供的未成对电子的1s原子轨道和氯原子提供的未成对电子的3p原子轨道重叠形成的。↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑1s22s22p63s23p5ClClClCl③p-pσ键(下面以Cl2的形成为例：)

Cl2中的共价键是由2个氯原子各提供1个未成对电子的3p原子轨道重叠形成的。Cl2的形成的电子云描述②强度大：“头碰头”重叠形成σ键的原子轨道重叠程度较大，故σ键有较强稳定性。③可旋转：以形成σ键的两原子核的连线为轴，任何一个原子均可以旋转，旋转时并不破坏σ键的结构。(3)σ键特征：①轴对称：以形成化学键的两原子核的连线为轴作旋转操作，共价键电子云的图形不变，这种特征称为轴对称。p轨道与p轨道除了能形成σ键外，还能形成π键。π键的特征是两个原子轨道以平行或“肩并肩”方式重叠；原子重叠的部分分别位于两原子核构成平面的两侧。每个π键的电子云由两块组成，它们互为镜像，这种特征称为镜面对称。P-P

π键的形成过程主要为p-pπ键。其形成过程如下图：(1)概念:2.

π键(2)类型：未成对电子的原子轨道以“肩并肩”方式重叠形成共价键叫π键。“肩并肩”p-p

π键的形成O2的形成过程p-pσ键p-pπ键两对孤对电子对电子云↑↓↑↑2p4轨道p-pσ键p-pπ键两对孤对电子对电子云↑↑2p2轨道①p-pπ键(以乙烯中的碳碳双键为例：)结论：双键中有1个σ键和1个π键结论:三键中有1个σ键和2个π键↑↑↑2P3轨道①p-pπ键(下面以N2

的形成过程为例：)p-pπ键p-pσ键①镜面对称：每个π键的电子云由两块组成，分别位于由两原子核

构成平面的两侧，如果以它们之间包含原子核的平面为镜面，它们互为镜像，这种特征称为镜面对称。。②强度小：形成π键时电子云重叠程度比σ键小，π键不如σ键牢固，易断裂（如乙烯、乙炔易发生加成反应）。特例：N2分子中的π键比σ键稳定。(3)π键特征：

③不能旋转：以形成π键的两个原子核的连线为轴，任意一个原子并不能单独旋转，若单独旋转则会破坏π键,如以py－pyπ键为例，若旋转其中一个成键原子，则两原子的py轨道不再平行，也就无法“肩并肩”。单键双键三键σ键1个σ键、1个π键1个σ键、2个π键①s-s电子、s-p电子只形成σ键；p-p电子既形成σ键，又形成π键；且p-p电子先形成σ键，后形成π键。②共价单键是σ键；共价双键中有一个σ键,另一个是π键；共价三键由一个σ键和两个π键构成。(4)判断σ键、π键的一般规律键的类型σ键π键原子轨道重叠方式原子轨道重叠程度对称类型键的强度旋转情况成键情况σ键与π键的比较“头碰头”“肩并肩”大小轴对称镜面对称键的强度大，键牢固键的强度小，易断裂单键可以绕键轴任意旋转，不破坏σ键不能旋转，否则破坏π键单键都是σ键，双键含一个σ键和一个π键，三键含一个σ键和二个π键【总结】共价键理论的要点1.电子配对原理2.最大重叠原理两原子各自提供1个自旋方向相反的电子彼此配对。两个原子轨道重叠部分越大，两核间电子的概率密度越大，形成的共价键越牢固，分子越稳定。H2HeO2NeH:HOON2NN↑1s↓↑↓↑2s2p

↓↑2s2p

↑

↑↓↑

↑

↑

↑

↑

↑↑↓1s↓↑↓↑2s2p↓↑↓↑

按照共用电子对理论，一个原子有几个未成对电子，可和几个自旋相反的电子配对成键，这就是共价键的“饱和性”;如果原子没有未成对电子，则不能形成共价键。[任务二]共价键的特征1、共价键具有饱和性——单电子配对原理1、共价键具有饱和性——单电子配对原理（1）分别写出下列非金属元素的原子电子配对成键数目

H

、ⅤA

、ⅥA

、ⅦA

。（2）为什么不可能有H3、H2Cl、Cl3分子的形成？1231CH4

NH3

H2OCO2

正四面体形三角锥形V形直线形

电子所在的原子轨道都具有一定的形状，成键原子的电子云尽可能达到最大重叠必须沿一定方向交盖，所以共价键有方向性。它决定了分子的空间构型。2.共价键的方向性——最大重叠原理电子所在的原子轨道都具有一定的形状，成键原子的原子轨道要达到最大重叠（且符号相同）就必须沿一特定方向重叠，所以共价键有方向性。2.共价键的方向性——最大重叠原理（1）原子间成键时优先形成重叠程度大的σ键。（2）2个成键原子间只有1个σ键。（3）s轨道只能成σ键，p轨道能成σ键和π键，d轨道能成σ键、π键和δ键。(4)所有共价键都有饱和性，但并不是所有的共价键都有方向性，如s-sσ键就没有方向性。例1.下列说法正确的是（

）A.Cl2是双原子分子，H2S是三原子分子，这是由共价键的方向性决定的B.H2O与H2S的空间结构一样是由共价键的饱和性决定的C.并非所有的共价键都有方向性D.两原子轨道发生重叠后，电子在两核间出现的概率减小C题后反思：所有共价键都有饱和性，但并不是所有的共价键都有方向性，如s-sσ键就没有方向性。例2

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的原子的数量关系

D.共价键的饱和性与原子轨道的重叠程度有关D注意：所有的共价键都有饱和性，但并不是所有的共价键都有方向性，如s-sσ键就没有方向性。类型方向性s-sσ键无s-pσ键有p-pσ键有例3

下列说法正确的是(

)。A.π键是由两个p轨道“头碰头”重叠形成的B.σ键的电子云图形是镜面对称的,而π键的电子云图形是轴对称的C.C2H6分子中的共价键全为σ键D.H2分子中含σ键,而F2分子中除σ键外,还含有π键答案:C解析:原子轨道以“头碰头”方式相互重叠形成的共价键为σ键,以“肩并肩”方式相互重叠形成的共价键为π键,A项错误;σ键是轴对称的,而π键是镜面对称的,B项错误;C2H6、H2、F2分子均只有单键,故都是σ键,C项正确,D项错误。明辨是非(1)所有共价键都有饱和性(

)(2)N2分子中σ键与π键的个数比是2∶1(

)(3)CO2分子中有一个σ键和一个π键(

)(4)一般来说，σ键比π键强度大，更稳定(

)(5)形成Cl2分子时，p轨道的重叠方式可以为(

)(6)σ键和π键都只存在于共价化合物中(

)(7)共价键的饱和性是由成键原子的未成对电子数决定的()(8)共价键的方向性是由成键原子轨道的方向性决定的()(9)原子轨道在空间都具有方向性()(10)成键后体系能量降低，趋于稳定()√××√××√√×√1.下列说法对σ键和π键的认识不正确的是()A.分子中只要含有共价键，则至少含有一个σ键B.s-sσ键、p-pσ键与s-pσ键都是轴对称的C.p-pσ键和p-pπ键的重叠方式是相同的D.含有π键的分子在反应时，π键一般是化学反应的积极参与者C2.(1)分子中σ键和π键的比例为______。9∶1(2)已知反应N2O4(l)＋2N2H4(l)===3N2(g)＋4H2O(l)，若该反应中有4molN—H断裂，则形成的π键的数目为______。3NA

C≡O

甲醛的结构

CO的结构

石墨烯的结构3、(1)1molHCHO含σ键的数目为

(NA为阿伏加德罗常数)。

(2)CS2分子中的共价键的类型有

。

(3)Ni(CO)4是正四面体化合物，