2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)第2章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第1節(jié)共價(jià)鍵第1課時(shí)共價(jià)鍵課件新人教版選擇性必修2

第一節(jié)共價(jià)鍵第一課時(shí)共價(jià)鍵素養(yǎng)目標(biāo)學(xué)習(xí)要點(diǎn)1.認(rèn)識(shí)共價(jià)鍵的本質(zhì),能說(shuō)出微粒間作用的主要類(lèi)型、特征和實(shí)質(zhì),從微觀結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)分子的產(chǎn)生原因,培養(yǎng)宏觀辨識(shí)與微觀探析的化學(xué)核心素養(yǎng)。2.根據(jù)原子軌道的重疊方式,了解共價(jià)鍵可分為σ鍵和π鍵等類(lèi)型;結(jié)合原子軌道的伸展方向,了解共價(jià)鍵具有飽和性和方向性。三種σ鍵:s-s、s-p、p-p。一種π鍵:p-p。兩種對(duì)稱(chēng):“頭碰頭”軸對(duì)稱(chēng)、“肩并肩”鏡面對(duì)稱(chēng)。知識(shí)點(diǎn)共價(jià)鍵基礎(chǔ)落實(shí)?必備知識(shí)全過(guò)關(guān)知識(shí)點(diǎn)共價(jià)鍵1.共價(jià)鍵的概念與特征(1)概念:原子間通過(guò)

所形成的相互作用,本質(zhì)是

的重疊。

(2)特征共用電子對(duì)原子軌道2.共價(jià)鍵的類(lèi)型(按成鍵原子的原子軌道重疊方式分類(lèi))(1)σ鍵

形成過(guò)程:未成對(duì)電子的原子軌道相互靠攏→原子軌道相互重疊→形成共價(jià)鍵頭碰頭s-ss-pp-p特征①軸對(duì)稱(chēng):以形成化學(xué)鍵的兩原子核的

為軸做旋轉(zhuǎn)操作,共價(jià)鍵的電子云的圖形

;

②σ鍵的強(qiáng)度較大連線不變(2)π鍵

形成由兩個(gè)原子的p軌道“

”重疊形成

p-p

π鍵

p-pπ鍵的形成特征①

對(duì)稱(chēng):每個(gè)π鍵的電子云由兩塊組成,它們互為

;

②π鍵

旋轉(zhuǎn);不如σ鍵

,較易

肩并肩鏡面鏡像不能牢固斷裂3.σ鍵和π鍵的數(shù)目判斷

物質(zhì)乙烷乙烯乙炔σ鍵數(shù)目

π鍵數(shù)目

規(guī)律共價(jià)單鍵為

鍵;共價(jià)雙鍵中有一個(gè)

鍵,另一個(gè)是

鍵;共價(jià)三鍵由一個(gè)

鍵和兩個(gè)

鍵構(gòu)成

753012σσπσπ4.共價(jià)鍵的形成條件

原子NaClHClCO電負(fù)性

電負(fù)性之差(絕對(duì)值)

結(jié)論:當(dāng)成鍵原子的電負(fù)性相差很大時(shí),形成的電子對(duì)不會(huì)被共用,形成的將是

鍵;而

鍵是電負(fù)性相差不大的原子之間形成的化學(xué)鍵。0.93.02.13.02.53.52.10.91.0離子

共價(jià)

深度思考(1)所有共價(jià)鍵都具有方向性嗎?(2)π鍵有可能單獨(dú)成鍵嗎?提示

不一定。s軌道呈球形,故s-s

σ鍵沒(méi)有方向性。

提示

分子中單鍵只有σ鍵,只有雙鍵和三鍵中才含π鍵,故π鍵一定不能單獨(dú)成鍵。名師點(diǎn)撥共價(jià)鍵的分類(lèi)方法分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)類(lèi)型共用電子對(duì)數(shù)單鍵、雙鍵、三鍵共用電子對(duì)的偏移程度極性鍵、非極性鍵原子軌道重疊方式σ鍵、π鍵教材拓展1.一般有機(jī)化合物中的π鍵都是p軌道之間形成的,在其他分子或離子中,還存在p-d軌道甚至d-d軌道的π鍵。2.N2分子中的共價(jià)鍵類(lèi)型(1)基態(tài)N原子的價(jià)層電子排布式:2s22p3。(2)N原子的價(jià)層電子軌道表示式:。(3)N2的形成過(guò)程:當(dāng)?shù)咏Y(jié)合成分子時(shí),2p軌道上有3個(gè)未成對(duì)電子,若兩個(gè)氮原子的2px軌道以“頭碰頭”的方式相互重疊,則2pz和2py軌道只能分別采取相互平行的“肩并肩”的方式重疊,這樣便形成了氮氮三鍵,如圖所示。(4)共價(jià)鍵類(lèi)型:

重難突破?能力素養(yǎng)全提升探究角度1

共價(jià)鍵的本質(zhì)與特征例1共價(jià)鍵的存在對(duì)化學(xué)反應(yīng)尤其是有機(jī)化學(xué)反應(yīng)有重要影響,下列說(shuō)法正確的是(

)A.Cl2是雙原子分子,H2S是三原子分子,這是由共價(jià)鍵的方向性決定的B.CO2的鍵角為180°,H2O的鍵角為105°,這是由共價(jià)鍵的飽和性決定的C.所有的共價(jià)鍵都有方向性D.兩原子軌道發(fā)生重疊后,電子在兩核間出現(xiàn)的概率增大D解析

Cl2是雙原子分子,H2S是三原子分子,這是由共價(jià)鍵的飽和性決定的,A不正確;CO2、H2O的鍵角一定,是由共價(jià)鍵的方向性決定的,B不正確;例如氫氣分子中H原子的s軌道為球形,無(wú)方向性,所以形成的s-s

σ鍵沒(méi)有方向性,C不正確;兩原子軌道發(fā)生重疊后,電子在兩核間出現(xiàn)的概率增大,D正確。歸納總結(jié)共價(jià)鍵方向性和飽和性的正確理解(1)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,它決定了分子的組成。(2)共價(jià)鍵的方向性是由成鍵原子的軌道的方向性決定的,它決定了分子的空間結(jié)構(gòu)。(3)所有的共價(jià)鍵都有飽和性,但不是所有的共價(jià)鍵都有方向性,如兩個(gè)1s軌道“H原子與H原子”重疊形成的s-s

σ鍵沒(méi)有方向性。[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1]下列說(shuō)法正確的是(

)A.若把H2S分子寫(xiě)成H3S分子,違背了共價(jià)鍵的飽和性B.基態(tài)C原子有兩個(gè)未成對(duì)電子,所以只能形成兩個(gè)共價(jià)鍵C.形成共價(jià)鍵的兩原子體積大小要適中D.兩個(gè)原子軌道發(fā)生重疊后,兩核間的電子不僅僅在兩核之間,而是繞兩個(gè)原子核運(yùn)動(dòng)A解析

如在形成CH4分子的過(guò)程中,碳原子形成4個(gè)共價(jià)鍵,B錯(cuò)誤;對(duì)成鍵的原子的體積大小沒(méi)有要求,C錯(cuò)誤;兩個(gè)原子軌道重疊后,電子在核間出現(xiàn)的概率增大,但不是繞兩個(gè)原子核運(yùn)動(dòng),D錯(cuò)誤。探究角度2

σ鍵和π鍵的形成例2下列關(guān)于σ鍵與π鍵的說(shuō)法正確的是(

)A.σ鍵是原子軌道以“頭碰頭”的方式重疊形成的共價(jià)鍵,π鍵是原子軌道以“肩并肩”的方式重疊形成的共價(jià)鍵B.

描述的是π鍵的形成過(guò)程C.一般而言,原子軌道以“頭碰頭”方式重疊比以“肩并肩”方式重疊的程度小,所以σ鍵比π鍵活潑D.

可以表示N2分子中σ鍵和π鍵存在的情況A解析

描述的是原子軌道以“頭碰頭”方式重疊,即σ鍵的形成過(guò)程,B項(xiàng)錯(cuò)誤;一般而言,σ鍵原子軌道的重疊程度大于π鍵,所以σ鍵更穩(wěn)定,C項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)σ鍵和π鍵的成鍵方式,中間位置形成的是σ鍵,其他位置形成的是π鍵,D項(xiàng)錯(cuò)誤。歸納總結(jié)σ鍵與π鍵的比較

共價(jià)鍵類(lèi)型σ鍵π鍵原子軌道重疊方式“頭碰頭”重疊“肩并肩”重疊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)度較大較小活潑性不活潑活潑[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2]共價(jià)鍵從不同的角度可以進(jìn)行不同的分類(lèi)。下列有關(guān)σ鍵和π鍵的說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A.含有π鍵的分子在反應(yīng)時(shí),π鍵是化學(xué)反應(yīng)的積極參與者B.當(dāng)原子形成分子時(shí)(稀有氣體除外),首先形成σ鍵,可能形成π鍵C.有些原子在與其他原子形成分子時(shí)只能形成σ鍵,不能形成π鍵D.在分子中,化學(xué)鍵可能只有π鍵而沒(méi)有σ鍵D解析

一般情況下,π鍵不穩(wěn)定,易斷裂,則含有π鍵的分子在反應(yīng)時(shí),π鍵是化學(xué)反應(yīng)的積極參與者,故A正確;原子形成分子,優(yōu)先“頭碰頭”重疊,則先形成σ鍵,可能形成π鍵,故B正確;單鍵為σ鍵,而雙鍵、三鍵中有σ鍵和π鍵,則有些原子在與其他原子形成分子時(shí)只能形成σ鍵,不能形成π鍵,如HCl,故C正確;共價(jià)鍵中一定含σ鍵,則在分子中,化學(xué)鍵可能只有σ鍵,而沒(méi)有π鍵,故D錯(cuò)誤。探究角度3

σ鍵和π鍵的數(shù)目判斷例3有以下物質(zhì):①HF

②Cl2

③H2O

④N2

⑤C2H4

⑥C2H6

⑦H2

⑧H2O2

⑨HCN(H—C≡N)(1)只有σ鍵的是

(填序號(hào),下同);既有σ鍵又有π鍵的是

。

(2)含有由兩個(gè)原子的s軌道重疊形成的σ鍵的是

。

(3)含有由一個(gè)原子的s軌道與另一個(gè)原子的p軌道重疊形成的σ鍵的是

。

(4)含有由一個(gè)原子的p軌道與另一個(gè)原子的p軌道重疊形成的σ鍵的是

。

①②③⑥⑦⑧④⑤⑨⑦①③⑤⑥⑧⑨②④⑤⑥⑧⑨解析

(1)單鍵只有σ鍵,雙鍵或三鍵才含有π鍵,故只有σ鍵的是①②③⑥⑦⑧;既有σ鍵又有π鍵的是④⑤⑨。(2)H原子只有s軌道,題給物質(zhì)中含有由兩個(gè)原子的s軌道重疊形成的σ鍵的只有H2。(3)含有由一個(gè)原子的s軌道與另一個(gè)原子的p軌道重疊形成的σ鍵的有①③⑤⑥⑧⑨。(4)含有由一個(gè)原子的p軌道與另一個(gè)原子的p軌道重疊形成的σ鍵,說(shuō)明構(gòu)成這種σ鍵的原子中一定沒(méi)有H原子,故正確答案為②④⑤⑥⑧⑨。【變式設(shè)問(wèn)】(1)H2分子中形成σ鍵的電子只能在兩個(gè)氫原子核之間運(yùn)動(dòng),這種說(shuō)法是否正確?(2)⑨HCN(H—C≡N)的一個(gè)分子中,σ鍵和π鍵的個(gè)數(shù)比為

。

提示

不正確。只是形成σ鍵的電子在兩核間出現(xiàn)的概率大。

提示

1∶1。由結(jié)構(gòu)式可知,1個(gè)HCN分子中含有2個(gè)σ鍵、2個(gè)π鍵,σ鍵和π鍵的個(gè)數(shù)比為1∶1。思維建模判斷σ鍵和π鍵的存在及分類(lèi)的思維流程如下:[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練3]有關(guān)CH2═CH—C≡N分子中所含化學(xué)鍵數(shù)目的說(shuō)法正確的是(

)A.3個(gè)σ鍵,3個(gè)π鍵

B.4個(gè)σ鍵,3個(gè)π鍵C.6個(gè)σ鍵,2個(gè)π鍵

D.6個(gè)σ鍵,3個(gè)π鍵D解析

共價(jià)單鍵為σ鍵,雙鍵中含1個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵,三鍵中含1個(gè)σ鍵和2個(gè)π鍵,故CH2═CH—C≡N分子中含6個(gè)σ鍵和3個(gè)π鍵。[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練4]下列有關(guān)化學(xué)鍵類(lèi)型的說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A.丙炔的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH3C≡CH,則丙炔分子中含有5個(gè)σ鍵和3個(gè)π鍵B.乙烯與乙烷的化學(xué)性質(zhì)不同,主要是因?yàn)橐蚁┲械摩墟I不如σ鍵牢固C.s軌道與s軌道不能形成π鍵,p軌道與p軌道能形成π鍵D.(CN)2為直線形分子,含有3個(gè)σ鍵和4個(gè)π鍵A解析

Aσ鍵C—H:4個(gè),C—C:1個(gè),C≡C:1個(gè)共6個(gè)×π鍵C≡C:2個(gè)共2個(gè)B乙烷C—C:1個(gè)σ鍵C═C中π鍵的強(qiáng)度小于σ鍵,乙烯更活潑√乙烯C═C:1個(gè)σ鍵、1個(gè)π鍵Cs-s軌道僅形成σ鍵√p-p軌道既可形成σ鍵,也可形成π鍵D(CN)2結(jié)構(gòu)式為N≡C—C≡N,分子中含有3個(gè)σ鍵、4個(gè)π鍵√學(xué)以致用·隨堂檢測(cè)全達(dá)標(biāo)123456題組1共價(jià)鍵的特征1.下列不屬于共價(jià)鍵成鍵因素的是(

)A.共用電子在兩個(gè)原子核之間高概率出現(xiàn)B.成鍵原子的原子軌道發(fā)生重疊C.形成化學(xué)鍵,體系能量降低,趨于穩(wěn)定D.兩原子體積大小要適中D解析

形成共價(jià)鍵時(shí),原子軌道在兩個(gè)原子核間重疊,電子在兩個(gè)原子核之間出現(xiàn)的概率增大,使得它們同時(shí)受到兩個(gè)原子核的吸引,從而導(dǎo)致體系能量降低,穩(wěn)定性增強(qiáng),但對(duì)成鍵原子體積的大小沒(méi)有要求。綜上所述,D項(xiàng)符合題意。1234562.原子間形成分子時(shí),決定各原子相互結(jié)合的數(shù)量關(guān)系的是(

)A.共價(jià)鍵的方向性B.共價(jià)鍵的飽和性C.形成共價(jià)鍵原子的大小D.共價(jià)鍵的穩(wěn)定性B123456題組2σ鍵和π鍵的形成3.下列有關(guān)σ鍵的說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A.如果電子云圖像是由兩個(gè)s電子重疊形成的,即形成s-sσ鍵B.s電子與p電子形成s-pσ鍵C.p電子和p電子不能形成σ鍵D.HCl分子中含有一個(gè)s-pσ鍵C解析

σ鍵是指由兩個(gè)相同或不相同的原子軌道沿軌道對(duì)稱(chēng)軸方向相互重疊而形成的共價(jià)鍵;包括s-s

σ鍵、s-p

σ鍵、p-p

σ鍵等類(lèi)型,C描述不正確。1234564.下列說(shuō)法正確的是(

)A.π鍵是由兩個(gè)p原子軌道“頭碰頭”重疊形成的B.σ鍵與π鍵的對(duì)稱(chēng)性相同C.乙烷分子中的化學(xué)鍵全為σ鍵,而乙烯分子中含有σ鍵和π鍵D.H2分子中含σ鍵,而Cl2分子中除σ鍵外還含有π鍵C解析

原子軌道以“頭碰頭”方式相互重疊形成的共價(jià)鍵為σ鍵,以“肩并肩”方式相互重疊形成的共價(jià)鍵為π鍵;σ鍵為軸對(duì)稱(chēng),π鍵為鏡面對(duì)稱(chēng);分子中所有的共價(jià)單鍵都是σ鍵,共價(jià)雙鍵及共價(jià)三鍵中均含σ鍵和π鍵。123456題組3σ鍵和π鍵的判斷5.2023年全國(guó)兩會(huì)提案中,人大代表提出發(fā)展以生物燃料乙醇為代表的生物能源。下列關(guān)于乙醇分子的說(shuō)法正確的是(

)A.分子中共含有8個(gè)極性共價(jià)鍵B.分子中不含有非極性共價(jià)鍵C.分子中只含有σ鍵D.分子中含有1個(gè)π鍵C解析

據(jù)乙醇分子的結(jié)構(gòu)式

可知,乙醇分子中含7個(gè)極性鍵、1個(gè)非極性鍵,含8個(gè)σ鍵,不含π鍵。1234566.如圖表示不同類(lèi)型共價(jià)鍵形成時(shí)電子云重疊情況:123456(1)其中形成的化學(xué)鍵屬于軸對(duì)稱(chēng)的有

。

(2)下列物質(zhì)中,通過(guò)方式①化學(xué)鍵形成的是

(填字母,下同);通過(guò)方式②化學(xué)鍵形成的是

;只通過(guò)方式③化學(xué)鍵形成的是