鲁科版高中化学选择性必修2第2章第1节第1课时共价键基础课课件

第1课时共价键(基础课)第2章微粒间相互作用与物质性质第1节共价键模型素养目标1．认识原子间通过原子轨道重叠形成共价键，了解共价键具有饱和性和方向性。2．能根据原子轨道的重叠方式知道共价键可分为σ键和π键；知道共价键可分为极性共价键和非极性共价键，建立共价键认知模型。旧知回顾1．化学键：相邻原子间的强相互作用，分为离子键和共价键。2．离子键：阴、阳离子之间通过

静电作用形成的化学键，成键微粒是阴离子和阳离子。一般情况下，活泼金属元素原子与活泼非金属元素原子之间易形成离子键。3．共价键：原子间通过共用电子形成的化学键，成键微粒是原子，一般情况下，非金属元素原子间形成共价键。

用电子云表示形成过程能量变化相距较远时

体系的能量____两个氢原子的能量之和(能量最高)必备知识自主预习一、共价键的形成与特征1．氢分子中共价键(H—H键)的形成等于

用电子云表示形成过程能量变化原子轨道重叠

两原子逐渐接近时，原子轨道会相互重叠，使电子在核间区域出现的概率增大，原子核对两个电子都产生吸引作用，使体系能量逐渐____下降

用电子云表示形成过程能量变化形成共价键

原子轨道重叠，两个单电子形成__________即形成共价键(核间距为0.074nm时，能量最低)[注意]

形成共价键的氢原子不能无限靠近，因为靠得过近时，原子核以及电子之间的排斥作用会导致体系能量上升，分子不稳定。共用电子对2．共价键的形成概念原子间通过________形成的化学键本质原子之间通过共用电子对形成的相互作用形成元素通常，在电负性差值__的元素原子之间形成共用电子小

表示方法①共价单键：用一条短线表示由____________所形成的共价键，如H—H键②共价双键：用“==”表示原子间共用________所形成的共价键，如C==C键③共价三键：用“≡”表示原子间共用________所形成的共价键，如C≡C键一对共用电子两对电子三对电子3．共价键的特征(1)饱和性定义每个原子所能形成共价键的总数或以共价键连接的原子数目是一定的原因每个原子所能提供的______电子的数目是一定的，因此在共价键形成的过程中，一个原子中的一个未成对电子与另一个原子中的一个未成对电子配对成键后，一般来说就不能再与其他原子的未成对电子配对成键应用决定了各种原子形成分子时相互结合的____关系。未成对数量(2)方向性定义共价键将尽可能沿着电子出现概率____的方向形成原因除s轨道是球形对称外，其他原子轨道都具有一定的空间取向。在形成共价键时，原子轨道重叠得多，电子在核间出现的概率大，所形成的共价键就牢固应用分子的空间结构与共价键的方向性密切相关最大判一判

(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)只有非金属元素之间才能存在共价键。 (

)(2)所有物质中的原子间都存在化学键。 (

)(3)原子轨道在空间都具有方向性。 (

)×××二、共价键的类型1．σ键与π键：(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____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____而形成的共价键头碰头增大肩并肩增大2．极性键和非极性键按两原子核间的共用电子是否偏移可将共价键分为极性键和非极性键。

形成元素电子对偏移原子电性非极性键____元素因两原子电负性相同，共用电子______两原子均不显电性极性键____元素共用电子偏向电负性较__的原子电负性较大的原子显负电性同种不偏移不同大

想一想

C2H4比C2H6的化学性质活泼的原因是什么？提示：乙烯分子中含有π键，原子轨道重叠程度小，共价键不稳定，容易断裂，而乙烷分子中都是σ键，原子轨道重叠程度大，共价键稳定，不容易断裂。关键能力情境探究[问题探究]1．非金属元素只能形成共价键吗？只有非金属原子之间才能形成共价键吗？共价键的形成与特征提示：不是。有些离子键是由非金属元素形成的，如铵盐；金属与非金属原子间形成的化学键也可能是共价键，如AlCl3中的化学键是共价键。2．为什么氖原子不能形成双原子分子，而氯分子是双原子分子？提示：因为氖原子轨道中不含有未成对电子，原子轨道间不能发生重叠而形成化学键。而氯原子3p轨道上有一个未成对电子，两个氯原子之间发生原子轨道重叠而形成双原子分子。[归纳总结]1．共价键的饱和性由成键原子的未成对电子数决定，共价键的方向性由成键原子的轨道的方向性决定。2．共价键的饱和性决定了各种原子形成分子时相互结合的数量关系。3．共价键的方向性决定了分子的空间结构，并非所有的共价键都有方向性，如两个s轨道电子形成共价键时就没有方向性。[能力达成]1．下列化学式及结构式中，从成键情况看不合理的是(

)√B

[根据每种元素原子形成的化学键判断正误，氮原子能形成3个共价键，碳原子能形成4个共价键，硅原子能形成4个共价键，硫原子能形成2个共价键，氢原子能形成1个共价键，氧原子能形成2个共价键。]2．(双选)下列说法错误的是(

)A．Cl2是双原子分子，H2S是三原子分子，这是由共价键的饱和性决定的B．H2O与H2S的空间结构一样，都是由共价键的饱和性决定的C．HCl中Cl显－1价是因为共用电子对只在氯原子周围运动D．两原子轨道发生重叠后，电子在两核间出现的概率增大√√BC

[共价键的饱和性决定组成分子的原子间的数量关系，A项正确；共价键的方向性决定分子的空间结构，B项错误；在形成HCl分子时，Cl原子吸引电子的能力比H原子强，共用电子对偏向Cl，导致共用电子在Cl原子附近出现的概率较大，从而使Cl原子带部分负电荷，H原子带部分正电荷，故HCl中Cl显－1价，C项错误；两原子轨道发生重叠使电子出现在两核间的概率增大，D项正确。][教材链接][教材联想·质疑]共价键是由成键原子双方各提供自旋状态相反的未成对价电子用以成对，核间电子概率密度大吸引原子核而成的。即共价键形成的本质就是电子云的重叠，电子云重叠越多，分子越稳定。且两个原子的未成对电子，只有自旋相反，才能配对形成一个共价键。回答下列问题：(1)为什么共价键有方向性？任何分子中的共价键都有方向性吗？

(2)所有单质都有共价键吗？(3)为什么不存在H3、H3O、Cl3等分子？[提示]

(1)共价键形成时，两个参与成键的原子轨道总是尽可能沿着电子出现概率最大的方向重叠，重叠程度越大，形成的共价键越牢固，所以共价键有方向性。不是任何分子中的共价键都有方向性，如H2分子中的共价键没有方向性。(2)并不是所有的单质中都有共价键，稀有气体中不存在化学键，金属单质中不存在共价键。(3)H原子和Cl原子都只有1个未成对电子，而O原子有2个未成对电子，根据共价键的饱和性，两个H原子通过未成对电子配对成键形成H2分子，而不是H3分子。两个Cl原子通过未成对电子配对成键形成Cl2分子，而不是Cl3分子。一个O原子的两个未成对电子分别和两个H原子的未成对电子配对成键形成H2O分子，而不是H3O分子。[情境探究]如图所示表示成键的两种方式。深度理解σ键和π键1．哪种成键方式电子云重叠程度大？提示：头碰头。2．σ键与π键哪个更牢固？提示：σ键。3．所有σ键都有方向性吗？提示：s-sσ键没有方向性。[归纳总结]σ键和π键的比较键类型σ键π键原子轨道重叠方式沿键轴方向“头碰头”重叠沿键轴方向“肩并肩”重叠类型s-sσ键、s-pσ键、p-pσ键p-pπ键原子轨道重叠部分两原子核之间，在键铀处键轴上方和下方，键轴处为零键类型σ键π键原子轨道重叠程度大小键的强度较大较小化学活泼性不活泼

活泼键的存在共价单键为σ键，1个共价双键、三键中含有一个σ键1个共价双键、三键分别含有1个、2个π键[能力达成]1．下列关于σ键和π键的说法错误的是(

)A．1个共价双键中含有1个σ键和1个π键B．烯烃分子中σ键比π键稳定，不易断裂C．双原子单质分子中一定既有σ键又有π键D．σ键是原子轨道“头碰头”方式相互重叠，π键则为“肩并肩”方式相互重叠√C

[1个共价双键中含有1个σ键和1个π键，A正确；σ键比π键重叠程度大，因此烯烃分子中σ键比π键稳定，不易断裂，B正确；双原子单质分子中可能只含有σ键不含π键，如Cl2分子中只含σ键不含π键，C错误；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，D正确。]2．下列物质的分子中既有σ键又有π键的是(

)①HCl

②H2O

③N2

④H2O2

⑤C2H4

⑥C2H2A．①②③

B．③④⑤⑥C．①③⑥ D．③⑤⑥√D

[当两个原子间能形成多个共用电子对时，形成一个σ键，另外的原子轨道只能形成π键。HCl中只有一个H—Clσ键；H2O中含有两个H—Oσ键；H2O2中含有两个H—Oσ键和一个O—Oσ键；N2中含有三个共价键：一个为σ键，两个为π键；C2H4中，碳原子与碳原子之间有两个共价键，一个为σ键，一个为π键，另外有四个C—Hσ键；C2H2中，碳原子与碳原子之间有三个共价键，一个为σ键，两个为π键，另外有两个C—Hσ键。]3．(双选)下列关于σ键和π键的理解不正确的是(

)A．σ键能单独形成，而π键一定不能单独形成B．σ键可以绕键轴旋转，π键一定不能绕键轴旋转C．CH3—CH3、CH2==CH2、CH≡CH中σ键都是C—C键，所含σ键数目相同D．π键比σ键的重叠程度大，形成的共价键强√√CD

[分子中单键中只含σ键，双键和三键中含π键和σ键，σ键能单独形成，而π键不能单独形成，故A正确；σ键为轴对称，则σ键可以绕键轴旋转，π键一定不能绕键轴旋转，故B正确；三种分子中分别含C—C键、C—H键，都是σ键，由于所含C—H键数目不同，故所含σ键数目均不相同，故C错误；σ键“头碰头”重叠，π键“肩并肩”重叠，σ键重叠程度大，共价键强，故D错误。]学习效果随堂评估1．下列有机化合物中σ键与π键个数比为3∶2的是(

)A．CH3CH3

B．CH2==CH2C．CH≡CH D．CH4243题号15√C

[CH3CH3中有7个σ键，没有π键，A不符合题意；CH2===CH2中有5个σ键，1个π键，B不符合题意；CH≡CH中有3个σ键，2个π键，C符合题意；CH4中有4个σ键，没有π键，D不符合题意。]2．设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(

)A．14gN2含有π键数为NAB．22.4LCO2含π键的数目为2NAC．1mol18O原子含中子的数目为8NAD．46gCH3CH2OH含极性共价键的数目为8NA23题号145√

23题号1453．(双选)化合物A是近年来采用的锅炉a水添加剂，其结构式如图，A能除去锅炉水a中溶解的氧气，下列对化合物A说法正确的是(

)A．该分子既有非极性键也有极性键B．所含的σ键与π键个数之比为10∶1C．所含的σ键与π键个数之比为11∶1D．N元素的化合价均为－3价23题号415√√AC

[由该有机物的成键方式可知，该分子既有N—N非极性键也有C==O、N—H、C—N极性键，故A正确；一个单键含1个σ键，一个双键含有1个σ键和1个π键，所以一个A分子中含有11个σ键和1个π键，故B错误、C正确；因N的电负性大于C、H，故N元素的化合价均为－2价，故D错误。]23题号4154．(双选)四氟乙烯是一种无色无臭的气体，可用于制聚四氟乙烯，四氟乙烯是平面形分子()，对于四氟乙烯分子的说法正确的是(

)A．四氟乙烯分子中σ键与π键个数分别为5、1，π键比σ键活泼B．四氟乙烯分子中的F原子无法与其他碳原子形成共价键C．碳氟键、碳碳键可沿键轴旋转不被破坏D．氟原子与碳