人教版 (2019)选择性必修2第一节 共价键教学ppt课件

这是一份人教版 (2019)选择性必修2第一节 共价键教学ppt课件，共60页。PPT课件主要包含了知识点一，共用电子对，非金属，知识点二，头碰头，轴对称，肩并肩，镜面对称，σ键与π键的比较，随堂练学以致用等内容，欢迎下载使用。
[素养发展目标]1．能从微观角度分析形成共价键的微粒及其类型，能辨识物质中含有的共价键类型，培养宏观辨识与微观探析的学科核心素养。2．理解共价键中σ键和π键的区别，建立σ键和π键的思维模型，熟练判断分子中σ键和π键的存在及个数。
1．形成(1)概念：原子间通过_____________所形成的相互作用。(2)成键微粒：一般为________原子(相同或不相同)或金属原子与非金属原子。
知识点一　共价键的形成与特征
2．特征(1)饱和性：按照共价键的共用电子对理论，一个原子有几个未成对电子，便可和几个自旋相反的电子配对成键。如只能有H2、HCl、Cl2等，不可能有H3、H2Cl和Cl3等。
(2)方向性：除s轨道是_____对称外，其他原子轨道在其空间排布上都具有一定的分布特点。在形成共价键时，原子轨道重叠得越___，电子在核间出现的概率越大，所形成的共价键就越牢固，因此共价键将尽可能沿着电子出现概率最大的方向形成，如s轨道与p轨道相互重叠形成共价键的方式如图所示。 多原子分子的键角(第2课时将学到)一定，表明共价键具有方向性，即分子的空间结构是由共价键的方向性决定的。
1．含有共价键的化合物一定是共价化合物吗？提示：不一定。如NaOH、Na2O2、NH4Cl中均含有共价键，但均属于离子化合物。只含有共价键的化合物才为共价化合物。
2．为什么NH3分子中N原子个数是1，而H原子个数是3?提示：N原子和H原子的电子式分别为 和H·，N原子2p轨道有3个未成对电子，H原子1s轨道有1个未成对电子，形成共价键时每个N原子只需与3个H原子形成3个共用电子对即可达到稳定状态，共价键达到饱和，从而决定了NH3分子中H原子个数为3。
3．钠和氯通过得失电子同样是形成电子对，为什么这对电子不被钠原子和氯原子共用形成共价键而形成离子键呢？你能从元素的电负性差别来理解吗？讨论后请填写下表：  结论：当元素的电负性相差很大时，化学反应形成的电子对不会被共用，形成的将是________键；而________键是元素的电负性相差不大的原子之间形成的化学键。提示：2.1　0.9　1.0　离子　共价
对共价键认识的误区(1)共价键不仅存在于共价化合物中，也可以存在于离子化合物中，如NaOH、NH4Cl中都含有共价键，还可以存在于非金属单质中，如H2、O3等。(2)非金属元素原子之间并不是只形成共价键，也可以形成离子键，如NH4NO3只由非金属元素组成，但是含有离子键。
(3)活泼的金属元素和非金属元素之间也可以形成共价键，如AlCl3中的化学键是共价键。(4)所有共价键都有饱和性，但并不是所有的共价键都有方向性，如s轨道与s轨道相互重叠形成的共价键就没有方向性。
1．下列关于共价键的说法正确的是(　　)A．共价键只存在于共价化合物中B．只含有共价键的物质一定是共价化合物C．非金属元素原子之间只能形成共价键D．离子化合物中可能含有极性键，也可能含有非极性键
2．下列说法正确的是(　　)A．Cl2是双原子分子，H2S是三原子分子，这是由共价键的方向性决定的B．H2O与H2S的空间结构一样，这是由共价键的饱和性决定的C．并非所有的共价键都有方向性D．两原子轨道发生重叠后，电子在两核间出现的概率减小解析：Cl2是双原子分子，H2S是三原子分子，这是由共价键的饱和性决定的，A不正确；H2O与H2S的空间结构一样，这是由共价键的方向性决定的，B不正确；H2中的共价键没有方向性，C正确；两原子轨道发生重叠后，电子在两核间出现的概率增大，D不正确。
3．下列各组物质中，所含有的化学键都是共价键的是(　　)A．H2S和Na2O2B．H2O2和CaF2C．NH3和N2D．HNO3和NaCl解析：A项，Na2O2中既有离子键又有O—O共价键，不符合题意；B项，CaF2中只有离子键，不符合题意；D项，NaCl中只有离子键，不符合题意。
知识点二　共价键的类型
1．共价键的类型按原子轨道重叠方式分类，共价键包括σ键和π键两种基本类型。
4.判断σ键、π键的一般规律共价单键是__键；共价双键中有一个__键，另一个是__键；共价三键由一个__键和两个__键构成。
1．现有①N2；②CO2；③CH2Cl2 三种分子，思考并回答下列问题：(1)只存在σ键的分子有哪些？(2)同时存在σ键和π键的分子有哪些？(3)σ键和π键的数目之比为1∶1的分子有哪些？提示：(1)③　(2)①②　(3)②
2．观察乙烷、乙烯和乙炔的分子结构，回答下列问题。 (1)它们的分子中的共价键分别由几个σ键和几个π键构成？(2)乙烯和乙炔的化学性质为什么比乙烷的活泼？提示：(1)乙烷：7个σ键；乙烯：5个σ键和1个π键；乙炔：3个σ键和2个π键。(2)乙烯的碳碳双键和乙炔的碳碳三键中分别含1个和2个π键，π键的原子轨道重叠程度小，不牢固，容易断裂，而乙烷中没有π键，σ键比π键牢固，不易断裂。
1．如图表示氢原子的电子云重叠示意图。以下说法错误的是(　　)A．图中电子云重叠的地方意味着电子在核间出现的概率大B．氢原子核外的s轨道重叠形成共价键C．氢原子的核外电子呈云雾状，在两核间分布得密一些，将两核吸引D．氢原子之间形成σ键，s-s σ键没有方向性
2．下列有机化合物分子结构中，一定既有σ键又有π键的是(　　)A．C2H4B．C2H5OHC．C6H6D．C3H8
3．下列有关　　 　　　　分子中所含共价键数目的说法正确的是(　　)A．3个σ键，3个π键B．4个σ键，3个π键C．6个σ键，2个π键D．6个σ键，3个π键解析：共价单键均为σ键，共价双键中含一个σ键和一个π键，共价三键中含一个σ键和两个π键，故　　　　　　　分子中含6个σ键和3个π键。
1．下列不属于共价键成键因素的是(　　)A．共用电子对在两原子核之间高概率出现B．共用的电子必须配对C．成键后体系能量降低，趋于稳定D．两原子体积大小要适中解析：两原子形成共价键时，电子云发生重叠，即电子在两原子核之间出现的概率高；两原子电子云重叠越多，键越牢固，体系的能量也越低；原子的体积大小与能否形成共价键无必然联系。
2．下列对σ键和π键的认识不正确的是(　　)A．分子中只要含有共价键，则至少含有一个σ键B．s-s σ键、p-p σ键与s-p σ键都是轴对称的C．p-p σ键和p-p π键的原子轨道重叠方式相同D．含有π键的分子在反应时，π键是化学反应的积极参与者
解析：单键为σ键，双键和三键中均含有1个σ键，所以分子中只要含有共价键，则至少含有一个σ键，故A正确；s-s σ键、p-p σ键与s-p σ键的原子轨道均为“头碰头”重叠，为轴对称，故B正确；p-p σ键是“头碰头”重叠而p-p π键是“肩并肩”重叠，故C错误；π键不稳定，易断裂，则含有π键的分子在反应时，π键是化学反应的积极参与者，故D正确。
3．在N2F2分子中，所有原子均符合8电子稳定结构，则该分子中两个氮原子之间的键型构成是(　　)A．仅有一个σ键B．仅有一个π键C．一个σ键，一个π键D．一个σ键，两个π键解析：在N2F2分子中，所有原子均符合8电子稳定结构，则其结构式为F—N===N—F，两个氮原子之间为氮氮双键，含有一个σ键和一个π键。
4．硫化氢(H2S)分子中两个共价键的夹角接近90°，其决定因素是(　　)①共价键的饱和性②S原子的核外电子排布③共价键的方向性④S原子中p轨道的伸展方向A．①②B．②③C．③④D．①④解析：S原子的价层电子排布式是3s23p4，有2个未成对电子，分布在相互垂直的两个p轨道中，当与两个H原子配对成键时，形成的两个共价键的夹角接近90°，这与共价键的方向性有关，是由p轨道的伸展方向决定的。
5．(1)已知阿伏加德罗常数的值为NA，请判断1 ml下列含碳化合物中σ键的数目。①CO2______________；②乙醛______________；③CH3COOH__________；④CO(NH2)2__________。
(2)已知CO和CN－均与N2结构相似，CO分子中σ键与π键个数之比为________。HCN分子中σ键与π键个数之比为________。解析：N2的结构式为N≡N，可推知CO的结构式为C≡O，分子中含有1个σ键、2个π键；CN－的结构式为[C≡N]－，则HCN的结构式为H—C≡N，HCN分子中σ键与π键个数均为2。　
(3)由C、H元素形成的某化合物分子中共有16个电子，则该分子中σ键与π键的个数之比为________。 解析：设该化合物的分子式为CmHn，则6m＋n＝16，经讨论可知m＝2，n＝4，即C2H4，结构式为　　　　　。单键均为σ键，双键中有一个σ键和一个π键，所以C2H4分子中共有5个σ键和1个π键。
[基础检测]1．原子间形成共价分子时，决定各原子相互结合的数量关系的是(　　)A．共价键的方向性B．共价键的饱和性C．原子的大小D．共价键的稳定性解析：原子间形成共价分子时，形成了共价键，共价键具有饱和性和方向性，方向性决定分子的空间结构，饱和性则决定原子形成分子时相互结合的数量关系。
2．(2022·沈阳高二检测)下列关于σ键和π键的说法错误的是(　　)A．所有的σ键的强度都比π键的大B．σ键是原子轨道以“头碰头”的方式重叠形成的，π键是原子轨道以“肩并肩”的方式重叠形成的C．H只能形成σ键，O可以形成σ键和π键D．σ键可以绕键轴旋转，π键一定不能绕键轴旋转
解析：A.一般情况下，σ键的强度比π键的大，但也有特殊情况，如N≡N中σ键的强度比π键的小，A错误；B.σ键电子云重叠程度较大，原子轨道以“头碰头”的方式重叠，π键电子云重叠程度较小，原子轨道以“肩并肩”的方式重叠，B正确；C.H原子最外层只有一个电子，只能形成σ键，O可以形成σ键和π键，C正确；D.σ键为单键，可以绕键轴旋转，π键在双键、三键中存在，不能绕键轴旋转，D正确。
3．下列分子中，既不存在s-p σ键，也不存在p-p π键的是(　　)A．HClB．HFC．O2D．Cl2解析：共价键是两个原子轨道以“头碰头”或“肩并肩”的方式重叠形成的，s和p轨道以“头碰头”的方式重叠可形成s-p σ键，p轨道之间以“头碰头”的方式重叠可形成p-p σ键，p轨道之间以“肩并肩”的方式重叠可形成p-p π键。HCl分子中只存在s-p σ键，故A不符合题意；HF分子中只存在s-p σ键，故B不符合题意；O2分子中存在p-p σ键和p-p π键，故C不符合题意；Cl2分子中只存在p-p σ键，故D符合题意。
4．丁烯二酸(HOOCCH===CHCOOH)分子结构中含有σ键、π键的个数分别是(　　)A．4、1B．11、3C．4、3D．9、5解析：丁烯二酸的结构式为　　　　　　　　　　　　　　，共价单键均为σ键，共价双键中有一个σ键和一个π键，则该分子中含有11个σ键、3个π键。
5．下列对分子中σ键的原子轨道重叠方式的分析不正确的是(　　)
解析：A.H2中的σ键全部是s轨道以“头碰头”的方式重叠形成的，选项A正确；B.HI中的σ键是氢原子提供s轨道，碘原子提供p轨道，以“头碰头”的方式重叠形成的，选项B正确；C.F2中的σ键全部是p轨道以“头碰头”的方式重叠形成的，选项C不正确；D.ClF中的σ键全部是p轨道以“头碰头”的方式重叠形成的，选项D正确。
6．(2022·沈阳高二检测)下列分子中存在的共价键类型完全相同(从σ键、π键的形成方式角度分析)的是(　　)A．CH4与C2H2B．HBr与HClC．H2与Cl2D．Cl2与N2解析：A.CH4分子中存在σ键，C2H2分子中存在σ键和π键，所以共价键类型不完全相同，故A不符合题意；B.HBr与HCl中都含有H原子，分子中的共价键均是s轨道与p轨道形成的s-p σ键，故B符合题意；C.H2分子中存在s-s σ键，Cl2分子中存在p-p σ键，所以共价键类型不完全相同，故C不符合题意；D.Cl2分子中只有单键，全部为σ键，N2分子中有三键，既有σ键又有π键，所以共价键类型不完全相同，故D不符合题意。
7.据报道，大气中存在一种潜在的温室气体SF5—CF3，虽然其数量有限，但它是已知气体中吸热最高的气体。下列关于SF5—CF3的说法正确的是(　　)A．分子中既有σ键又有π键B．S原子最外层为8电子稳定结构C．CH4也是一种温室气体，其分子中只含有σ键D．1 ml SF5—CF3分子中有8 ml σ键
解析：该分子中只有共价单键，则分子中只有σ键，故A错误；由该分子的结构式可知，S原子最外层不是8电子稳定结构，故B错误；CH4分子中只含有σ键，故C正确；1 ml SF5—CF3分子中有9 ml σ键，故D错误。
解析：氮气中π键断裂，故A不选；乙炔和氧气中π键断裂，故B不选；氯气和氢气中均为σ键断裂，故C选；乙烯中π键断裂，故D不选。
9．(1)根据下图写出其对应共价键类型的名称，并各举一例含有这种类型共价键的物质。
解析：①②③中的原子轨道是“头碰头”重叠，属于σ键，④⑤中的原子轨道是“肩并肩”重叠，属于π键。
答案：   (举例合理即可)
(2)某有机化合物的结构式如图所示，则一个该分子中有________个σ键、________个π键。解析：共价双键中有一个σ键、一个π键，共价三键中有一个σ键、两个π键，故一个题述分子中有7个σ键、3个π键。
[素养提升]10．Cl2能与过量的NH3反应得到固体M和单质H。下列说法正确的是(　　)A．M中只含离子键B．NH3的电子式为C．H中σ键与π键的个数比为1∶1D．NH3和Cl2分子中都只含有σ键
解析：Cl2与过量的NH3发生反应的化学方程式为3Cl2＋8NH3===N2＋6NH4Cl，则M为NH4Cl，H为N2。A.氯化铵中铵根离子和氯离子间存在离子键，氮原子和氢原子间存在共价键，故A错误；B.NH3的电子式为　　　　　　，故B错误；C.N2分子中含氮氮三键，所以σ键与π键的个数比为1∶2，故C错误；D.NH3和Cl2分子中都只含有共价单键，为σ键，故D正确。
11．我国科学家研制出一种催化剂，能在室温下高效催化空气中甲醛的氧化，其反应如下：HCHO＋O2　　　　CO2＋H2O。下列有关说法正确的是(　　)A．该反应为吸热反应B．1 ml CO2分子中有2个π键C．HCHO分子中既含有σ键又含有π键D．每生成1.8 g H2O消耗2.24 L O2
解析：氧化反应一般为放热反应，A错误；CO2的结构式为OCO，则1 ml CO2中有2 ml π键，B错误；HCHO分子中既含有σ键，又含有π键，C正确；不一定是在标准状况下，故每生成1.8 g H2O消耗的O2的体积不一定为2.24 L，D错误。
12．化合物X是一种新型锅炉水除氧剂,其结构式为　　　　　　　　　　，设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)A．X分子中只有极性键，没有非极性键B．1个X分子中的共用电子对数目为11C．1 ml X分子中所含的σ键数目为10NAD．X是共价化合物
解析：A.X分子中既有极性键，又有N—N非极性键，故A错误；B.1个X分子中的共用电子对数目为12，故B错误；C.1 ml X分子中所含的σ键数目为11NA，故C错误；D.X是只含共价键的化合物，故X是共价化合物，故D正确。
13．由短周期前10号元素组成的物质T和X，有如图所示的转化。X不稳定，易分解。下列有关说法正确的是(　　)A．为使该转化成功进行，Y可以是酸性KMnO4溶液B．等物质的量的T、X分子中含有π键的数目均为NAC．X分子与T分子中含有的σ键个数之比为3∶5D．T分子中只含有极性键，X分子中既含有极性键又含有非极性键
解析：由球棍模型可知，T为HCHO，X不稳定，易分解，则X为H2CO3，Y为氧化剂，可以选择氧化性较强的酸性KMnO4溶液，A项正确；等物质的量并不一定是1 ml，B项错误；X分子中含有的σ键个数为5，T分子中含有的σ键个数为3，C项错误；T、X分子中均只含有极性键，D项错误。
14．a、b、c、d是四种由短周期元素构成的中性粒子，它们都有14个电子，且都是通过共价键形成的物质。回答下列问题：(1)a是单核粒子，a单质可用作半导体材料，则a粒子的电子排布式为___________________________。解析：a是单核粒子，含14个电子，则a是Si，硅单质可用作半导体材料。(2)b是双核粒子，常温下为无色无味气体，人吸入气体b后容易引起中毒，则b分子内所含共价键有________个σ键，________个π键。 解析：b是双核粒子，常温下为无色无味气体，能使人中毒，可确定b为CO，CO的结构式为C≡O，分子中含有1个σ键、2个π键。
1s22s22p63s23p2(或[Ne]3s23p2)
(3)c是双核粒子且是一种单质，写出其电子式：___________。c分子中所含共价键的类型为____________。解析：c是双核粒子组成的单质，每个原子有7个电子，故c为N2，N2的结构式为N≡N，分子中所含共价键类型为σ键和π键。
(4)d是四核粒子，其结构式为____________；d分子内所含共价键有____个σ键，____个π键；σ键与π键的强度大小关系为σ键____(填“＞”“＜”或“＝”)π键，原因是___________________________________________________________________。解析：d是四核粒子，即4个原子共有14个电子，只能是C2H2，C2H2的结构式为H—C≡C—H，分子中有两个H—Cσ键，碳碳三键中有一个σ键和两个π键，σ键中原子轨道重叠程度大，故σ键的强度大于π键。
σ键中原子轨道的重叠程度比π键中原子轨道的重叠程度大，形成的共价键强