【高中化學(xué)】共價(jià)鍵的類型-σ鍵和π鍵 2022-2023學(xué)年高二化學(xué)同步課件（人教版2019選擇性必修2）

網(wǎng)科學(xué)第一節(jié)共價(jià)鍵2.1.1

共價(jià)鍵的類型——σ鍵和π鍵第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)化學(xué)鍵：知識(shí)回顧化學(xué)鍵的類型：離子鍵、共價(jià)鍵(極性鍵和非極性鍵)、金屬鍵。化學(xué)鍵的存在范圍：分子間不存在化學(xué)鍵。離子鍵共價(jià)鍵金屬鍵構(gòu)成離子化合物構(gòu)成共價(jià)型分子或原子團(tuán)構(gòu)成金屬單質(zhì)和合金組成豐富多彩的物質(zhì)世界使離子相結(jié)合或原子相結(jié)合的強(qiáng)烈相互作用通稱為化學(xué)鍵。只存在于相鄰的原子或離子之間。離子鍵共價(jià)鍵概念成鍵微粒成鍵條件存在（舉例）分類類型比較陰、陽(yáng)離子間通過靜電作用所形成的化學(xué)鍵陰、陽(yáng)離子得失電子離子化合物：大多數(shù)鹽、強(qiáng)堿、活潑金屬氧化物等如NaCl、銨鹽原子間通過共用電子對(duì)所形成的化學(xué)鍵。原子電子對(duì)共用非金屬單質(zhì)：H2共價(jià)化合物：HCl某些離子化合物:Na2O2極性鍵和非極性鍵知識(shí)回顧包括靜電吸引和靜電排斥HH：：：：Cl·：：：Cl·+NaNa+：：：：Cl·：：：Cl·+[]-用電子式描述NaCl和HCl的形成過程：離子鍵共價(jià)鍵共用電子對(duì)電負(fù)性的差值0非極性鍵極性鍵離子鍵Na和Cl的電負(fù)性的差值H和Cl的電負(fù)性的差值0.92.1化學(xué)鍵的類型與電負(fù)性的差值的關(guān)系提示：元素的電負(fù)性差值很大，化學(xué)反應(yīng)形成的電子對(duì)不會(huì)被共用，形成離子鍵，而共價(jià)鍵是電負(fù)性差值不大的原子間形成的共價(jià)鍵。1.7一、共價(jià)鍵1.共價(jià)鍵的定義原子間通過共用電子對(duì)所形成的強(qiáng)烈相互作用，叫共價(jià)鍵。共價(jià)鍵形成的過程是成鍵原子相互接近，原子軌道發(fā)生重疊，自旋方向相反的未成對(duì)電子形成共用電子對(duì)。

3、成鍵粒子：原子。2、共價(jià)鍵的本質(zhì)：共用電子對(duì)對(duì)兩原子的作用力。非極性鍵極性鍵A－A

型A－B

型:共用電子對(duì)不偏向任何成鍵原子的共價(jià)鍵。:共用電子對(duì)偏向某一成鍵原子的共價(jià)鍵。一、共價(jià)鍵4、關(guān)于共價(jià)鍵的幾點(diǎn)注意：①一般由非金屬原子之間或非金屬與不活潑金屬原子之間成鍵(大多數(shù)成鍵原子之間電負(fù)性之差小于1.7)②形成共價(jià)鍵的原子不一定達(dá)到飽和狀態(tài)，如：BF3③所有共價(jià)化合物中都只存在共價(jià)鍵。共價(jià)化合物：非金屬氧化物、非金屬氫化物、酸、少數(shù)鹽、大多數(shù)有機(jī)物等CO2NO2SO2NH3H2SCH4H2SO4HClCH3COOHAlCl3BeCl2FeCl3C2H5OHCH4

C12H22O11一、共價(jià)鍵4、關(guān)于共價(jià)鍵的幾點(diǎn)注意：①一般由非金屬原子之間或非金屬與不活潑金屬原子之間成鍵(大多數(shù)成鍵原子之間電負(fù)性之差小于1.7)②形成共價(jià)鍵的原子不一定達(dá)到飽和狀態(tài)，如：BF3③所有共價(jià)化合物中都只存在共價(jià)鍵。共價(jià)化合物：非金屬氧化物、非金屬氫化物、酸、少數(shù)鹽、大多數(shù)有機(jī)物等④非金屬單質(zhì)中，分子內(nèi)也都存在共價(jià)鍵。O=OH—HN≡N⑤離子化合物中的原子團(tuán)內(nèi)部，一定存在共價(jià)鍵。如：NH4+、OH—、NO3—、O22—二、共價(jià)鍵的類型——σ鍵和π鍵1.根據(jù)電子云的重疊形式對(duì)共價(jià)鍵進(jìn)行分類σ鍵π鍵共價(jià)鍵成鍵時(shí)，原子軌道以“頭碰頭”的方式重疊形成的共價(jià)鍵。成鍵時(shí)，原子軌道以“肩并肩”的方式重疊形成的共價(jià)鍵。2.σ鍵的類型：根據(jù)成鍵時(shí)，原子軌道的不同，p-pσ鍵s-pσ鍵s-sσ鍵σ鍵【思考】H·二、共價(jià)鍵的類型2.σ鍵的類型：①s-sσ鍵HH↑1S↑1SHH↑1S↓1S╳H：H·H+2.任意兩個(gè)氫原子一定能形成H2分子嗎？1.兩個(gè)氫原子為何能成鍵形成分子？√二、共價(jià)鍵的類型H原子形成H2分子的電子云描述（兩個(gè)s軌道重疊）——σ鍵和π鍵2.σ鍵的類型：①s-sσ鍵s-sσ鍵相互靠攏

原子軌道在兩個(gè)原子核間重疊，意味著電子出現(xiàn)在核間的概率增大，電子帶負(fù)電，可以形象地說，核間電子好比在核間架起一座帶負(fù)電的橋梁，把帶正電的兩個(gè)原子核“黏結(jié)”在一起了。s-sσ鍵“頭碰頭”的方式重疊成鍵用橡皮泥制作H-H電子云模型靠攏s-s軌道都是球形，從任何方向發(fā)生電子云重疊(成鍵)時(shí)，重疊程度相同，因此s-sσ鍵無方向性。共價(jià)鍵的深入認(rèn)識(shí)一飽和性

按照共價(jià)鍵的共用電子對(duì)理論，一個(gè)原子有幾個(gè)

，便可和幾個(gè)

電子配對(duì)成鍵，這就是共價(jià)鍵的飽和性未成對(duì)電子自旋狀態(tài)相反的例如只能有H2、HCl、Cl2等，不可能H3、H2Cl和Cl3等共價(jià)鍵的飽和性決定了共價(jià)化合物的分子組成?，F(xiàn)代價(jià)鍵理論的基本要點(diǎn)：1.電子配對(duì)原理：原子軌道重疊的越多電子出現(xiàn)的概率越大共價(jià)鍵越牢固沿著電子出現(xiàn)概率最大的方向形成sp方向性方向性共價(jià)鍵的方向性決定了共價(jià)化合物的立體構(gòu)型。2.最大重疊原理：“頭碰頭”兩個(gè)原子軌道重疊部分越大，兩核間電子的概率密度越大，形成的共價(jià)鍵越牢固，分子越穩(wěn)定。注意：重疊也不能無限制的重疊，

因核與核之間、電子與電子之間還存在排斥力。2.最大重疊原理：要使兩個(gè)原子軌道重疊部分最大，原子軌道必須按一定的方向進(jìn)行重疊，這就是共價(jià)鍵的方向性。二、共價(jià)鍵的類型——σ鍵和π鍵2.σ鍵的類型：②s-p

σ鍵（一個(gè)s軌道與一個(gè)p軌道重疊）HCl分子的形成過程HCl↑1s↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑1s2s2p3s3pH－ClClH3pzHCl中的共價(jià)鍵是由H原子提供的未成對(duì)電子的1s原子軌道和Cl原子提供的未成對(duì)電子的3p原子軌道以“頭碰頭”的方式重疊形成的。二、共價(jià)鍵的類型——σ鍵和π鍵2.σ鍵的類型：②s-p

σ鍵（一個(gè)s軌道與一個(gè)p軌道重疊）HCl分子的形成過程二、共價(jià)鍵的類型——σ鍵和π鍵2.σ鍵的類型：②s-p

σ鍵（一個(gè)s軌道與一個(gè)p軌道重疊）HCl分子的形成過程形成H—Cl共價(jià)鍵s-pσ鍵未成對(duì)電子的電子云相互靠攏電子云相互重疊情景1靠攏“頭碰頭”的方式重疊成鍵靠攏重疊成鍵s-pσ鍵是有方向性的用橡皮泥制作H-Cl電子云模型情景2原子軌道最大重疊原理√╳二、共價(jià)鍵的類型——σ鍵和π鍵2.σ鍵的類型：③p-p

σ鍵（兩個(gè)p軌道重疊）Cl2分子的形成過程↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑1s2s2p3s3pClClClClClp-pσ鍵二、共價(jià)鍵的類型——σ鍵和π鍵2.σ鍵的類型：③p-p

σ鍵（兩個(gè)p軌道重疊）Cl2分子的形成過程二、共價(jià)鍵的類型——σ鍵和π鍵2.σ鍵的類型：③p-p

σ鍵（兩個(gè)p軌道重疊）Cl2分子的形成過程形成Cl—Cl共價(jià)鍵p-pσ鍵未成對(duì)電子的電子云相互靠攏電子云相互重疊Cl2中的共價(jià)鍵是由2個(gè)氯原子各提供1個(gè)未成對(duì)電子的3p原子軌道重疊形成的。靠攏“頭碰頭”的方式重疊成鍵用橡皮泥制作Cl-Cl電子云模型共價(jià)鍵的深入認(rèn)識(shí)一H-ClH-HCl-Cl請(qǐng)歸納H-H、H-Cl和Cl-Cl的特點(diǎn)。原子軌道以“頭碰頭”的方式重疊形成的共價(jià)鍵小結(jié):σ鍵概念：兩原子在成鍵時(shí)，原子軌道以“頭碰頭”的方式重疊形成的共價(jià)鍵。①特征：電子云的對(duì)稱方式：軸對(duì)稱H-ClH-HCl-Clσ鍵的特征：以形成化學(xué)鍵的兩原子核的連線為軸旋轉(zhuǎn)，共價(jià)鍵電子云的圖形不變，這種特征稱為軸對(duì)稱。①特征：電子云的對(duì)稱方式：軸對(duì)稱③穩(wěn)定性：形成σ鍵的原子軌道重疊程度較大，

故σ鍵有較強(qiáng)穩(wěn)定性。②旋轉(zhuǎn):以形成σ鍵的兩原子核的連線為軸，

任何一個(gè)原子均可以旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)時(shí)并不破壞σ鍵的結(jié)構(gòu)。④存在：?jiǎn)捂I均為σ鍵，雙鍵、三鍵均有σ鍵，

任何兩個(gè)原子形成的共價(jià)鍵且只有一個(gè)σ鍵概念：兩原子在成鍵時(shí)，原子軌道以“頭碰頭”的方式重疊形成的共價(jià)鍵。小結(jié):σ鍵⑤σ鍵的分類s-s型s-p型p-p型H—HH—ClCl—Cl小結(jié):σ鍵1.正誤判斷(1)形成共價(jià)鍵后體系的能量降低，趨于穩(wěn)定()(2)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()(3)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()(4)共價(jià)鍵的方向性是由成鍵原子軌道的方向性決定的()(5)原子軌道在空間都具有方向性()√√√√×2.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(jià)鍵的方向性決定的B.H2O與H2S的空間結(jié)構(gòu)一樣是由共價(jià)鍵的飽和性決定的C.并非所有的共價(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)的概率減小C4.σ鍵的常見類型有(1)s-s,

(2)s-p,

(3)p-p,

請(qǐng)指出下列分子σ鍵所屬類型:A、HBrB、NH3C、F2D、H2s-ps-pp-ps-s3.下列各組物質(zhì)中，所有化學(xué)鍵都是共價(jià)鍵的是A.H2S和Na2O2

B.H2O2和CaF2C.NH3和N2

D.HNO3和NaClCp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)原子軌道以平行或“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。3.π鍵①概念：二、共價(jià)鍵的類型——σ鍵和π鍵未成對(duì)電子的原子軌道相互靠攏原子軌道相互重疊形成的π鍵主要類型為p-pπ鍵②形成過程可以表示為下圖：成鍵時(shí)，原子軌道以“肩并肩”的方式重疊形成的共價(jià)鍵。相互靠攏“肩并肩”p-pπ鍵的形成用橡皮泥制作π鍵的電子云模型?！凹绮⒓纭钡姆绞街丿B成鍵靠攏p-pπ鍵如果將π鍵沿著鍵軸旋轉(zhuǎn)，會(huì)發(fā)生什么情況呢？π鍵的特征：共價(jià)鍵的深入認(rèn)識(shí)二①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。N：：：：N：NN···：＋N···：用電子式表示N2的形成過程，并用原子軌道重疊來解釋其共價(jià)鍵的形成過程。思考↑↑↑↑↓2s2px2py2pzxyzN的2p軌道示意圖xyzxyzN2中共價(jià)三鍵的形成過程“頭碰頭”σ鍵xyzxyzN2中共價(jià)三鍵的形成過程σ鍵“頭碰頭”“肩并肩”π鍵“肩并肩”π鍵N≡NzzyyxππσN2中1個(gè)p-pσ鍵和2個(gè)p-pπ鍵的形成過程N(yùn)≡N↑↑↑2P3軌道“頭碰頭”“肩并肩”“肩并肩”p-pσ鍵p-pπ鍵p-pπ鍵N≡NN2中共價(jià)三鍵的形成過程O＋用電子式表示O2的形成過程，并用原子軌道重疊來解釋其共價(jià)鍵的形成過程。思考↑↓↑↑↑↓2s2px2py2pzO的2p軌道示意圖：O：··：O：··：O：··：O：··孤對(duì)電子對(duì)的電子云xyzO2中形成p-pσ鍵和p-pπ鍵p-pσ鍵p-pπ鍵兩對(duì)孤對(duì)電子對(duì)的電子云↑↓↑↑O:2P4軌道通過N2中氮氮三鍵、O2中氧氧雙鍵的形成過程，分析如何判斷共價(jià)鍵是σ鍵或是π鍵？思考小結(jié)雙鍵單鍵三鍵1個(gè)σ鍵、1個(gè)π鍵σ鍵1個(gè)σ鍵、2個(gè)π鍵探究

課本P36(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？7個(gè)σ鍵5個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵3個(gè)σ鍵和2個(gè)π鍵乙烯分子中σ鍵和π鍵的形成過程乙炔分子中σ鍵和π鍵的形成過程CH3－CH37個(gè)σ鍵CH2＝CH2CH≡CH有機(jī)物中的共價(jià)鍵①C—H是σ鍵。②C—C是σ鍵。③C=C一個(gè)σ鍵，一個(gè)π鍵。④C≡C一個(gè)σ鍵，兩個(gè)π鍵。乙烯、乙炔分子中C—Cσ鍵比較穩(wěn)定不容易斷裂，π鍵比較容易斷裂。乙烯乙炔乙烯、乙炔分子的球棍模型(2)從乙烷、乙烯和乙炔分子中存在的σ鍵和π鍵來看,σ鍵和π鍵的存在條件和數(shù)目有何規(guī)律?提示:σ鍵可以獨(dú)立存在,π鍵不能單獨(dú)存在。探究所有的單鍵都是σ鍵;雙鍵中有一個(gè)σ鍵和一個(gè)π鍵;三鍵中有一個(gè)σ鍵和兩個(gè)π鍵。（1）NH3（2）C2H4 （3）H2O2

（4）C4H10（5）CnH2n+2（6）CnH2n3個(gè)σ鍵5個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵3個(gè)σ鍵13個(gè)σ鍵3n+1個(gè)σ鍵指出下列共價(jià)分子中所含的σ鍵和π鍵的數(shù)目：3n-1

個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵(單烯烴)或3n個(gè)σ鍵(環(huán)烷烴)1.為什么不可能有H3、H2Cl和Cl3？思考原子形成的共價(jià)鍵數(shù)＝未成對(duì)電子數(shù)H↑1s↑↓↑↓↑↑↓3s3pClH原子、Cl原子都只有一個(gè)未成對(duì)電子,因而只能形成H2、HCl、Cl2分子,不能形成H3、H2Cl、Cl3等分子。并不是所有的共價(jià)鍵都有方向性，如s-sσ鍵就沒有方向性。2.所有的共價(jià)鍵都有方向性嗎？思考共價(jià)鍵的類型按照不同的分類方法,可將共價(jià)鍵分為不同的類型:（1）按共用電子對(duì)數(shù)目單鍵：如H-H鍵雙鍵：如C==C鍵三鍵：如N≡N鍵（2）按共用電子對(duì)是否偏移非極性鍵：如Cl-Cl鍵極性鍵：如H-Cl鍵（3）按原子軌道的重疊方式σ鍵π鍵【課堂小結(jié)】σ鍵和π鍵的比較共價(jià)鍵類型σ鍵π鍵原子軌道重疊方式原子軌道重疊部位原子軌道重疊程度鍵的強(qiáng)度

成鍵規(guī)律判斷沿鍵軸方向軸對(duì)稱，可旋轉(zhuǎn)(“頭碰頭”)重疊沿鍵軸方向鏡面對(duì)稱，不旋轉(zhuǎn)(“肩并肩”)重疊兩原子核之間,在鍵軸處鍵軸上方和下方大小σ鍵強(qiáng)度大,不易斷裂，不活潑π鍵強(qiáng)度較小,易斷裂，活潑共價(jià)單鍵是σ鍵;共價(jià)雙鍵中一個(gè)是σ鍵,另一個(gè)是π鍵;共價(jià)三鍵中一個(gè)是σ鍵,另兩個(gè)是π鍵(1)共價(jià)化合物。如SO2、CO2、CH4、H2O2、CS2、H2SO4等。(2)多原子非金屬單質(zhì)分子中。如O2、F2、H2、C60、單質(zhì)硫、白磷(P4)等,共價(jià)鍵存在的范圍含有共價(jià)鍵的化合物不一定是共價(jià)化合物。(3)含根的離子化合物:如NaOH、Na2O2、NH4Cl、NH4NO3等。電子所在的原子軌道都具有一定的形狀,原子軌道要取得最大重疊決定了共價(jià)鍵必然具有方向性（s-s軌道重疊形成的共價(jià)鍵無方向性，例外）。共價(jià)鍵的特征——決定原子形成分子時(shí)相互結(jié)合的數(shù)量關(guān)系---決定分子的空間結(jié)構(gòu)——共價(jià)鍵具有飽和性和方向性。(1)共價(jià)鍵的飽和性按照共用電子對(duì)理論,一個(gè)原子有幾個(gè)未成對(duì)電子,便可以與幾個(gè)自旋相反的電子配對(duì)成鍵,這就是共價(jià)鍵的“飽和性”。(2)共價(jià)鍵的方向性所有的共價(jià)鍵都有飽和性，但并不是所有的共價(jià)鍵都有方向性一般：共價(jià)鍵數(shù)=單電子數(shù)

對(duì)于原子之間能否形成π鍵可依據(jù)原子的價(jià)電子數(shù)確定。若達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)只差一個(gè)電子,如H、Cl,則只能形成σ鍵;若達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)差兩個(gè)及兩個(gè)以上電子；【規(guī)律總結(jié)】另外需要注意,分子中存在π鍵,則一定存在σ鍵,H2O分子中氧原子只形成σ鍵,而O2分子中既有σ鍵,又有π鍵。則既能形成σ鍵,又能形成π鍵,但若存在σ鍵,則不一定存在π鍵。如O、N等,(1)σ鍵和π鍵都只存在于共價(jià)分子中(

)(2)兩個(gè)原子間可以只形成σ鍵，但不能只形成π鍵(

)(3)H原子只能形成π鍵，N原子可以形成σ鍵和π鍵(

)判斷正誤×√×1.下列說法對(duì)σ鍵和π鍵的認(rèn)識(shí)不正確的是A.分子中只要含有共價(jià)鍵，則至少含有一個(gè)σ鍵B.s-sσ鍵、p-pσ鍵與s-pσ鍵都是軸對(duì)稱的C.p-pσ鍵和p-pπ鍵的重疊方式是相同的D.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C2.丁烯二酸(HOOCCH=CHCOOH)分子結(jié)構(gòu)中含有σ鍵、π鍵的個(gè)數(shù)分別是A.4個(gè)σ鍵，1個(gè)π鍵

B.11個(gè)σ鍵，3個(gè)π鍵C.4個(gè)σ鍵，3個(gè)π鍵

D.9個(gè)σ鍵，5個(gè)π鍵A3.下列分子中存在的共價(jià)鍵類型完全相同(從σ鍵、π鍵的形成方式角度分析)的是A.CH4與NH3

B.C2H6與C2H4C.H2與Cl2

D.Cl2與N2A4.具有下列電子排布式的原子中，不能形成π鍵的是A.1s22s22p63s23p4

B.1s22s22p3C.1s22s22p63s1

D.1s22s22p2C四種原子分別是S、N、Na、C5.下列分子既不存在s-pσ鍵，也不存在p-pπ鍵的是A.HCl B.HFC.CO2

D.SCl2Ds-pσ鍵p-pσ鍵和p-pπ鍵s-pσ鍵只存在p-pσ鍵6.下列物質(zhì)的化學(xué)式和結(jié)構(gòu)式中，從成鍵情況看不合理的是A.CH3N：

B.CH4S：C.CH2SeO：

D.CH4Si：D根據(jù)價(jià)鍵理論，C、Si需要形成四個(gè)價(jià)鍵，N、P形成三個(gè)價(jià)鍵，O、Se形成兩個(gè)價(jià)鍵，H、Cl、F、Br形成一個(gè)價(jià)鍵7.在N2F2分子中，所有原子均符合8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則該分子中兩個(gè)氮原子之間的鍵型構(gòu)成是()A.僅有一個(gè)σ鍵

B.