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)共價鍵第1課時共價鍵課件新人教版選擇性必修2

第一節(jié)共價鍵第一課時共價鍵素養(yǎng)目標學(xué)習(xí)要點1.認識共價鍵的本質(zhì),能說出微粒間作用的主要類型、特征和實質(zhì),從微觀結(jié)構(gòu)認識分子的產(chǎn)生原因,培養(yǎng)宏觀辨識與微觀探析的化學(xué)核心素養(yǎng)。2.根據(jù)原子軌道的重疊方式,了解共價鍵可分為σ鍵和π鍵等類型;結(jié)合原子軌道的伸展方向,了解共價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。兩種對稱:“頭碰頭”軸對稱、“肩并肩”鏡面對稱。知識點共價鍵基礎(chǔ)落實?必備知識全過關(guān)知識點共價鍵1.共價鍵的概念與特征(1)概念:原子間通過

所形成的相互作用,本質(zhì)是

的重疊。

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

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

為軸做旋轉(zhuǎn)操作,共價鍵的電子云的圖形

;

②σ鍵的強度較大連線不變(2)π鍵

形成由兩個原子的p軌道“

”重疊形成

p-p

π鍵

p-pπ鍵的形成特征①

對稱:每個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)律共價單鍵為

鍵;共價雙鍵中有一個

鍵,另一個是

鍵;共價三鍵由一個

鍵和兩個

鍵構(gòu)成

753012σσπσπ4.共價鍵的形成條件

原子NaClHClCO電負性

電負性之差(絕對值)

結(jié)論:當成鍵原子的電負性相差很大時,形成的電子對不會被共用,形成的將是

鍵;而

鍵是電負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

深度思考(1)所有共價鍵都具有方向性嗎?(2)π鍵有可能單獨成鍵嗎?提示

不一定。s軌道呈球形,故s-s

σ鍵沒有方向性。

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鍵一定不能單獨成鍵。名師點撥共價鍵的分類方法分類標準類型共用電子對數(shù)單鍵、雙鍵、三鍵共用電子對的偏移程度極性鍵、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分子中的共價鍵類型(1)基態(tài)N原子的價層電子排布式:2s22p3。(2)N原子的價層電子軌道表示式:。(3)N2的形成過程:當?shù)咏Y(jié)合成分子時,2p軌道上有3個未成對電子,若兩個氮原子的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)共價鍵類型:

重難突破?能力素養(yǎng)全提升探究角度1

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

)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°,這是由共價鍵的飽和性決定的C.所有的共價鍵都有方向性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,這是由共價鍵的飽和性決定的,A不正確;CO2、H2O的鍵角一定,是由共價鍵的方向性決定的,B不正確;例如氫氣分子中H原子的s軌道為球形,無方向性,所以形成的s-s

σ鍵沒有方向性,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)共價鍵方向性和飽和性的正確理解(1)共價鍵的飽和性是由成鍵原子的未成對電子數(shù)決定的,它決定了分子的組成。(2)共價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)所有的共價鍵都有飽和性,但不是所有的共價鍵都有方向性,如兩個1s軌道“H原子與H原子”重疊形成的s-s

σ鍵沒有方向性。[對點訓(xùn)練1]下列說法正確的是(

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

如在形成CH4分子的過程中,碳原子形成4個共價鍵,B錯誤;對成鍵的原子的體積大小沒有要求,C錯誤;兩個原子軌道重疊后,電子在核間出現(xiàn)的概率增大,但不是繞兩個原子核運動,D錯誤。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鍵,π鍵是原子軌道以“肩并肩”的方式重疊形成的共價鍵B.

描述的是π鍵的形成過程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鍵的形成過程,B項錯誤;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項錯誤;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項錯誤。歸納總結(jié)σ鍵與π鍵的比較

共價鍵類型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度較大較小活潑性不活潑活潑[對點訓(xùn)練2]共價鍵從不同的角度可以進行不同的分類。下列有關(guān)σ鍵和π鍵的說法錯誤的是(

)A.含有π鍵的分子在反應(yīng)時,π鍵是化學(xué)反應(yīng)的積極參與者B.當原子形成分子時(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,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只能形成σ鍵,不能形成π鍵,如HCl,故C正確;共價鍵中一定含σ鍵,則在分子中,化學(xué)鍵可能只有σ鍵,而沒有π鍵,故D錯誤。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,下同);既有σ鍵又有π鍵的是

。

(2)含有由兩個原子的s軌道重疊形成的σ鍵的是

。

(3)含有由一個原子的s軌道與另一個原子的p軌道重疊形成的σ鍵的是

。

(4)含有由一個原子的p軌道與另一個原子的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)中含有由兩個原子的s軌道重疊形成的σ鍵的只有H2。(3)含有由一個原子的s軌道與另一個原子的p軌道重疊形成的σ鍵的有①③⑤⑥⑧⑨。(4)含有由一個原子的p軌道與另一個原子的p軌道重疊形成的σ鍵,說明構(gòu)成這種σ鍵的原子中一定沒有H原子,故正確答案為②④⑤⑥⑧⑨?！咀兪皆O(shè)問】(1)H2分子中形成σ鍵的電子只能在兩個氫原子核之間運動,這種說法是否正確?(2)⑨HCN(H—C≡N)的一個分子中,σ鍵和π鍵的個數(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HCN分子中含有2個σ鍵、2個π鍵,σ鍵和π鍵的個數(shù)比為1∶1。思維建模判斷σ鍵和π鍵的存在及分類的思維流程如下:[對點訓(xùn)練3]有關(guān)CH2═CH—C≡N分子中所含化學(xué)鍵數(shù)目的說法正確的是(

)A.3個σ鍵,3個π鍵

B.4個σ鍵,3個π鍵C.6個σ鍵,2個π鍵

D.6個σ鍵,3個π鍵D解析

共價單鍵為σ鍵,雙鍵中含1個σ鍵和1個π鍵,三鍵中含1個σ鍵和2個π鍵,故CH2═CH—C≡N分子中含6個σ鍵和3個π鍵。[對點訓(xùn)練4]下列有關(guān)化學(xué)鍵類型的說法錯誤的是(

)A.丙炔的結(jié)構(gòu)簡式為CH3C≡CH,則丙炔分子中含有5個σ鍵和3個π鍵B.乙烯與乙烷的化學(xué)性質(zhì)不同,主要是因為乙烯中的π鍵不如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σ鍵和4個π鍵A解析

Aσ鍵C—H:4個,C—C:1個,C≡C:1個共6個×π鍵C≡C:2個共2個B乙烷C—C:1個σ鍵C═C中π鍵的強度小于σ鍵,乙烯更活潑√乙烯C═C:1個σ鍵、1個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σ鍵、4個π鍵√學(xué)以致用·隨堂檢測全達標123456題組1共價鍵的特征1.下列不屬于共價鍵成鍵因素的是(

)A.共用電子在兩個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

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

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

)A.如果電子云圖像是由兩個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s-pσ鍵C解析

σ鍵是指由兩個相同或不相同的原子軌道沿軌道對稱軸方向相互重疊而形成的共價鍵;包括s-s

σ鍵、s-p

σ鍵、p-p

σ鍵等類型,C描述不正確。1234564.下列說法正確的是(

)A.π鍵是由兩個p原子軌道“頭碰頭”重疊形成的B.σ鍵與π鍵的對稱性相同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鍵為σ鍵,以“肩并肩”方式相互重疊形成的共價鍵為π鍵;σ鍵為軸對稱,π鍵為鏡面對稱;分子中所有的共價單鍵都是σ鍵,共價雙鍵及共價三鍵中均含σ鍵和π鍵。123456題組3σ鍵和π鍵的判斷5.2023年全國兩會提案中,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)于乙醇分子的說法正確的是(

)A.分子中共含有8個極性共價鍵B.分子中不含有非極性共價鍵C.分子中只含有σ鍵D.分子中含有1個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個極性鍵、1個非極性鍵,含8個σ鍵,不含π鍵。1234566.如圖表示不同類型共價鍵形成時電子云重疊情況:123456(1)其中形成的化學(xué)鍵屬于軸對稱的有

。

(2)下列物質(zhì)中,通過方式①化學(xué)鍵形成的是

(填字母,下同);通過方式②化學(xué)鍵形成的是

;只通過方式③化學(xué)鍵形成的是