共價鍵的形成與類型高中化學(xué)課件（2019選擇性必修1）

CHEMISTRY共價鍵的形成與類型選修二·專題三能舉例說明共價鍵的極性及其應(yīng)用學(xué)習(xí)目標(biāo)從原子軌道重疊的視角認(rèn)識共價鍵的本質(zhì)從原子軌道重疊方式的不同理解σ鍵和π鍵的區(qū)別和特征01共價鍵的形成溫故知新1.通常哪些元素的原子之間能形成共價鍵？2.如何用電子式表示共價分子的形成過程？以HCl為例3.含有共價鍵的物質(zhì)是否一定是共價分子？一、共價鍵的形成閱讀課本P64

定義：相鄰原子之間通過共用電子對形成強(qiáng)烈的相互作用力。HHHH電子云↑1S↓1S一、共價鍵的形成當(dāng)兩個氫原子相互接近時，若兩個氫原子核外電子的自旋方向相反，它們接近到一定距離時，兩個1s軌道發(fā)生重疊，電子在兩原子核間出現(xiàn)的機(jī)會較大。原子軌道在兩個原子核間重疊，意味著電子出現(xiàn)在核間的概率增大，因此可以說，核間電子好比在核間架起一座帶負(fù)電的橋梁，把帶正電的兩個原子核“黏結(jié)”在一起了。一、共價鍵的形成隨著核間距的減小，核間電子出現(xiàn)的機(jī)會增大，體系的能量逐漸下降，達(dá)到能量最低狀態(tài)。氫分子的形成過程中能量（主要指勢能）隨核間距的變化如圖曲線a所示。氫分子的能量與核間距的關(guān)系核間距進(jìn)一步減小時，兩原子間的斥力使體系的能量迅速上升，這種排斥作用又將氫原子推回到平衡位置。一、共價鍵的形成氫分子的能量與核間距的關(guān)系若兩個氫原子核外電子的自旋方向相同，當(dāng)它們相互接近時，原子間總是排斥作用占主導(dǎo)地位（如圖曲線b所示）。所以兩個帶有自旋方向相同的電子的氫原子不可能形成氫分子。一、共價鍵的形成當(dāng)成鍵原子相互接近時，原子軌道發(fā)生重疊，自旋方向相反的未成對電子形成共用電子對，兩原子核間的電子云密度增加，體系的能量降低。共價鍵形成的本質(zhì)：一、共價鍵的形成②共價鍵的特征為什么N、O、F原子與氫原子形成的簡單化合物分別為NH3、H2O和HF？思考N、O、F原子的電子排布式和軌道表示式↓1SH一、共價鍵的形成②共價鍵的特征形成共價鍵時，只有成鍵原子中自旋方向相反的未成對電子才能形成共用電子對。成鍵過程中，每種元素的原子有幾個未成對電子，通常就只能和幾個自旋方向相反的電子形成共價鍵。在共價分子中，每個原子形成共價鍵的數(shù)目是一定的，這就是共價鍵的飽和性。共價鍵具有飽和性→共價鍵的飽和性決定了分子的組成。一、共價鍵的形成②共價鍵的特征共價鍵具有方向性形成共價鍵時，兩個參與成鍵的原子軌道總是盡可能沿著電子出現(xiàn)機(jī)會最大的方向重疊成鍵，而且原子軌道重疊越多，電子在兩核間出現(xiàn)的機(jī)會越多，體系的能量下降也就越多，形成的共價鍵越牢固。因此，一個原子與周圍原子形成的共價鍵就表現(xiàn)出方向性（s軌道與s軌道重疊形成的共價鍵無方向性）。s軌道和p軌道形成穩(wěn)定共價鍵的幾種重疊方式→共價鍵的方向性決定分子的空間結(jié)構(gòu)一、共價鍵1、概念相鄰原子之間通過共用電子對形成強(qiáng)烈的相互作用力。2、特征3、類型①具有飽和性極性鍵非極性鍵是否偏移單鍵雙鍵數(shù)目三鍵成鍵微粒本質(zhì)②具有方向性共價鍵按共用電子對02共價鍵的類型二、共價鍵的類型兩個原子共用電子，意味著兩個原子的距離足夠近使其原子軌道在核間出現(xiàn)了重疊，電子在重疊區(qū)域出現(xiàn)的概率增大。由于s、p等原子軌道的形狀是不一樣的，它們?nèi)绾尾拍馨l(fā)生有效的重疊呢？HH1s11s1HHHH原子軌道相互重疊形成氫分子中的共價鍵（H-H）sss-sσ鍵氫分子形成共價鍵示意圖未成對電子的原子軌道相互靠攏頭碰頭無方向性①σ鍵（頭碰頭型）二、共價鍵的類型1s13p5HCl原子軌道相互重疊形成氯化氫分子中的共價鍵（Cl-H）spHCl分子中共價鍵的形成s-pσ鍵氯化氫分子形成共價鍵示意圖未成對電子的原子軌道相互靠攏頭碰頭有方向性①σ鍵（頭碰頭型）二、共價鍵的類型3p53p5ClCl原子軌道相互重疊形成氯分子中的共價鍵（Cl-Cl）ppCl2分子中共價鍵的形成p-pσ鍵氯氣分子形成共價鍵示意圖未成對電子的原子軌道相互靠攏頭碰頭有方向性①σ鍵（頭碰頭型）二、共價鍵的類型回顧σ鍵的形成過程二、共價鍵的類型頭碰頭；軸對稱；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。二、共價鍵的類型②π鍵（肩并肩型）3p53p5ClCl原子軌道相互重疊形成氯分子中的共價鍵（Cl-Cl）pp未成對電子的原子軌道相互靠攏p-pπ鍵肩并肩有方向性二、共價鍵的類型肩并肩；鏡面對稱；形成π鍵是，原子軌道重疊程度比σ鍵小，π鍵穩(wěn)定性較弱。二、共價鍵的類型規(guī)律總結(jié)共價鍵σ鍵π鍵軌道重疊類型軌道重疊方式對稱類型鍵的強(qiáng)度共同特征s-s、s-p、px-pxpy-py頭碰頭肩并肩軸對稱鏡面對稱強(qiáng)弱具有方向性pz-pz①s-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。思考探究請書寫氮分子的鍵線式及價電子排布式，請問氮分子的共價鍵中含有哪些類型？N≡N②共價單鍵是σ鍵；共價雙鍵中一個σ鍵,另一個π鍵；共價三鍵中一個σ鍵,另兩個π鍵。σ鍵可以獨立存在,π鍵不能單獨存在。①s-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。②共價單鍵是σ鍵；共價雙鍵中一個σ鍵,另一個π鍵；共價三鍵中一個σ鍵,另兩個π鍵。σ鍵可以獨立存在,π鍵不能單獨存在。判斷σ鍵、π鍵的一般規(guī)律二、共價鍵的類型規(guī)律總結(jié)共價三鍵——1個σ鍵、2個π鍵共價單鍵——1個σ鍵共價雙鍵——1個σ鍵、1個π鍵一般規(guī)律

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鍵分別由幾個σ鍵和幾個π鍵構(gòu)成？①乙烷中含有1個C-C鍵和6個C-H鍵，所以乙烷中含有7個σ鍵；②乙烯中含有1個C=C鍵和4個C-H鍵，即含有5個σ鍵和1個π鍵；③乙炔中含有1個三鍵和2個C-H鍵，即含有3個σ鍵和2個π鍵；理解應(yīng)用苯分子中的共價鍵苯分子中的6個碳原子都以σ鍵與氫原子結(jié)合，每個碳原子以兩個σ鍵與其他碳原子形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)，同時，每個碳原子各有一個垂直于分子平面的p軌道，形成了一個以6個碳原子為中心的π鍵。苯的這種結(jié)構(gòu)，使任意兩個相鄰碳原子間形成的共價鍵的鍵能和核間距離完全相同。苯分子中的π鍵示意圖拓展視野共價鍵本質(zhì)：原子之間通過共用電子對（或原子軌道重疊）形成共價鍵特征：具有方向性和飽和性成鍵方式σ鍵原子軌道“頭碰頭”重疊，電子云呈軸對稱π鍵原子軌道“肩并肩”重疊，電子云呈鏡面對稱共價三鍵——1個σ鍵、2個π鍵共價單鍵——1個σ鍵共價雙鍵——1個σ鍵、1個π鍵一般規(guī)律特征特征5、原子軌道在空間都具有方向性。（）一、下列說法正確嗎？1、形成共價鍵后體系的能量降低，趨于穩(wěn)定。（）2、共價鍵的飽和性是由成鍵原子的未成鍵電子數(shù)決定的。（）3、共價鍵的飽和性決定了分子內(nèi)部原子的數(shù)量關(guān)系。（）4、共價鍵的方向性是由成鍵原子軌道的方向性決定的。（）理解應(yīng)用03極性鍵與非極性鍵三、極性鍵與非極性鍵由同種原子形成的共價鍵電子對發(fā)生偏移，F(xiàn)原子一端相對地顯負(fù)電性，H原子一端相對地顯正電性電子對不發(fā)生偏移H—HH—F由不同種原子形成的共價鍵兩個成鍵原子吸引電子的能力相同非極性共價鍵，簡稱非極性鍵兩個成鍵原子吸引電子的能力不同極性共價鍵，簡稱極性鍵①概念三、極性鍵與非極性鍵三、極性鍵與非極性鍵通?？梢愿鶕?jù)元素的電負(fù)性差值來判斷鍵的極性。一般情況下，兩種成鍵元素間的電負(fù)性差值越大，它們形成的共價鍵的極性就越強(qiáng)。在極性共價鍵中，成鍵原子吸引電子能力的差別越大，共用電子對的偏移程度越大，共價鍵的極性越強(qiáng)。根據(jù)元素電負(fù)性差值大小，下列鍵的極性由強(qiáng)到弱的順序排列為：F—H＞O—H＞N—H＞C—H判斷以下鍵的極性強(qiáng)弱C—H、N—H、O—H、F—H？思考②影響因素04配位鍵四、配位鍵在水溶液中，NH3能與H+結(jié)合生成NH4+，請用電子式表示N和H形成NH3的過程，討論NH3與H+

是如何形成NH4+的？N·····+3·HN·····HHH···NH3中N原子提供孤電子對與氫離子形成共價鍵。交流討論四、配位鍵配位鍵：由一個原子提供孤電子對與另一個有空軌道可接受電子的原子形成的共價鍵。在NH4+中，4個N—H鍵是完全相同的。在表示分子