第一節共價鍵共價鍵的特征與類型第二章分子結構與性質人教版選擇性必修第二冊衡陽市八中高二化學備課組

從高從嚴·求真求美

教學目標01能夠從原子軌道重疊的視角認識共價鍵，知道共價鍵具有飽和性，可以正確表征H2、Cl2、HCl等簡單分子中原子軌道的重疊方式；知道σ

鍵和π鍵的區別和特征，能說明C2H6、C2H4、C2H2等分子的成鍵類型，掌握共價鍵的特征與類型，加深對結構決定性質的理解。02新課導入

假如發生了大災難，人類全部的科學知識只能概括為一句話傳諸后世，那么這句話應該是“萬物皆由原子構成”?！?965年諾貝爾物理學獎得主

理查德?費曼理查德?費曼原子是如何構成物質的呢？溫故知新活動1：NaCl和HCl的性質差異大，請用電子式描述NaCl和HCl的形成過程，從微粒間相互作用的角度解釋NaCl和HCl性質差異大的原因。NaCl晶體HCl氣體H·：：：Cl·+Na·：：：Cl·+[]-Na+：：：Cl··H：：：Cl··原子陰陽離子離子鍵NaCl原子分子HCl共價鍵分子間作用力得失電子溫故知新活動2：為什么Na原子和Cl原子間形成離子鍵，而H原子和Cl原子間形成共價鍵，你能從元素電負性的差別來解釋嗎？化學鍵共價鍵離子鍵極性共價鍵非極性共價鍵化學鍵的類型與電負性的差值的關系電負性的差值0非極性鍵極性鍵離子鍵1.7Na和Cl的電負性的差值2.1H和Cl的電負性的差值0.9啟迪思考為什么不可能有H3、H2Cl、Cl3分子？HH··H：：：Cl··：：：Cl··：：：Cl共價鍵具有飽和性1916年路易斯(Lewis)首次提出了共用電子對理論：分子中原子的未成對電子通過電子配對成鍵，以使原子達到稀有氣體穩定的電子構型，即八隅體規則。成功地解釋了共價鍵的飽和性。理論缺陷：①無法解釋BF3和PCl5等的存在。②無法解釋分子的空間構型，如水分子是V形結構，而不是直線結構。科學家進一步思考共價鍵的本質是什么？原子形成的共價鍵數＝原子未成對電子數如何用原子軌道的概念進一步理解共價鍵呢？共價鍵的形成與特征H↑1sH↓1s

H2相互靠攏原子軌道相互重疊形成氫分子的共價鍵(H-H)氫原子形成氫分子的過程解疑釋惑通過共用自旋相反的電子對使能量降低而成鍵共價鍵的形成與特征解疑釋惑思考：如何理解原子軌道相互重疊成鍵？原子軌道在兩個原子核間重疊，意味著電子出現在核間的概率增大。電子帶負電，會與兩個帶正電原子核產生強烈的靜電作用，因此核間電子就像溝通兩原子核的橋梁，把帶正電的兩個原子核“黏結”在一起了。思考：要使整個分子能量最低，原子軌道相互重疊有何要求？盡可能使得重疊部分最多(靠近但不能完全重疊，太近排斥力大)知識小結共價鍵的深入認識一現代價鍵理論：a.電子配對原理兩個原子各自提供1個自旋方向相反的電子彼此配對b.最大重疊原理

兩個原子軌道重疊越大，兩核間電子的概率密度越大，

形成的共價鍵越牢固，分子越穩定——飽和性——方向性注意：s-s原子軌道形成的共價鍵沒有方向性！共價鍵的特征啟迪思考除了s軌道和s軌道重疊形成共價鍵外，還能找到其他軌道重疊形成共價鍵的例子嗎？活動3：

請用橡皮泥制作電子云模型，用原子軌道重疊分別分析HCl和Cl2的成鍵情況。通過制作電子云模型，你發現這些共價鍵有什么共同特征？成果展示

HCl靠攏重疊成鍵靠攏重疊成鍵共價鍵的方向性共價鍵的飽和性HCl的形成H↑1s

Cl3p↑↓↑↓↓↑↓3s

HCl解疑釋惑“頭碰頭”未成對電子的原子軌道相互靠攏原子軌道相互重疊形成的共價單鍵H—Cl1s3pHClHCl成果展示

Cl2靠攏重疊成鍵Cl2

的形成Cl3p↑↓↑↓↓↑↓3s

Cl2Cl3p↑↓↑↓↑↑↓3s“頭碰頭”解疑釋惑ClCl未成對電子的原子軌道相互靠攏原子軌道相互重疊形成的共價單鍵Cl—Cl3p3p請從原子軌道重疊方式、對稱性等角度歸納H-H、H-Cl和Cl-Cl共價鍵的特點。共價鍵的類型知識小結H-ClH-HCl-Cl1.σ鍵“頭碰頭”①原子軌道的重疊方式：s-sσ鍵，如：H-Hs-pσ鍵，如：H-Clp-pσ鍵，如：Cl-Cl③種類軸對稱②電子云的對稱方式：④存在：共價單鍵均為σ鍵；共價雙鍵和共價三鍵中存在一個σ鍵。p軌道和p軌道除能形成σ鍵外，還能形成π鍵——由兩個原子的p軌道“肩并肩”重疊形成。未成對電子的原子軌道相互靠攏原子軌道相互重疊形成的π鍵2.π鍵p共價鍵的類型知識小結p共價鍵的類型知識小結2.π

鍵“肩并肩”①原子軌道的重疊方式：與σ鍵不同④不能旋轉鏡面對稱②電子云的對稱方式：⑤強度：活動4：請用橡皮泥制作π鍵的電子云模型，如果將π鍵沿著鍵軸旋轉，

會發生什么情況呢？③種類：p-pπ鍵注意：兩個s原子軌道不能形成π鍵！學以致用用電子式表示N2的形成過程，并用原子軌道重疊來解釋其共價鍵的形成過程?！?s2pN：：：：N：NN···：＋N···：xyzN的2p軌道示意圖學以致用N2中共價三鍵的形成過程p-pσ鍵p-pπ鍵p-pπ鍵zzyyx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鍵的形成過程。反思總結深度思考：通過氮氣中氮氮三鍵形成過程的分析，如何判斷共價鍵

是σ鍵或是π鍵？p-pπ鍵p-pπ鍵肩并肩肩并肩頭碰頭p-pσ鍵反思總結單鍵雙鍵三鍵σ鍵HClClCl1個σ鍵、1個π鍵1個σ鍵、2個π鍵小結：共價鍵類型的判斷注意：σ鍵可以單獨存在，π鍵不能單獨存在！遷移應用觀察乙烷、乙烯和乙炔的分子結構，它們的分子中的共價鍵分別由幾個σ鍵和幾個π鍵構成？為何乙烷最穩定？乙烷乙烯乙炔7個σ鍵5個σ鍵和1個π鍵3個σ鍵和2個π鍵通常，有機物中碳碳π鍵電子云重疊程度比σ鍵小，所以π鍵不如σ鍵牢固，容易斷裂，屬于反應的活化部位。新的問題如何用價鍵理論解釋乙烷中C原子形成四根鍵而不是兩根鍵？乙烷↑↑↑↓2s2pC↑↑↑↑2s2pC基態激發態原子軌道是如何重疊的？如何解釋C的四個價鍵的空間構型？歸納總結共價鍵的深入認識二共價鍵的類型按照不同的分類方法，可將共價鍵分為不同的類型:（1）按共用電子對數目單鍵：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鍵歸納總結共價鍵的深入認識二共價鍵σ鍵π鍵特點常見種類原子軌道重疊方式及程度電子云對稱方式成鍵規律判斷s-s、s-p、p-pp-p“頭碰頭”一般重疊大“肩并肩”一般重疊小軸對稱，可旋轉鏡面對稱，不可旋轉單鍵：σ鍵；雙鍵：1個σ鍵、1個π鍵;三鍵：1個σ鍵、2個π鍵飽和性、方向性價鍵理論簡明地描述了共價鍵的本質和特點，能解釋一些Lewis共用電子對理論不能解釋的“非8電子”分子，但價鍵理論不能解釋一些分子的空間構型。1.下列說法正確的是（）A.非金屬元素之間只形成共價鍵B.氣體單質分子中，一定含有σ鍵，可能含有π鍵C.1個N原子最多只能與3個H原子結合形成NH3分子，是由共價鍵的飽和性決定的D.某原子跟其他原子形成共價鍵時，其共價鍵數一定等于該元素原子的未成對電子數C課堂檢測2.下列說法正確的是（）A.苯分子中含有12個σ鍵和3個π鍵B.Cl2和N2存在的共價鍵類型完全相同C.并非所有的共價鍵都有方向性D.兩原子軌道發生重疊后，電子在兩核間出現的概率減小C課堂檢測3.據報道，大氣中存在一種潛在的溫室氣體SF5—CF3(結構如圖)，雖然其數量有限，但它是已知氣體中吸熱最高的。關于SF5—CF3的說法正確的是（）A.分子中有σ鍵也有π鍵B.C—F是s-pσ鍵C.分子中不是所有原子都滿足8電子穩定結構D.0.1molSF5—CF3分子中電子數為8molC課堂檢測4.有以下物質：①HF，②Cl2，③H2O，④N2，⑤C2H4，⑥C2H6，⑦H2，⑧H2O2，⑨HCN(H—C≡N)。(1)只有σ鍵的是__________