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高中化学鲁科版 (2019)选择性必修2第1节 共价键模型获奖课件ppt
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这是一份高中化学鲁科版 (2019)选择性必修2第1节 共价键模型获奖课件ppt，共56页。PPT课件主要包含了教材分析，共价键，共价键的形成与特征，共价键的类型，键参数等内容，欢迎下载使用。
meiyangyang8602
请你欣赏！欣赏美丽的冰花并思考水分子是怎么构成冰的？
请你欣赏！欣赏美丽的冰花并思考;水分子是怎么构成冰的？
通过化学必修课程的学习，你已经了解了原子之间能够通过强烈的相互作用——化学键结合在一起。那么，原子之间为什么能够以不同类型的化学键互相结合？原子形成的分子为什么会有不同的空间结构？分子之间是否也存在着相互作用？要解决这些问题，就要学习化学键与分子间作用力的理论。
第二章 微粒间相互作用与物质性质
第 1 节 共价键模型
教材中以氢分子形成为例，从电子运动状态、体系能量、电子运动规律等入手构建共价键模型;以氮分子中共价键形成过程为例，依据轨道重叠的方式引出共价键的类型，构建σ键、π键模型;从原子轨道在空间取向以及两个原子之间原子轨道重叠程度最大化视角学习共价键的方向性;从原子的未成对电子数是一定的认识共价键的饱和性。
请结合氢和氧的原子结构分析H2O的形成。
请你思考！ 为什么形成水分子的氢原子为2个，氧原子为1个？
请你思考！ 根据氢原子和氯原子结构示意图的特点，分析对比HCl的的形成过程
请你思考！氢原子为什么会与氧原子或氯原子结合形成稳定的分子?
氢原子与氯原子结合成氯化氢分子时原子个数比为1：1
而氢原子与氧原子结合成水分子时原子个数比却为2∶1
这又是为什么?为什么原子之间可以通过共用电子形成稳定的分子?共价键究竟是怎样形成的，其特征又是怎样的呢?
请你思考！根据原子结构的量子力学理论，氢原子是如何形成氢分子中的共价键的？
现以氢分子的形成为例研究共价键的形成
根据原子结构的量子力学理论，基态氢原子核外的一个电子处于 1s 轨道上。当两个氢原子相距很远时，它们之间的相互作用可以忽略不计
体系的能量等于两个氢原子的能量之和；随着两个氢原子逐渐接近，它们的原子轨道会相互重叠，使电子在核间区域出现的概率增大，原子核对两个电子都产生吸引作用，使体系的能量逐渐下降。
当两个氢原子的核间距为 0.074 nm 时体系能量最低，两个氢原子各提供一个电子以自旋状态不同的方式相互配对形成氢分子。如果两个氢原子进一步接近，原子核以及电子之间的排斥作用又将导致体系的能量上升
当两个氢原子的核间距为 0.074 nm 时体系能量最低
根据对氢分子形成过程的分析可以得知，正是由于电子在两个原子核之间出现的概率增大，使得它们同时受到两个原子核的吸引（图 2-1-2），从而导致体系能量降低，形成共价键。
定义：原子间通过共用电子形成的化学键
本质：电子在两个原子核之间出现的概率增大，使它们同时受到两个原子核的吸引，从而导致体系能量降低，形成共价键。
形成条件：通常，电负性相同或差值小的非金属元素原子之间形成的化学键为共价键。
表示方法：用一条短线表示由一对共用电子所形成的共价键。
原子间共用两对电子所形成的共价键
原子间共用三对电子所形成的共价键
请你思考！为什么只能有H2、HCl、Cl2，不可能有H3、H2Cl和Cl3 ？
现以氯分子的形成为例研究共价键的形成
例如，氯原子中只有一个未占满的轨道，其中有一个未成对电子
所以两个氯原子之间可形成一个共价键结合为氯分子，表示为 Cl—Cl
按照价键理论，未成对的电子通过相互配对形成共价键，因为每个原子最外层轨道的数目是一定的，所以每个原子所能形成共价键的总数或以单键连接的原子数目是一定的，这称为共价键的饱和性。
共价键的饱和性决定了各种原子形成分子时相互结合的数量关系
请你思考！水分子为什么会有一定的空间结构？
除 s 轨道是球形对称外，其他原子轨道都具有一定的空间取向
在形成共价键时，原子轨道重叠得多，电子在核间出现的概率大，所形成的共价键就牢固。
共价键将尽可能沿着电子出现概率最大的方向形成，即共价键具有方向性。
分子的空间结构与共价键的方向性密切相关
电子出现在核间的概率增大
以两核连线为轴，电子云的图形对称
原子轨道以"头碰头"方式相互重叠导致电子在核间出现的概率增大而形成的共价键
请你思考！HCl、Cl2中的共价键也都是 σ键，它们的 σ键是如何形成的？
请你思考！请从轨道重叠的角度解释氮分子中的共价三键是如何形成的。
氮气的电子式和结构式分别如下:
氮气分子中p轨道的成键情况
原子轨道以"肩并肩"方式相互重叠导致电子在核间出现的概率增大而形成的共价键
电子云由两块组成，互为镜像
氮分子的 N≡N 中有一个 σ 键、两个 π 键，如图 2-1-4 所示
判断σ键、π键的一般规律
共价单键为____键；
共价双键中有一个____键、一个____键；
共价三键由一个_____键和两个______键组成。
画出乙烯、乙炔的结构简式，判断原子轨道成键类型
2.有以下物质：①HF，②Cl2，③H2O，④N2，⑤C2H4，⑥C2H6，⑦H2，⑧H2O2，⑨HCN(H—C≡N)。(1)只有σ键的是_____________(填序号，下同)；既有σ键又有π键的是_______。
(2)含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的是______。
(3)含有由一个原子的s轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是______________。
(4)含有由一个原子的p轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是_____________。
请你判断一下氧分子原子轨道成键类型?
根据价键理论，氧分子的结构是 O=O，这样的氧分子中的电子已经完全配对，氧分子应当是逆磁性分子。
但事实上，将液态氧倒入配有磁铁的仪器中时，氧分子被磁场吸引而悬浮在磁场中（图2-1-5）。这说明氧分子是顺磁性分子，即分子中存在着未成对电子。
利用分子轨道理论能够很好地解释氧分子是顺磁性分子这一事实。
分子轨道理论认为，分子中的每个电子都是在整个分子中运动的，分子中的单电子运动状态可以用分子轨道来描述。
图2-1-6（a）给出了氧分子的分子轨道能级和电子排布示意图（仅画出12个外层电子的占据轨道），按照核外电子排布的三个原则，最高能量的两个电子根据洪特规则以自旋方向相同的方式分占能量相同的两个π*2p分子轨道，这样氧分子存在未成对电子，所以具有顺磁性。
H2和HCl都是原子通过共用电子对形成的，为什么HCl中H显+1价、Cl显-1价，而H2中的原子却不显电性？
共用电子对偏移(偏向Cl而偏离H)
2. 极性键和非极性键
定义： 构成分子的是同种元素的两个原子，它们吸引电子的能力相同，所以共用的电子不偏向其中任何一个原子，参与成键的原子都不显电性，这种共价键叫作非极性共价键，简称非极性键。
特征： 共用的电子不偏向其中任何一个原子，参与成键的原子都不显电性
形成条件： 同种元素的原子之间，成键原子电负性相同
定义： 构成分子的两个原子是不同元素的原子时，由于两个原子吸引电子的能力不同，共用的电子必然偏向吸引电子能力大的原子一方，这个原子因附近电子出现的概率较大而带部分负电荷，而另一原子则带部分正电荷，这种共价键叫作极性共价键，简称极性键。
特征： 共用的电子偏向吸引电子能力大的原子一方，成键原子显电性
形成条件： 非同种元素的原子之间，成键原子电负性不相同
分子中共价键的极性强弱会影响物质的性质，由此键的极性成为解释和预测物质性质、判断反应活性部位和反应产物的常用工具。例如，乙醇与乙酸的酯化反应中，断键和成键发生在极性强的部位
1，指出下列物质中的共价键类型
O2CH4CO2H2O2Na2O2NaOH
请你思考！原子形成的分子为什么会有不同的空间结构？
球棍模型可以形象的展示出分子的空间结构和成键情况
两个成键原子的原子核间的距离（简称核间距）
一般而言，化学键的键长愈短，化学键就愈强，键就愈牢固。
影响分子空间结构的因素之一
在多原子分子中，两个化学键的夹角
用于描述多原子分子的空间结构
NH3 H2O CO2 CH4
107°18＇ 104.5° 180° 104°28＇
键长,键角决定分子空间构型
HCl、HBr和HI中的化学键均为共价键，其稳定性存在一定的差异，那么，如何进行比较呢?
键长越短，共价键越稳定
在 101.3 kPa、298 K 条件下，断开1ml AB（g）分子中的化学键，使其分别生成气态A原子和气态B原子所吸收的能量称为A—B键的键能。
表示方法：EA—B 单位：kJ·ml-1
应用：定量地表示化学键的强弱
键能愈大，断开时需要的能量就愈多，化学键就愈牢固;键能愈小，断开时需要的能量就愈少，化学键就愈不牢固。
键长越短，键能越大,分子越稳定
请同学们观察下表，并找出键能数据中存在的规律?(从成键个数，成键原子的半径分析)
形成共价键的原子的原子半径越大，键能越小
成键原子相同，单键的键能<双键的键能<三键的键能
紫外光为什么会对人体有害
定义：分子从一种能级改变到另一种能级时吸收或发射的光谱。
影响因素：分子内部的运动；分子中键长、键角、电荷分布等
应用：测定和鉴别分子结构、测定物质浓度
分类：远红外光谱或微波谱 红外光谱 紫外—可见光谱
分子中电子在不同能级的分子轨道间跃迁
1. 下列各说法中正确的是( )A.分子中键能越高，键长越长，则分子越稳定B.元素周期表中的ⅠA族(除H外)和ⅦA族元素的原子间不能形成共价键C.水分子可表示为H—O—H，分子中键角为180°D.H—O的键能为463 kJ·ml－1，即18 g H2O分解成H2和O2时，消耗能量为2×463 kJ
2.键长、键角和键能是描述共价键的三个重要参数，下列叙述正确的是( )A.键角是描述分子空间结构的重要参数B.因为H—O的键能小于H—F的键能，所以O2、F2与H2反应的能力逐渐减弱C.H—F的键长是H—X中最长的D.碳碳三键和碳碳双键的键能分别是单键键能的3倍和2倍
meiyangyang8602
请你欣赏！欣赏美丽的冰花并思考水分子是怎么构成冰的？
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通过化学必修课程的学习，你已经了解了原子之间能够通过强烈的相互作用——化学键结合在一起。那么，原子之间为什么能够以不同类型的化学键互相结合？原子形成的分子为什么会有不同的空间结构？分子之间是否也存在着相互作用？要解决这些问题，就要学习化学键与分子间作用力的理论。
第二章 微粒间相互作用与物质性质
第 1 节 共价键模型
教材中以氢分子形成为例，从电子运动状态、体系能量、电子运动规律等入手构建共价键模型;以氮分子中共价键形成过程为例，依据轨道重叠的方式引出共价键的类型，构建σ键、π键模型;从原子轨道在空间取向以及两个原子之间原子轨道重叠程度最大化视角学习共价键的方向性;从原子的未成对电子数是一定的认识共价键的饱和性。
请结合氢和氧的原子结构分析H2O的形成。
请你思考！ 为什么形成水分子的氢原子为2个，氧原子为1个？
请你思考！ 根据氢原子和氯原子结构示意图的特点，分析对比HCl的的形成过程
请你思考！氢原子为什么会与氧原子或氯原子结合形成稳定的分子?
氢原子与氯原子结合成氯化氢分子时原子个数比为1：1
而氢原子与氧原子结合成水分子时原子个数比却为2∶1
这又是为什么?为什么原子之间可以通过共用电子形成稳定的分子?共价键究竟是怎样形成的，其特征又是怎样的呢?
请你思考！根据原子结构的量子力学理论，氢原子是如何形成氢分子中的共价键的？
现以氢分子的形成为例研究共价键的形成
根据原子结构的量子力学理论，基态氢原子核外的一个电子处于 1s 轨道上。当两个氢原子相距很远时，它们之间的相互作用可以忽略不计
体系的能量等于两个氢原子的能量之和；随着两个氢原子逐渐接近，它们的原子轨道会相互重叠，使电子在核间区域出现的概率增大，原子核对两个电子都产生吸引作用，使体系的能量逐渐下降。
当两个氢原子的核间距为 0.074 nm 时体系能量最低，两个氢原子各提供一个电子以自旋状态不同的方式相互配对形成氢分子。如果两个氢原子进一步接近，原子核以及电子之间的排斥作用又将导致体系的能量上升
当两个氢原子的核间距为 0.074 nm 时体系能量最低
根据对氢分子形成过程的分析可以得知，正是由于电子在两个原子核之间出现的概率增大，使得它们同时受到两个原子核的吸引（图 2-1-2），从而导致体系能量降低，形成共价键。
定义：原子间通过共用电子形成的化学键
本质：电子在两个原子核之间出现的概率增大，使它们同时受到两个原子核的吸引，从而导致体系能量降低，形成共价键。
形成条件：通常，电负性相同或差值小的非金属元素原子之间形成的化学键为共价键。
表示方法：用一条短线表示由一对共用电子所形成的共价键。
原子间共用两对电子所形成的共价键
原子间共用三对电子所形成的共价键
请你思考！为什么只能有H2、HCl、Cl2，不可能有H3、H2Cl和Cl3 ？
现以氯分子的形成为例研究共价键的形成
例如，氯原子中只有一个未占满的轨道，其中有一个未成对电子
所以两个氯原子之间可形成一个共价键结合为氯分子，表示为 Cl—Cl
按照价键理论，未成对的电子通过相互配对形成共价键，因为每个原子最外层轨道的数目是一定的，所以每个原子所能形成共价键的总数或以单键连接的原子数目是一定的，这称为共价键的饱和性。
共价键的饱和性决定了各种原子形成分子时相互结合的数量关系
请你思考！水分子为什么会有一定的空间结构？
除 s 轨道是球形对称外，其他原子轨道都具有一定的空间取向
在形成共价键时，原子轨道重叠得多，电子在核间出现的概率大，所形成的共价键就牢固。
共价键将尽可能沿着电子出现概率最大的方向形成，即共价键具有方向性。
分子的空间结构与共价键的方向性密切相关
电子出现在核间的概率增大
以两核连线为轴，电子云的图形对称
原子轨道以"头碰头"方式相互重叠导致电子在核间出现的概率增大而形成的共价键
请你思考！HCl、Cl2中的共价键也都是 σ键，它们的 σ键是如何形成的？
请你思考！请从轨道重叠的角度解释氮分子中的共价三键是如何形成的。
氮气的电子式和结构式分别如下:
氮气分子中p轨道的成键情况
原子轨道以"肩并肩"方式相互重叠导致电子在核间出现的概率增大而形成的共价键
电子云由两块组成，互为镜像
氮分子的 N≡N 中有一个 σ 键、两个 π 键，如图 2-1-4 所示
判断σ键、π键的一般规律
共价单键为____键；
共价双键中有一个____键、一个____键；
共价三键由一个_____键和两个______键组成。
画出乙烯、乙炔的结构简式，判断原子轨道成键类型
2.有以下物质：①HF，②Cl2，③H2O，④N2，⑤C2H4，⑥C2H6，⑦H2，⑧H2O2，⑨HCN(H—C≡N)。(1)只有σ键的是_____________(填序号，下同)；既有σ键又有π键的是_______。
(2)含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的是______。
(3)含有由一个原子的s轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是______________。
(4)含有由一个原子的p轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是_____________。
请你判断一下氧分子原子轨道成键类型?
根据价键理论，氧分子的结构是 O=O，这样的氧分子中的电子已经完全配对，氧分子应当是逆磁性分子。
但事实上，将液态氧倒入配有磁铁的仪器中时，氧分子被磁场吸引而悬浮在磁场中（图2-1-5）。这说明氧分子是顺磁性分子，即分子中存在着未成对电子。
利用分子轨道理论能够很好地解释氧分子是顺磁性分子这一事实。
分子轨道理论认为，分子中的每个电子都是在整个分子中运动的，分子中的单电子运动状态可以用分子轨道来描述。
图2-1-6（a）给出了氧分子的分子轨道能级和电子排布示意图（仅画出12个外层电子的占据轨道），按照核外电子排布的三个原则，最高能量的两个电子根据洪特规则以自旋方向相同的方式分占能量相同的两个π*2p分子轨道，这样氧分子存在未成对电子，所以具有顺磁性。
H2和HCl都是原子通过共用电子对形成的，为什么HCl中H显+1价、Cl显-1价，而H2中的原子却不显电性？
共用电子对偏移(偏向Cl而偏离H)
2. 极性键和非极性键
定义： 构成分子的是同种元素的两个原子，它们吸引电子的能力相同，所以共用的电子不偏向其中任何一个原子，参与成键的原子都不显电性，这种共价键叫作非极性共价键，简称非极性键。
特征： 共用的电子不偏向其中任何一个原子，参与成键的原子都不显电性
形成条件： 同种元素的原子之间，成键原子电负性相同
定义： 构成分子的两个原子是不同元素的原子时，由于两个原子吸引电子的能力不同，共用的电子必然偏向吸引电子能力大的原子一方，这个原子因附近电子出现的概率较大而带部分负电荷，而另一原子则带部分正电荷，这种共价键叫作极性共价键，简称极性键。
特征： 共用的电子偏向吸引电子能力大的原子一方，成键原子显电性
形成条件： 非同种元素的原子之间，成键原子电负性不相同
分子中共价键的极性强弱会影响物质的性质，由此键的极性成为解释和预测物质性质、判断反应活性部位和反应产物的常用工具。例如，乙醇与乙酸的酯化反应中，断键和成键发生在极性强的部位
1，指出下列物质中的共价键类型
O2CH4CO2H2O2Na2O2NaOH
请你思考！原子形成的分子为什么会有不同的空间结构？
球棍模型可以形象的展示出分子的空间结构和成键情况
两个成键原子的原子核间的距离（简称核间距）
一般而言，化学键的键长愈短，化学键就愈强，键就愈牢固。
影响分子空间结构的因素之一
在多原子分子中，两个化学键的夹角
用于描述多原子分子的空间结构
NH3 H2O CO2 CH4
107°18＇ 104.5° 180° 104°28＇
键长,键角决定分子空间构型
HCl、HBr和HI中的化学键均为共价键，其稳定性存在一定的差异，那么，如何进行比较呢?
键长越短，共价键越稳定
在 101.3 kPa、298 K 条件下，断开1ml AB（g）分子中的化学键，使其分别生成气态A原子和气态B原子所吸收的能量称为A—B键的键能。
表示方法：EA—B 单位：kJ·ml-1
应用：定量地表示化学键的强弱
键能愈大，断开时需要的能量就愈多，化学键就愈牢固;键能愈小，断开时需要的能量就愈少，化学键就愈不牢固。
键长越短，键能越大,分子越稳定
请同学们观察下表，并找出键能数据中存在的规律?(从成键个数，成键原子的半径分析)
形成共价键的原子的原子半径越大，键能越小
成键原子相同，单键的键能<双键的键能<三键的键能
紫外光为什么会对人体有害
定义：分子从一种能级改变到另一种能级时吸收或发射的光谱。
影响因素：分子内部的运动；分子中键长、键角、电荷分布等
应用：测定和鉴别分子结构、测定物质浓度
分类：远红外光谱或微波谱 红外光谱 紫外—可见光谱
分子中电子在不同能级的分子轨道间跃迁
1. 下列各说法中正确的是( )A.分子中键能越高，键长越长，则分子越稳定B.元素周期表中的ⅠA族(除H外)和ⅦA族元素的原子间不能形成共价键C.水分子可表示为H—O—H，分子中键角为180°D.H—O的键能为463 kJ·ml－1，即18 g H2O分解成H2和O2时，消耗能量为2×463 kJ
2.键长、键角和键能是描述共价键的三个重要参数，下列叙述正确的是( )A.键角是描述分子空间结构的重要参数B.因为H—O的键能小于H—F的键能，所以O2、F2与H2反应的能力逐渐减弱C.H—F的键长是H—X中最长的D.碳碳三键和碳碳双键的键能分别是单键键能的3倍和2倍
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