魯科版選擇性必修2第2章第1節(jié)共價(jià)鍵模型課件（40張）

第2章微粒間相互作用與物質(zhì)性質(zhì)課程標(biāo)準(zhǔn)要求學(xué)科核心素養(yǎng)1.能說(shuō)出微粒間作用(離子鍵、共價(jià)鍵、配位鍵和分子間作用力等)的主要類型、特征和實(shí)質(zhì);能比較不同類型的微粒間作用的聯(lián)系與區(qū)別;能說(shuō)明典型物質(zhì)的成鍵類型。2.能利用電負(fù)性判斷共價(jià)鍵的極性,能根據(jù)共價(jià)分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)說(shuō)明簡(jiǎn)單分子的某些性質(zhì);能運(yùn)用離子鍵、配位鍵、金屬鍵等模型,解釋離子化合物、配合物、金屬等物質(zhì)的某些典型性質(zhì);能說(shuō)明分子間作用力(含氫鍵)對(duì)物質(zhì)熔點(diǎn)、沸點(diǎn)等性質(zhì)的影響,能列舉含有氫鍵的物質(zhì)及其性質(zhì)特點(diǎn)。3.能根據(jù)給定的信息分析常見(jiàn)簡(jiǎn)單分子的空間結(jié)構(gòu),能利用相關(guān)理論解釋簡(jiǎn)單的共價(jià)分子的空間結(jié)構(gòu);能根據(jù)分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和鍵的極性來(lái)判斷分子的極性,并據(jù)此對(duì)分子的一些典型性質(zhì)及其應(yīng)用作出解釋。4.能從微粒的空間排布及相互作用的角度對(duì)生產(chǎn)、生活、科學(xué)研究中的簡(jiǎn)單案例進(jìn)行分析,舉例說(shuō)明物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究的應(yīng)用價(jià)值,如配合物在生物、化學(xué)等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,氫鍵對(duì)于生命的重大意義。5.能認(rèn)識(shí)到化學(xué)已經(jīng)發(fā)展為實(shí)驗(yàn)和理論并重的學(xué)科;能夠欣賞物質(zhì)結(jié)構(gòu)的研究及其理論發(fā)展對(duì)化學(xué)學(xué)科發(fā)展的貢獻(xiàn)。1.宏觀辨識(shí)與微觀探析:能從微粒間相互作用角度來(lái)闡釋物質(zhì)的主要性質(zhì);能說(shuō)明微粒間相互作用的差異對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響;能根據(jù)微粒間相互作用、分子空間結(jié)構(gòu)等說(shuō)明或預(yù)測(cè)物質(zhì)的性質(zhì),評(píng)估做出說(shuō)明或預(yù)測(cè)的合理性。2.證據(jù)推理與模型認(rèn)知:能將化學(xué)事實(shí)和微粒間相互作用相關(guān)模型進(jìn)行關(guān)聯(lián)和合理匹配,并能選取適當(dāng)?shù)淖C據(jù)從不同視角分析問(wèn)題,推出合理的結(jié)論;能描述和表示與微粒間相互作用有關(guān)的理論模型,指出模型表示的具體含義,并運(yùn)用理論模型解釋或推測(cè)物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)及變化。3.科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí):能從結(jié)構(gòu)的角度預(yù)測(cè)配合物能否形成,進(jìn)而設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)獲得證據(jù),基于證據(jù)做出判斷;能夠分析實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象等問(wèn)題,對(duì)造成原因提出假說(shuō);能說(shuō)明條件對(duì)配合物性質(zhì)的影響,并基于實(shí)驗(yàn)?zāi)康母鶕?jù)配合物的穩(wěn)定性及轉(zhuǎn)化關(guān)系選擇實(shí)驗(yàn)條件。4.變化觀念與平衡思想:能從物質(zhì)的構(gòu)成微粒、微粒間相互作用的視角理解化學(xué)變化的微觀實(shí)質(zhì);能結(jié)合宏觀現(xiàn)象從微粒間相互作用等角度描述和分析配位反應(yīng)和配位平衡,并能說(shuō)明其在真實(shí)問(wèn)題解決中如何應(yīng)用。第1節(jié)共價(jià)鍵模型學(xué)習(xí)目標(biāo)1.通過(guò)對(duì)氫分子形成過(guò)程的學(xué)習(xí),認(rèn)識(shí)共價(jià)鍵的形成和本質(zhì);了解共價(jià)鍵的特征。2.通過(guò)以HCl、H2O、NH3為例描述共價(jià)鍵的形成過(guò)程,了解共價(jià)鍵可分為σ鍵和π鍵等類型;并能利用電負(fù)性判斷極性共價(jià)鍵和非極性共價(jià)鍵。3.通過(guò)鍵參數(shù)知識(shí)學(xué)習(xí),知道共價(jià)鍵的鍵能、鍵長(zhǎng)和鍵角可以用來(lái)描述鍵的強(qiáng)弱和分子的空間結(jié)構(gòu)。任務(wù)分項(xiàng)突破課堂小結(jié)提升學(xué)科素養(yǎng)測(cè)評(píng)任務(wù)分項(xiàng)突破學(xué)習(xí)任務(wù)1共價(jià)鍵的形成與特征自主梳理1.共價(jià)鍵的形成共用電子非金屬元素原子一對(duì)共用電子兩對(duì)電子三對(duì)電子2.共價(jià)鍵的特征特征概念作用飽和性每個(gè)原子所能形成共價(jià)鍵的

或以共價(jià)鍵連接的

是一定的共價(jià)鍵的飽和性決定了各種原子形成分子時(shí)相互結(jié)合的

關(guān)系方向性共價(jià)鍵將盡可能沿著

的方向形成。在形成共價(jià)鍵時(shí),原子軌道重疊得

,電子在核間出現(xiàn)的

大,所形成的共價(jià)鍵就

.分子的空間結(jié)構(gòu)與共價(jià)鍵的方向性密切相關(guān)總數(shù)原子數(shù)目數(shù)量電子出現(xiàn)概率最大多概率牢固互動(dòng)探究氫氣在氧氣和氯氣中燃燒分別生成H2O和HCl,在這兩種化合物的分子內(nèi)部,原子之間都是通過(guò)共用電子形成了共價(jià)鍵。氫氣與氮?dú)夥磻?yīng)生成NH3,一個(gè)氮原子可與三個(gè)氫原子以三個(gè)共價(jià)單鍵結(jié)合成一個(gè)NH3分子。Cl、O、N在與H原子化合時(shí)結(jié)合H原子的數(shù)目分別為1、2、3。為什么這些原子結(jié)合的H原子數(shù)目不同呢?探究共價(jià)鍵的飽和性問(wèn)題1:為什么氫氣分子結(jié)構(gòu)為H2,不是H3或H4等其他結(jié)構(gòu)?提示:因?yàn)镠僅有一個(gè)電子,所以兩個(gè)H原子之間可形成一個(gè)共價(jià)單鍵結(jié)合為氫分子。問(wèn)題2:為什么N、O、Cl與H形成的簡(jiǎn)單化合物(NH3、H2O、HCl)中H原子數(shù)不相等?提示:因?yàn)镹原子的價(jià)電子排布式為2s22p3,其p軌道有3個(gè)自旋狀態(tài)相同的未成對(duì)電子,因此可以與3個(gè)氫原子以3個(gè)共價(jià)單鍵結(jié)合成氨分子;O原子的價(jià)電子排布式為2s22p4,其p軌道有2個(gè)自旋狀態(tài)相同的未成對(duì)電子,Cl原子的價(jià)電子排布式為3s23p5,其p軌道有1個(gè)未成對(duì)電子,所以兩者可分別與2個(gè)、1個(gè)氫原子結(jié)合。歸納拓展存在共價(jià)鍵的物質(zhì)(1)非金屬單質(zhì)分子(稀有氣體除外),如H2、O2、C60、P4、S8等。(2)非金屬元素形成的化合物,如HCl、H2SO4、CO2等。(3)部分離子化合物,如NH4Cl、Na2SO4、Na2O2等。(4)某些金屬和非金屬形成的化合物如AlCl3、BeCl2等。題組例練D1.(2022·山東濟(jì)南期中)共價(jià)鍵具有飽和性和方向性,下列關(guān)于共價(jià)鍵這兩個(gè)特征的敘述中,不正確的是(

)A.共價(jià)鍵的飽和性是由成鍵原子的未成對(duì)電子數(shù)決定的B.共價(jià)鍵的方向性是由成鍵原子的軌道的方向性決定的C.共價(jià)鍵的飽和性決定了分子內(nèi)部原子的數(shù)量關(guān)系D.共價(jià)鍵的飽和性與原子軌道的重疊程度有關(guān)解析:一般地,原子的未成對(duì)電子一旦配對(duì)成鍵,就不再與其他原子的未成對(duì)電子配對(duì)成鍵了,故原子的未成對(duì)電子數(shù)目決定了該原子形成的共價(jià)鍵具有飽和性,共價(jià)鍵的飽和性決定了該原子成鍵時(shí)最多連接的原子數(shù),A、C正確;形成共價(jià)鍵時(shí),原子軌道重疊的程度越大越好,為了達(dá)到原子軌道的最大重疊程度,成鍵的方向與原子軌道的伸展方向存在著必然的聯(lián)系,B正確;共價(jià)鍵的飽和性與原子軌道的重疊程度無(wú)關(guān),與原子的未成對(duì)電子數(shù)有關(guān),D錯(cuò)誤。2.(2022·山東德州期中)下列關(guān)于共價(jià)鍵的說(shuō)法正確的是(

)A.共價(jià)鍵只存在于非金屬元素原子間B.兩個(gè)原子形成共價(jià)鍵時(shí),原子之間只能存在一對(duì)共用電子C.兩個(gè)原子形成共價(jià)鍵時(shí),每個(gè)原子周圍都有8個(gè)電子D.共價(jià)鍵是通過(guò)共用電子形成的一種相互作用D解析:共價(jià)鍵不只存在于非金屬元素原子間,如AlCl3中存在共價(jià)鍵,是共價(jià)化合物,A錯(cuò)誤;兩個(gè)原子形成共價(jià)鍵時(shí),原子之間可能存在多對(duì)共用電子,如O2、N2等,B錯(cuò)誤;兩個(gè)原子形成共價(jià)鍵時(shí),不是每個(gè)原子周圍都有8個(gè)電子,如HF中H原子周圍只有2個(gè)電子,C錯(cuò)誤;通常情況下,吸引電子能力相同(或相近)的原子之間通過(guò)共用電子形成共價(jià)鍵,D正確。學(xué)習(xí)任務(wù)2共價(jià)鍵的類型自主梳理1.按原子間的成鍵數(shù)目分類2.共價(jià)鍵的類型(1)按原子軌道重疊方式分類。σ鍵原子軌道以“

”方式相互重疊導(dǎo)致電子在核間出現(xiàn)的概率增大而形成的共價(jià)鍵π鍵原子軌道以“

”方式相互重疊導(dǎo)致電子在核間出現(xiàn)的概率增大而形成的共價(jià)鍵頭碰頭肩并肩(2)按共用電子是否偏移分類。類型形成元素共用電子偏移原子電性非極性鍵

元素兩原子吸引電子的能力相同,共用電子

.兩原子都不顯電性極性鍵

元素共用電子偏向吸引電子能力

的原子一側(cè)吸引電子的能力較大的原子顯

電性,吸引電子的能力較小的原子顯

電性同種不偏移不同種大負(fù)正微點(diǎn)撥:形成極性共價(jià)鍵的原子的電負(fù)性差值越大,形成的共價(jià)鍵的極性就越強(qiáng)。極性強(qiáng)的共價(jià)鍵叫強(qiáng)極性鍵,極性弱的共價(jià)鍵叫弱極性鍵。互動(dòng)探究最大重疊原理認(rèn)為:形成共價(jià)鍵時(shí),成鍵電子的原子軌道一定要在對(duì)稱性一致的前提下發(fā)生重疊,原子軌道的重疊程度越大,兩核間電子的概率密度就越大,形成的共價(jià)鍵就越穩(wěn)定。探究軌道重疊程度與共價(jià)鍵的穩(wěn)定性關(guān)系問(wèn)題1:H2分子中2個(gè)H原子各有一個(gè)s軌道,2個(gè)s軌道重疊有沒(méi)有方向性?提示:沒(méi)有,因?yàn)閟軌道是球形,無(wú)論從哪個(gè)角度重疊程度均相同,與方向無(wú)關(guān)。如圖提示:有,由于p軌道是啞鈴形,所以H原子的1s軌道必須沿著啞鈴軸線方向重疊,程度才最大,此時(shí)2個(gè)原子間電子出現(xiàn)概率更高,分子更穩(wěn)定。如圖問(wèn)題2:HCl分子形成過(guò)程中,H原子的1s軌道與Cl原子的3p軌道重疊有沒(méi)有方向性?問(wèn)題3:Cl2分子形成過(guò)程中,2個(gè)Cl原子的3p軌道重疊形成σ鍵有沒(méi)有方向性?提示:有,p軌道是啞鈴形,沿著啞鈴軸線方向重疊程度最大,形成共價(jià)鍵最穩(wěn)定。如圖提示:N原子是2p3構(gòu)造,3個(gè)p軌道沿空間坐標(biāo)系x、y、z方向分布。其中2個(gè)N原子的p軌道按“頭碰頭”(最大重疊方向)形成1個(gè)σ鍵,后另外兩個(gè)方向的p軌道只能按“肩并肩”方向進(jìn)行重疊形成π鍵。氮分子中的三鍵形成過(guò)程如圖所示。問(wèn)題4:N2分子形成過(guò)程中,為什么會(huì)形成2個(gè)π鍵?歸納拓展σ鍵與π鍵1.σ鍵與π鍵的類型(1)σ鍵的常見(jiàn)類型。類型形成過(guò)程s-s型s-p型p-p型(2)π鍵的常見(jiàn)類型——p-pπ鍵。2.σ鍵與π鍵的比較鍵的類型σ鍵π鍵原子軌道重疊方式沿鍵軸方向“頭碰頭”重疊,特征為軸對(duì)稱沿鍵軸方向“肩并肩”重疊,特征為鏡面對(duì)稱原子軌道重疊部位兩原子核之間,在鍵軸處鍵軸上方和下方,鍵軸處為零原子軌道重疊程度大小鍵的強(qiáng)度較大、穩(wěn)定較小、易斷裂化學(xué)活潑性不活潑活潑類型s-s、s-p、p-pp-p鍵的存在共價(jià)單鍵為σ鍵,共價(jià)雙鍵、三鍵中有一個(gè)σ鍵共價(jià)雙鍵、三鍵分別有一個(gè)、兩個(gè)π鍵1.(2021·四川內(nèi)江階段練習(xí))下列關(guān)于σ鍵和π鍵的理解不正確的是(

)題組例練C2.(2022·上海奉賢階段練習(xí))以下物質(zhì)既有極性鍵又有非極性鍵的是(

)A.HF B.C2H4C.N2 D.Na2O2解析:HF中只含H、F原子形成的極性鍵,A不符合題意;C2H4中含有C、C原子形成的非極性鍵,也含有C、H原子形成的極性鍵,B符合題意;N2中只含N、N原子形成的非極性鍵,C不符合題意;Na2O2中含有鈉離子和過(guò)氧根離子形成的離子鍵,也含有O、O原子形成的非極性鍵,不含極性鍵,D不符合題意。B題后悟道σ鍵和π鍵的判斷思路(1)s軌道與s軌道(或p軌道)只能形成σ鍵,不能形成π鍵;兩個(gè)p軌道既可形成σ鍵,又可形成π鍵,但首先形成σ鍵。(2)兩個(gè)原子間可以只形成σ鍵,但不可以只形成π鍵。(3)在同一個(gè)分子中,σ鍵一般比π鍵強(qiáng)度大。學(xué)習(xí)任務(wù)3共價(jià)鍵的鍵參數(shù)自主梳理1.鍵長(zhǎng)兩個(gè)成鍵原子的原子核間的

(簡(jiǎn)稱核間距)叫作該化學(xué)鍵的鍵長(zhǎng)。一般而言,化學(xué)鍵的鍵長(zhǎng)愈短,化學(xué)鍵就愈

,鍵就愈

。鍵長(zhǎng)是影響分子空間結(jié)構(gòu)的因素之一。鍵長(zhǎng)的數(shù)值可以通過(guò)晶體X射線衍射實(shí)驗(yàn)進(jìn)行測(cè)定,也可以通過(guò)理論計(jì)算求得。距離強(qiáng)牢固多原子化學(xué)鍵空間結(jié)構(gòu)180°直線形角形三角錐形微點(diǎn)撥:由于離子鍵、金屬鍵沒(méi)有飽和性、方向性,所以鍵角一般指的是共價(jià)鍵之間的夾角。3.鍵能在

條件下,斷開(kāi)

中的化學(xué)鍵,使其分別生成

所吸收的能量稱為A—B鍵的鍵能,常用EA—B表示。鍵能的大小可以定量地表示化學(xué)鍵的強(qiáng)弱。鍵能愈大,斷開(kāi)時(shí)需要的能量就愈多,這個(gè)化學(xué)鍵就愈

;反之,鍵能愈小,斷開(kāi)時(shí)需要的能量就愈少,這個(gè)化學(xué)鍵就愈

。1×105Pa、298K1molAB(g)分子氣態(tài)A原子和氣態(tài)B原子牢固不牢固互動(dòng)探究探究鍵參數(shù)與物質(zhì)性質(zhì)的關(guān)系問(wèn)題1:鍵長(zhǎng)、鍵角、鍵能哪些因素對(duì)分子空間結(jié)構(gòu)有影響?提示:鍵長(zhǎng)與鍵角共同決定了分子的空間結(jié)構(gòu)。問(wèn)題2:鍵能與鍵長(zhǎng)的關(guān)系是什么?分子的穩(wěn)定性與鍵能的關(guān)系是什么?提示:鍵長(zhǎng)越短,鍵能越大。鍵能越大,共價(jià)鍵越穩(wěn)定,分子的化學(xué)性質(zhì)就越穩(wěn)定。問(wèn)題3:根據(jù)F、Cl、Br原子半徑分析H—F鍵、H—Cl鍵、H—Br鍵的鍵能大小順序,判斷HF、HCl、HBr三種分子中哪一種最穩(wěn)定。提示:同一主族元素,從上至下原子半徑逐漸增大,所以EH-F>EH-Cl>EH-Br,因此HF鍵能最大,其分子最穩(wěn)定。歸納拓展共價(jià)鍵參數(shù)與分子性質(zhì)關(guān)系1.NH3分子的空間結(jié)構(gòu)是三角錐形而不是平面正三角形,最充分的理由是(

)A.NH3分子內(nèi)3個(gè)N—H鍵鍵長(zhǎng)均相等B.NH3分子內(nèi)3個(gè)價(jià)鍵的鍵角和鍵長(zhǎng)均相等C.NH3分子內(nèi)3個(gè)N—H鍵的鍵長(zhǎng)相等,鍵角都等于107°D.NH3分子內(nèi)3個(gè)N—H鍵的鍵長(zhǎng)相等,鍵角都等于120°題組例練C解析:NH3分子內(nèi)的鍵角和鍵長(zhǎng)都相等,可能有兩種結(jié)構(gòu),一是平面正三角形,二是三角錐形;如果鍵角為120°,則必然為平面正三角形;故選C。C

A.σ鍵一定比π鍵穩(wěn)定B.N2較易發(fā)生加成反應(yīng)C.乙烯、乙炔較易發(fā)生加成反應(yīng)D.乙烯、乙炔中的π鍵比σ鍵穩(wěn)定解析:σ鍵不一定比π鍵穩(wěn)定,如氮?dú)庵械摩墟I比σ鍵穩(wěn)定,故A錯(cuò)誤;N≡N鍵鍵能大,不易發(fā)生加成反應(yīng),故B錯(cuò)誤;乙烯和乙炔中π鍵的鍵能小、易斷裂,所以乙烯、乙炔較易發(fā)生加成反應(yīng),故C正確;乙烯、乙炔中的σ鍵比π鍵穩(wěn)定,故D錯(cuò)誤。題后悟道課堂小結(jié)提升【知識(shí)整合】【易錯(cuò)提醒】1.誤認(rèn)為所有共價(jià)鍵都有方向性。s-s型σ鍵,由于s軌道球形對(duì)稱,所以無(wú)論從哪個(gè)方向重疊均可滿足最大重疊原則,沒(méi)有方向性。2.誤認(rèn)為金屬原子與非金屬原子間不能形成共價(jià)鍵。金屬元素與非金屬元素的電負(fù)性相差不大(通常是小于1.7),其原子間也可以形成共價(jià)鍵,比如BeCl2、AlCl3中存在共價(jià)鍵。3.誤認(rèn)為非金屬形成的化合物中只存在共價(jià)鍵,不存在離子鍵。銨鹽中既存在離子鍵又存在共價(jià)鍵。4.誤認(rèn)為不同物質(zhì)中相同類型的化學(xué)鍵鍵能相同。相同原子間形成的相同類型共價(jià)鍵,在不同物質(zhì)中并非完全相同。例:CH4中的C—H鍵與C2H4中的C—H鍵鍵能并不完全相同,會(huì)有一定差異。5.誤認(rèn)為共價(jià)鍵的飽和性與原子軌道和重疊程度有關(guān)。共價(jià)鍵的飽和性是由原子的未成對(duì)電子數(shù)決定的。6.誤認(rèn)為所有σ鍵均比π鍵穩(wěn)定。其實(shí)不然,N2中的π鍵比其所含的σ鍵更穩(wěn)定。學(xué)科素養(yǎng)測(cè)評(píng)防曬霜之所以能有效地減輕紫外線對(duì)人體的傷害,是因?yàn)樗挠行С煞值姆肿又泻笑墟I,這些有效成分的分子中的π鍵的電子可在吸收紫外線后被激發(fā),從而阻擋部分紫外線對(duì)皮膚的傷害。據(jù)此回答下列問(wèn)題。(1)①H2、②CO2、③H2O2、④HCN中,其分子中只有σ鍵的是

(填