2.1共價(jià)鍵 課件 學(xué)期化學(xué)人教版（2019）選擇性必修2

第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一節(jié)共價(jià)鍵學(xué)習(xí)目標(biāo)1、認(rèn)識(shí)原子間通過(guò)原子軌道的重疊形成共價(jià)鍵，了解共價(jià)鍵具有飽和性、方向性。2、知道根據(jù)原子軌道的重疊方式共價(jià)鍵的分類。并判斷分子中σ鍵和π鍵的存在及個(gè)數(shù)。3、能準(zhǔn)確判斷分子的性質(zhì)與鍵參數(shù)（鍵能、鍵長(zhǎng)和鍵角）的關(guān)系。根據(jù)所學(xué)知識(shí)，請(qǐng)用電子式描述NaCl和HCl的形成過(guò)程HH：：：：Cl·：：：Cl·+NaNa+：：：：Cl·：：：Cl·+[

]-離子鍵共價(jià)鍵由陰、陽(yáng)離子相互作用所形成的化學(xué)鍵。原子間通過(guò)共用電子對(duì)所形成的化學(xué)鍵。導(dǎo)（3min）分類：根據(jù)共用電子對(duì)是否偏移分為極性共價(jià)鍵和非極性共價(jià)鍵。

根據(jù)共用電子對(duì)的對(duì)數(shù)分為單鍵、雙鍵和三鍵。學(xué)（8mizn）+助（10min）1.根據(jù)課本34-35頁(yè)學(xué)習(xí)σ鍵和π鍵的形成、特點(diǎn)和類型。（自主）2.根據(jù)課本36頁(yè)一般規(guī)律分析乙烷、乙烯、乙炔的分子中共價(jià)鍵分別由幾個(gè)σ鍵和幾個(gè)π鍵構(gòu)成（自主）3.在氣體單質(zhì)分子中，一定含有σ鍵嗎，可能有π鍵嗎？（合作）4.按共價(jià)鍵的共用電子對(duì)理論，是否有H3、H2Cl、Cl3的分子存在？在NH3分子中為什么N原子是1個(gè)，而H原子為3個(gè)？（合作）5.化學(xué)鍵的鍵長(zhǎng)與鍵能有何關(guān)系？（自主）6.課本38頁(yè)思考與討論(1)(2)（合作）1.概念：原子間通過(guò)共用電子對(duì)所形成的相互作用。2.成鍵元素：電負(fù)性數(shù)值相差不大（小于1.7）的原子之間成鍵。3.成鍵微粒：一般是非金屬原子之間，或金屬與非金屬原子之間（如AlCl3）一、

共價(jià)鍵4.成鍵本質(zhì)：展+評(píng)（20min）原子相互靠近時(shí)軌道重疊，自旋相反的未成對(duì)電子形成共用電子對(duì)，兩原子核間的電子云密度增加，體系能量降低。兩個(gè)氫原子電子自旋方向相反相互靠近到一定距離時(shí)，兩個(gè)1s原子軌道發(fā)生重疊核間形成一個(gè)電子概率密度較大的區(qū)域。通過(guò)原子軌道知識(shí)進(jìn)一步理解H2中共價(jià)鍵的形成？H↑1sH↓1s氫原子形成氫分子的過(guò)程為什么只能有H2、HCl、Cl2等物質(zhì)，而不存在H3

、H2Cl和Cl3等物質(zhì)？4.成鍵本質(zhì)：展+評(píng)（20min）（1）飽和性——電子配對(duì)原理按照共價(jià)鍵的共用電子對(duì)理論，一個(gè)原子有幾個(gè)未成對(duì)電子，便可和幾個(gè)自旋方向相反的電子配對(duì)成鍵，這就是共價(jià)鍵的飽和性。（即差幾個(gè)電子穩(wěn)定，即可形成幾對(duì)共用電子對(duì)。）H↑1s1Cl3p5↑↓↑↓↑↑↓3s2H↓1s1H2Cl3p5↑↓↑↓↓↑↓3s2Cl2共價(jià)鍵的飽和性決定了共價(jià)化合物的分子組成5.共價(jià)鍵的特征展+評(píng)（20min）（2）方向性除s軌道是球形對(duì)稱外，其他原子軌道在空間都有一定的分布特點(diǎn)，按照現(xiàn)代共價(jià)鍵理論中的最大重疊原理，兩原子在形成共價(jià)鍵時(shí)將盡可能沿著電子出現(xiàn)概率最大的方向形成，所以共價(jià)鍵有方向性。CH4

NH3

H2OCO2

正四面體形三角錐形V形直線形

共價(jià)鍵的方向性決定了分子的空間結(jié)構(gòu)。新知探究5.共價(jià)鍵的特征——最大重疊原理（注意：s-s軌道重疊無(wú)方向性）展+評(píng)（20min）靠攏重疊成鍵靠攏重疊成鍵HCl分子1s3pHCl哪種重疊方向才正確呢？原子軌道重疊越大，形成的共價(jià)鍵越牢固，分子越穩(wěn)定。?思考·討論氫原子與氯原子形成氯化氫分子的過(guò)程示意↑1s1↑↓↑↓↑↓↑3s23p5σ鍵：原子軌道以“頭碰頭”重疊形成。s-sσ鍵s-pσ鍵p-pσ鍵特征：a.沿鍵軸（兩核的連線）方向“頭碰頭”重疊成鍵b.σ鍵為軸對(duì)稱，可以沿鍵軸旋轉(zhuǎn)c.形成σ鍵的原子軌道重疊程度較大，故σ鍵有較強(qiáng)的穩(wěn)定性。d.存在于一切共價(jià)鍵中6.共價(jià)鍵類型p軌道與p軌道除了能形成σ鍵外，還能形成π鍵。π鍵的特征是兩個(gè)原子軌道以“肩并肩”方式重疊；原子重疊的部分分別位于兩原子核構(gòu)成平面的兩側(cè)。每個(gè)π鍵的電子云由兩塊組成，它們互為鏡像，這種特征稱為鏡面對(duì)稱。展+評(píng)（20min）1s↑↑↓↑↓↑↑2s2pN1s↓↑↓↑↓↓↓2s2pN展+評(píng)（20min）π鍵主要為p-pπ鍵。(1)概念:(2)類型：未成對(duì)電子的原子軌道以“肩并肩”方式重疊形成共價(jià)鍵叫π鍵。①電子云為鏡面對(duì)稱：每個(gè)π鍵的電子云由兩塊組成，互為鏡像③π鍵不能旋轉(zhuǎn)②π鍵不如σ鍵牢固,較易斷裂形成π鍵時(shí)，原子軌道重疊程度比σ鍵的小，通常情況下，π鍵沒(méi)有σ鍵牢固。以形成π鍵的兩個(gè)原子核的連線為軸，任意一個(gè)原子不能單獨(dú)旋轉(zhuǎn)，若單獨(dú)旋轉(zhuǎn)則會(huì)破壞π鍵。(3)特征：注意：s-s電子、s-p電子只形成σ鍵；p-p電子既形成σ鍵，又形成π鍵；且p-p電子先形成σ鍵，后形成π鍵。即π鍵不能單獨(dú)存在！展+評(píng)（20min）單鍵雙鍵三鍵σ鍵1個(gè)σ鍵、1個(gè)π鍵1個(gè)σ鍵、2個(gè)π鍵判斷σ鍵、π鍵的一般規(guī)律：【注意】σ鍵可以單獨(dú)存在；π鍵不能單獨(dú)存在歸納·總結(jié)稀有氣體單質(zhì)分子中不含化學(xué)鍵，多原子分子中一定含有σ鍵，可能含有π鍵。1、觀察乙烷、乙烯和乙炔的分子結(jié)構(gòu)，它們的分子中的共價(jià)鍵分別由幾個(gè)σ鍵和幾個(gè)π鍵構(gòu)成？①乙烷中含有1個(gè)C-C鍵和6個(gè)C-H鍵，所以乙烷中含有7個(gè)σ鍵；②乙烯中含有1個(gè)C=C鍵和4個(gè)C-H鍵，即含有5個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵；③乙炔中含有1個(gè)三鍵和2個(gè)C-H鍵，即含有3個(gè)σ鍵和2個(gè)π鍵；思考·討論如何衡量共價(jià)鍵的強(qiáng)弱？氣態(tài)分子中1mol化學(xué)鍵解離成氣態(tài)原子所吸收的能量。1、概念：2、單位:3、條件：鍵能通常是298.15K、101kPa條件下的標(biāo)準(zhǔn)值。kJ/mol。鍵能通常取正值。5、數(shù)據(jù)：提示：斷開(kāi)CH4中的4個(gè)C—H，所需能量并不相等，因此，CH4中的C—H只能是平均值，而表2-1中的C—H鍵能是更多分子中的C—H鍵能的平均值。鍵能可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定，更多卻是推算獲得的?！饬抗矁r(jià)鍵的強(qiáng)弱。鍵能越大，鍵越牢固，分子越穩(wěn)定。4、意義：二、鍵能展+評(píng)（20min）某些共價(jià)鍵的鍵能（kJ·mol－1）①相同原子間的鍵能：6、鍵能規(guī)律：?jiǎn)捂I＜雙鍵＜三鍵②EC-C<EC=C<EC≡C，(且不存在倍數(shù)關(guān)系）

σ鍵鍵能>π鍵鍵能③EN-N<EN=N<EN≡N，(且不存在倍數(shù)關(guān)系）

σ鍵鍵能<π鍵鍵能(反常)所以：氮分子不容易發(fā)生加成反應(yīng)而乙烯和乙炔容易發(fā)生加成反應(yīng)展+評(píng)（20min）7.鍵能應(yīng)用：（1）判斷共價(jià)鍵的穩(wěn)定性（鍵能越大，共價(jià)鍵越穩(wěn)定）

從鍵能的定義可知，破壞1mol化學(xué)鍵所需能量越多，即共價(jià)鍵的鍵能越大，則共價(jià)鍵越穩(wěn)定。（2）判斷分子的穩(wěn)定性（一般鍵能越大，分子越穩(wěn)定）

一般來(lái)說(shuō)，結(jié)構(gòu)相似的分子中，共價(jià)鍵的鍵能越大，分子越穩(wěn)定。

如分子的穩(wěn)定性：HF＞HCl＞HBr＞HI。（3）估算化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱

同一化學(xué)鍵解離成氣態(tài)原子所吸收的能量與氣態(tài)原子結(jié)合形成化學(xué)鍵所釋放的能量在數(shù)值上是相等的，故根據(jù)化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)可計(jì)算化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱

ΔH=反應(yīng)物中化學(xué)鍵鍵能之和﹣生成物中化學(xué)鍵鍵能之和參照教材表2-1中的鍵能數(shù)據(jù)。計(jì)算1molH2分別與1molCl2、1molBr2(蒸氣)反應(yīng)生成2molHCl和2molHBr時(shí)，哪一個(gè)釋放出的能量更多？解析：對(duì)于反應(yīng)H2(g)＋Cl2(g)==2HCl(g)

ΔH＝（436.0＋242.7－2×431.8）kJ·mol－1＝－184.9kJ·mol－1。對(duì)于反應(yīng)H2(g)＋Br2(g)

===2HBr(g)

ΔH＝（436.0＋193.7－2×366）kJ·mol－1＝－102.3kJ·mol－1。思考討論(1)N2、O2、F2與H2的反應(yīng)能力依次增強(qiáng)，從鍵能的角度如何理解這一化學(xué)事實(shí)。(利用課本P37表2-1的相應(yīng)數(shù)據(jù)分析)從表2-1的數(shù)據(jù)可知，N≡N、O=O、F-F的鍵能依次減小，共價(jià)鍵越來(lái)越容易斷裂;而N-H、O-H與H-F的鍵能依次增大,共價(jià)鍵越來(lái)越容易生成。所以N2、O2、F2與H2的反應(yīng)能力依次增強(qiáng)。鍵N≡NO=OF-FN-HO-HF-H鍵能（kJ/mol）946497.3157390.8462.8568思考討論(2)1、概念：

構(gòu)成化學(xué)鍵的兩個(gè)原子的核間距。不過(guò)，分子中的原子始終處于不斷振動(dòng)之中，鍵長(zhǎng)只是振動(dòng)著的原子處于平衡位置時(shí)的核間距。

原子半徑?jīng)Q定共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)。原子半徑越小，共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)越短。3、鍵長(zhǎng)大小：pm（1pm＝10-12m）2、單位：三、鍵長(zhǎng)展+評(píng)（20min）請(qǐng)同學(xué)們觀察下表，并找出鍵能數(shù)據(jù)中存在的規(guī)律?(從成鍵個(gè)數(shù)，成鍵原子的半徑分析)規(guī)律1：規(guī)律2：同種類型的共價(jià)鍵，成鍵原子的原子半徑越小，鍵長(zhǎng)越小。成鍵原子相同的共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)：?jiǎn)捂I鍵長(zhǎng)＞雙鍵鍵長(zhǎng)＞三鍵鍵長(zhǎng)規(guī)律3：一般地，鍵長(zhǎng)越短,鍵能越大，共價(jià)鍵越牢固,由此形成的分子越穩(wěn)定。4、鍵長(zhǎng)大小規(guī)律：F-F不符合“鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大”的規(guī)律，為什么？原因：由于原子半徑小，鍵長(zhǎng)短，但由于鍵長(zhǎng)短，兩原子形成共價(jià)鍵時(shí)，原子核之間的距離小，排斥力大，鍵能小展+評(píng)（20min）5、鍵長(zhǎng)的應(yīng)用：（1）判斷共價(jià)鍵的穩(wěn)定性

鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，表明共價(jià)鍵越穩(wěn)定。（2）分子的空間結(jié)構(gòu)

鍵長(zhǎng)是影響分子空間結(jié)構(gòu)的因素之一。解題規(guī)律：鍵長(zhǎng)越短→鍵能越大→鍵越牢固→分子越穩(wěn)定如：CH4分子的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形，而CH3Cl分子的空間結(jié)構(gòu)是四面體形而不是正四面體形，原因是C-H和C-Cl的鍵長(zhǎng)不相等。展+評(píng)（20min）四、鍵角1.概念：在多原子分子中，兩個(gè)相鄰共價(jià)鍵之間的夾角2.意義：多原子分子的鍵角一定，表明共價(jià)鍵具有方向性。鍵角是描述分子結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)，分子的許多性質(zhì)都與鍵角有關(guān)。

鍵長(zhǎng)和鍵角的數(shù)值可通過(guò)晶體的X射線衍射實(shí)驗(yàn)獲得。CH4

109°28′

NH3

107°18′H2O105°CO2

180°直線形

V形（角形）正四面體形三角錐形鍵角反應(yīng)了分子的空間結(jié)構(gòu)展+評(píng)（20min）思考：如圖白磷和甲烷均為正四面體結(jié)構(gòu)：它們的鍵角是否相同，為什么？分子的空間結(jié)構(gòu)