高中化学人教版 (2019)选择性必修2第一节 共价键一等奖ppt课件
展开1.认识原子间通过原子轨道重叠形成共价键,了解共价键具有饱和性和方向性。 2.知道根据原子轨道的重叠方式,共价键可分为σ键和π键等类型;知道共价键可分为极性和非极性共价键。
通过上面的视频,我们简单回顾了共价键和离子键的形成过程,今天我们从选修教材中原子轨道的角度,再探共价键的形成过程。
5、共价键的分类及如何划分的?
指相邻的原子之间强烈的相互作用
共价键、离子键、金属键
旧化学键的断裂和新化学键形成的过程
原子间通过共用电子对所形成的相互作用
由同种原子形成共价键,两个原子吸引电子的能力相同,共用电子对不偏向任何一个原子,成键的原子因此而不显电性,这样的共价键叫做非极性共价键,简称非极性键
不同种原子形成共价键时,因为原子吸引电子的能力不同,共用电子对将偏向吸引电子能力强的一方,所以吸引电子能力强的原子一方显负电性,吸引电子能力弱的原子一方显正电性。像这样共用电子对偏移的共价键叫做极性共价键,简称极性键
任务一:探究σ键和π键的相关知识
学生活动:阅读教材P34、P35和P36自然段及图片,回答以下问题:
1、σ键和π键的成键类型?
2、σ键和π键的原子轨道重叠方式?
3、σ键和π键的对称类型?
4、σ键和π键的重叠程度大小?
5、σ键和π键的强度?
6、σ键和π键的活泼性?
7、σ键和π键的成键规律?
σ键:s-s σ键、s-p σ键、p-p σ键
共价双键中一个键是σ键,另一个键是π键;
共价三键中一个键是σ键,另外两个键是π键。
σ键:轨道重叠程度大,键的强度较大,键越牢固;
π键:轨道重叠程度较小,键比较容易断裂,不如σ键牢固
8、σ键和π键的旋转情况?
σ键:以形成σ键的两个原子核的连线为轴,任意一个原子可以 绕轴旋转,并不破坏σ键的结构
π键:以形成π键的两个原子核的连线为轴,任意一个原子并 不能单独旋转,若单独旋转则会破坏π键的结构
9、σ键和π键的存在情况?
σ键:能单独存在,可存在于任何含共价键的分子或离子中
π键:不能单独存在,必须与σ键共存,可存在于共价双键和 共价三键中
10、σ键和π键的联系?
只有在形成σ键后,余下的p轨道才能形成π键
①一般情况下,σ键比π键牢固,但并不是所有分子中的σ键都比π键牢固(例如:N2)
②并不是所有的分子都含有σ键
【典例1】在氯化氢分子中,形成共价键的原子轨道是( ) A.氯原子的2p轨道和氢原子的1s轨道 B.氯原子的2p轨道和氢原子的2p轨道 C.氯原子的3p轨道和氢原子的1s轨道 D.氯原子的3p轨道和氢原子的2s轨道
【解析】成键的电子一般为元素的价电子。在氯化氢分子中,成键的原子轨道为氯原子的3p轨道和氢原子的1s轨道。答案:C
【典例2】下列说法不正确的是( ) A.在1个CH2=CHC≡N中含有6个σ键,3个π键 B.两个原子形成的多个共价键中π键可以是一个或多个 C.s能级的电子与s能级的电子间形成的键一定是σ键,p能 级的电子与p能级的电子间形成的键一定是π键 D.共价键一定有原子轨道的重叠
【解析】原子轨道以“头碰头”方式相互重叠形成的共价键为σ键;以“肩并肩”方式相互重叠形成的共价键为π键。p能级的电子间以“头碰头”的方式相互重叠,形成的就是σ键。答案:C
【典例3】下列说法中不正确的是( ) A. σ键比π键重叠程度大,形成的共价键强 B.两个原子之间形成共价键时,最多有一个σ键 C.气体单质中,一定有σ键,可能有π键 D.N2分子中有一个σ键,两个π键
【解析】从原子轨道重叠程度看,π键轨道重叠程度比σ键重叠程度小,故π键稳定性低于σ键,在气体单质分子中存在σ键(如Cl2、H2)、π键(N2中存在σ键和π键)、稀有气体为单原子分子,不存在化学键。答案:C
【典例4】下列物质的分子中既有σ键又有π键的是 ( ) A. H2S B. Cl2 C. CS2 D. H2O2
【解析】四种分子的结构式分别为H—S—H、Cl—Cl、S=C=S、H-O-O-H,两个原子间形成的共价单键为σ键,而要存在π键,两原子之间必须存在共价双键或共价三键。答案:C
1、σ键和π键的类型、重叠方式、对称类型、重叠程度、键的强度、活泼性
2、σ键和π键的成键规律、旋转方式、存在情况、联系
任务二:解决教材探究中的问题,深入理解共价键的内涵
学生活动:阅读教材P36探究,回答其中的问题:
【问题和预测】(1)观察乙烷、乙烯和乙炔的分子结构,他们的分子中的共价键分别由几个σ键和几个π键构成?
(2)解释乙烯分子中π键是如何形成的,预测乙炔分子中π键是如何形成的?
(1)观察乙烷、乙烯和乙炔的分子结构,他们的分子中的共价键分别由几个σ键和几个π键构成?
答:乙烷分子由7个σ键构成;乙烯分子由5个σ键和1个π键构成;乙炔分子由3个σ键和2个π键构成。
答:乙烯分子的碳原子采取sp2轨道杂化,2个碳原子各以2个sp2杂化轨道与氢原子形成2个碳氢σ键,而2个碳原子之间又各以1个sp2杂化轨道形成1个碳碳σ键,除此之外,2个碳原子中未参加杂化的p轨道形成了1个π键,因此,乙烯的双键中有1个σ键和1个π键。
(2)预测乙炔分子中π键是如何形成的?
答:乙炔分子的碳原子采取sp轨道杂化,2个碳原子各以1个sp杂化轨道与氢原子形成1个碳氢σ键,同时又各以其另一个sp杂化轨道形成1个碳碳σ键,除此之外,每个碳原子通过2个未参加杂化的p轨道形成了2个π键。
【绘制图示】模仿图2-3所示,绘制乙炔分子中的π键。(提示:两个碳原子各自用2个p轨道形成2个π键。)
【问题与讨论】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,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。
结论:当元素的电负性相差很大,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。
通常电负性相同或差值较小的非金属元素原子之间形成共价键,大多数电负性之差小于1.7的金属与非金属原子之间形成共价键。
成键原子相互接近,原子轨道发生重叠,自旋方向相反的未成对电子形成共用电子对。
每个原子所能形成的共价键的总数或以单键连接的原子数目是一定的
饱和性决定了分子的组成
所有的共价键都具有饱和性
在形成共价键时,原子轨道重叠的越多,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,所以共价键具有方向性
方向性决定了分子的空间结构
并不是所有共价键都具有方向性
1、共价键的形成条件和原因
2、共价键的特征——饱和性和方向性
【典例1】下列说法中不正确的是( ) A.共价键的方向性是由成键原子的轨道的方向性决定的 B.成键原子间原子轨道重叠越多,共价键越牢固 C.因每个原子未成对电子数是一定的,故配对原子个数也一定 D.所有原子轨道在空间都有自己的方向性
【解析】形成共价键时,原子轨道重叠的程度越大越好,为了达到原子轨道的最大重叠程度,成键的方向由原子轨道的伸展方向决定,A正确;成键原子间原子轨道重叠越多,共价键越牢固,B正确;在共价键的形成过程中一个原子含有几个未成对电子,通常就能与其他原子的未成对电子配对形成几个共价键,每个原子所能提供的未成对电子的数目是一定的,所以与其配对的原子个数也是一定的,这是共价键的饱和性,C正确;s轨道呈球形,没有方向性,D错误。答案:D
【典例2】下列说法正确的是( ) A.所有共价键都有方向性 B.H3O+的存在说明共价键不具有饱和性 C.若把H2S分子写成H3S分子,违背了共价键的饱和性 D.两个原子轨道发生重叠后,两核间的电子仅存在于两核 之间
【解析】共价键通常具有方向性,但并非所有的共价键都具有方向性,比如H2的共价键没有方向性,A错误;H3O+的存在是由于O原子发生了杂化,但仍符合共价键的饱和性,B错误;S原子最外层只有6个电子,可与两个电子形成共价键,与H形成的化合物为H2S,否则违背了共价键的饱和性,C正确;两原子形成共价键后,两核间电子是绕两核运动的,D错误。答案:C
【典例3】下列有关σ键和π键的说法正确的是( ) A.含有π键的分子在反应时,π键是化学反应的积极参与者 B.当原子形成分子时,首先形成π键,可能形成σ键 C.σ键和π键都属于共价键,均有方向性 D.在所有分子中,σ键都比π键牢固
【解析】由于π键的键能小于σ键的键能,所以反应时易断裂,A正确;在形成分子时,为了使其能量最低,必然首先形成σ键,再根据形成原子的核外电子排布来判断是否形成π键,B错误;s轨道是球形对称,所以s轨道及s轨道形成的共价键没有方向性,C错误;一般情况下,σ键比π键强度大,但是也有特殊情况,比如氮氮三键的键能比氮氮单键的3倍还要大,D错误。答案:A
【典例3】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.并非所有的共价键都有方向性 C.H2O与H2S的空间结构一样,这是由共价键的饱和性决定的 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错误;由于s轨道在空间中为球形,故s-sσ键无方向性,B正确;H2O与H2S的空间结构相同,这是由其中心原子采取的杂化方式以及周围原子的个数决定的(或者是由中心原子价电子的排斥力决定的),与共价键的饱和性无关,C错误;两原子轨道发生重叠后,电子在两核间出现的概率增大,D错误。答案:B
3、共价键的形成条件和原因
4、共价键的特征——饱和性和方向性
σ键和π键的对称类型、键的强度及活泼性
σ键和π键的类型、重叠方式、重叠程度
共价键的饱和性和方向性
共价键的形成条件和原因
σ键和π键的成键规律、旋转方式、存在情况及联系
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