高二 人教版 化学 选择性必修二 第二章《第一节 共价键（第1课时）》课件

高二—人教版—化学—选择性必修二—第二章

第一节

共价键（第1课时）学习目标1.能够从原子轨道重叠的视角认识共价键，知道共价键具有饱和性，可以正确表征H2、Cl2、HCl等简单分子中原子轨道的重叠方式；2.知道σ

键和π键的区别和特征，能说明C2H6、C2H4、C2H2等分子的成键类型。回顾必修一所学知识，思考：原子是如何构成物质的？共价键的本质以H2为例：H2分子H2这种物质

HH一个H2分子由2个H原子构成（图片来源于网络）H2H2分子Cl2分子HCl分子利用所学知识，画出H2、HCl、Cl2的电子式原子是如何变成对应的分子？电子式：共价键的本质思考：为什么很难形成H3、H2Cl、Cl3等分子？※共价键是原子间通过共用电子对所形成的相互作用。共价键的本质

按照共价键理论，未成对的电子通过相互配对形成共价键。因为可参与配对的电子数是一定的，所以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，这称为共价键的饱和性。

显然，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。※共价键具有饱和性共价键的本质

例如，氯原子中只有一个未占满的轨道，其中有一个未成对电子，所以两个氯原子之间可形成一个共价键结合为氯分子，表示为Cl—Cl。

又如，氮原子中有三个未占满的轨道，每个轨道中有一个未成对电子，共有三个未成对电子，两个氮原子之间能够以共价三键结合成氮分子，表示为N

N。共用电子对之间的相互作用是怎么形成的呢？思考？视频来源于网络共价键的本质视频待插入【共价键的本质】

基态H原子的核外电子排布式为：1s1

两个氢原子在相互靠近时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。我们将H2中的共价键称为

σ

键。

σ

键的特征是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，这种特征为轴对称。共价键的本质图片来自人教版《物质结构与性质》形成共价键的能量变化图片来自鲁科版《物质结构与性质》

根据原子结构的量子力学理论，基态氢原子核外的一个电子处于1s轨道上。当两个氢原子相距很远时，它们之间的相互作用可以忽略不计，体系的能量等于两个氢原子的能量之和；随着两个氢原子逐渐接近，它们的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，使体系的能量逐渐下降。形成共价键的能量变化图片来自鲁科版《物质结构与性质》

实验和理论计算均表明，当两个氢原子的核间距为0.074nm时体系能量最低，两个氢原子各提供一个电子以自旋状态不同的方式相互配对形成氢分子。如果两个氢原子进一步接近，原子核以及电子之间的排斥作用又将导致体系的能量上升。氢分子形成过程中体系的能量变化可用右图表示。

若以1mol计，形成氢分子后，整个体系的能量相对于孤立氢原子的能量下降了436kJ，体系处于稳定状态。常见的几种σ

键视频来源于网络视频待插入【σ键】即时反馈根据以上视频，写出下列共价键键型：s-pσ

键HCl中的共价键是由H原子提供的未成对电子的1s原子轨道和Cl原子提供的未成对电子的3p原子轨道重叠形成的。p-pσ

键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。图片来自人教版《物质结构与性质》π

键p轨道和p轨道除了能形成σ

键外，还能形成π键。下图为p轨道在x、y、z轴三个方向上的电子云轮廓图。图片来自人教版《物质结构与性质》π

键视频来源于网络视频待插入【π键】π

键

氮原子的价电子排布是2s22p3。根据洪特规则，氮原子中处于2p

轨道的三个电子实际上分别占据2px、2py、2pz三个原子轨道，是三个未成对电子。

当形成氮分子的两个氮原子相互接近时，一个氮原子2px

轨道与另一个氮原子的2px

轨道重叠形成一个共价键，同时它们的2py

和2pz

轨道也会分别两两重叠形成两个共价键，这样形成的共价键称为共价三键；也就是说，氮分子中的氮原子之间是以共价三键结合的。通过以上视频，尝试分析N2的成键方式。（提示：画出N2

的电子式）π

键图片来自网络仔细分析氮分子中共价三键的三个共价键，可以发现它们并不是完全等同的。当两个氮原子的2px轨道以“头碰头”的方式相互重叠时，相互平行的2py

或2pz轨道只能分别以“肩并肩”的方式重叠。这样，氮分子的氮氮三键中有一个σ

键，两个π

键。π

键π键的电子云形状与σ键的电子云形状有明显差别：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图片来自人教版《物质结构与性质》σ键与π键的比较共价键类型σ键π键重叠方式“头碰头”“肩并肩”特征轴对称，可旋转镜面对称，不可旋转键的强度σ键和π键的强度不同，乙烯分子中，σ键＞π键成键轨道s、p轨道p轨道与p轨道存在存在于一切共价键中存在于重键中实例H2、HCl、N2、CO2N2、CO2判断σ键与π键的一般规律：共价单键是σ键；而共价双键由一个σ键和一个π键构成，共价三键由一个σ键和两个π键构成。即时反馈7个σ键5个σ键和1个π键3个σ键和2个π键共价键与离子键0.93.02.12.13.00.92.53.51.0离子共价共价键与离子键

如果两个原子电负性差值大于1.7时，可判断它们之间主要形成离子键，该物质是离子化合物；如果两个原子电负性差值小于1.7，则可判断它们之间主要形成共价键，该物质为共价化合物。

例如，钠的电负性为0.9，氯的电负性为3.0，两原子的电负性差值为2.1，当它们互相结合成NaCl时，可以判断氯化钠中钠离子与氯离子之间主要是形成离子键，氯化钠为离子型化合物。谢谢大家的观看

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第一节

共价键（第1课时）课后答疑1.下列关于σ键和π键的说法中，错误的是（）A.σ键的电子云图形是轴对称的，π键的电子云图形是镜面对称的B.σ键是原子轨道“头碰头”式重叠，π键是原子轨道“肩并肩”式重叠C.两个p轨道不能形成σ键，只能形成π键D.H只能形成σ键，O可以形成σ键和π键C解析：C选项，当p轨道的未成对电子超过1个时，既可形成σ键，也能形成π键，错误；D选项，H原子只有一个未成对电子，所以只能与其他原子形成σ键，O原子p轨道有2个未成对电子，在成键过程中既有σ键，也有π键。2.下列说法中，错误的是（）A.氧原子有两个未成对电子，因而能形成2个共价键B.氧原子可以形成H2O、H2O2

，也可能形成H3OC.已知H2O2的分子结构是H—O—O—H，在H2O2

中只有σ键没有π键D.已知N2

的分子结构是氮氮三键，在N2中有1个σ键和2个π键B解析：A选项，O原子p轨道有2个未成对电子，在成键过程中既有σ键，也有π键，A对；B选项，O原子p轨道有2个未成对电子，最多形成2个共价键，无法形成3个共价键，所以H3O不存在，B错误；C选项，H2O2的分子结构中只有H-O单键和O-O单键，共价单键为σ键，C正确；D选项，N2中有氮氮三键，是1个σ键和2个π键，正确。3.下列说法中，错误的是（）A.共价键的成键原子只能是非金属原子B.不是所有的σ键的强度都比π键的大C.He分子中不存在化学键D.s-sσ键与s-pσ键的电子云形状的对称性相同A解析：A