第1节 共价键模型
(教师用书独具)
●课标要求
知道共价键的主要类型σ键和π键,能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。
●课标解读
1.使学生了解σ键和π键的涵义。
2.能判断分子中的化学键类型。
3.使学生知道键能决定共价键的稳定性,键长、键角决定分子的空间构型。
●教学地位
本节课是第2章的开篇,这节课讲的知识深化了必修2有关化学键方面理论,同时为下面学习分子的空间构型、分子的极性埋下伏笔。因此这节课的地位比较突出,它的作用是承上启下。
(教师用书独具)
●新课导入建议
这节课开始我们学习第二章微粒间的相互作用。我们知道物质是由原子、分子、离子等微粒构成。微粒间的相互作用(化学键或分子间相互作用)理论是物质构成的基本理论。让学生回忆化学必修课程中有关化学键的知识,回答以下几个问题
(1)化学键的定义及基本分类
(2)离子键、共价键的定义
(3)离子化合物、共价化合物的定义
然后思考,为什么原子之间可以通过共用电子对形成稳定的分子?共价键究竟是怎样形成的,它又具备怎样的特征呢?下面我们来一起学习第一节共价键模型。
●教学流程设计
课 标 解 读 重 点 难 点
1.认识共价键的形成和实质,了解共价键的特征。
2.了解共价键的主要类型——σ键和π键,能利用电负性判断共价键的极性。
3.能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。 1.σ键、π键的形成方式和判断。(重点)
2.共价键极性判断。(重点)
3.共价键键参数中键能的应用。(重难点)
共价键
1.共价键的形成及本质
概念 原子间通过共用电子形成的化学键
本质 高概率地出现在两个原子核之间的电子与两个原子核间的电性作用
形成元素 通常是电负性相同或差值小的非金属元素原子
表示方法 (1)用一条短线表示由一对共用电子所形成的共价键,如H—H、H—Cl
(2)“”表示原子间共用两对电子所形成的共价键。
(3)“≡”表示原子间共用三对电子所形成的共价键
2.共价键的分类
分类标准 共价键类型
电子云的
重叠方式 σ键 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
π键 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
两原子核
间的共用
电子对是
否偏移 形成元素 电子对偏移 原子电性
非极
性键 同种元素 因两原子电负性相同,共用电子对不偏移 两原子均不显电性
极性
键 不同种
元素 电子对偏向电负性大的原子 电负性较大的原子显负电性
3.共价键的特征
(1)饱和性——决定分子的组成
(2)方向性——决定分子的空间立体构型
1.为什么2个氢原子、2个氯原子分别结合成氢分子、氯分子,1个氢原子只能和1个氯原子结合成氯化氢分子,而不是以3个、4个或其他个数比相结合?
【提示】 氢原子和氯原子的电子式分别为 ,两原子都只有一个未成对电子,从分子的形成过程来看,只有未成对电子才能形成共用电子对,因此氢分子、氯分子和氯化氢分子中只能由两个原子各提供1个未成对电子形成共用电子对,也就决定了其分子中的原子个数。
键参数
键能 概念 在101.3 kPa,298 K的条件下,断开1_mol 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,叫A—B键的键能
表示方式
和单位 表示方式:EA-B,单位:kJ•mol-1
意义 表示共价键的强弱,键能越大,键越牢固
键长 概念 两个成键原子的原子核间的距离叫做该化学键的键长
意义 键长越短,化学键越强,键越牢固
键角 概念 在多原子分子中,两个化学键的夹角叫键角
意义 可以判断多原子分子的空间构型
2.键角是如何来描述共价键方向的?
【提示】 键角是表征共价键性质的物理量之一,即键角是指多原子分子中任意两个共价键之间的夹角,分子中键和键之间的夹角,即键角是共价键方向性的反映,与分子的形状(空间构型)有密切联系。通过对CH4、NH3、C2H4的学习,我们了解到共价分子都有自身的空间几何构型,这就取决于分子的键角,如CH4为正四面体、NH3为三角锥形、C2H4为平面结构,因此键角是表示分子空间立体结构的一个重要参数。
σ键与π键
【问题导思】
①σ键和π键是怎样形成的?
【提示】 σ键是原子轨道沿轴方向以“头碰头”方式重叠,π键是原子轨道以“肩并肩”方式重叠。
②σ键和π键有什么区别?
【提示】 见2。
1.σ键与π键的类型
(1)σ键的常见类型。
类型 形成过程
ss型
H-H的ss σ键的形成
sp型
H-Cl的sp σ键的形成
pp型
Cl-Cl的pp σ键的形成
(2)π键的常见类型——pp π键。
pp π键的形成
2.σ键和π键的比较
键型 σ键 π键
成键方向 沿轴方向“头碰头” 平行或“肩并肩”
键的强度 键强度大,不易断裂 键强度较小,容易断裂
3.σ键和π键的判断
根据共用电子对的数目可将共价键分为单键、双键和三键:
1.σ键与π键的实质相同,都是由于共用电子对而形成的。
2.σ键与π键由于原子轨道的重叠程度不同而导致了两者的稳定性不同。
3.判断共价键的类型时一定要明确原子之间的共价键个数,根据个数再进行判断。
4.共价键的饱和性决定了分子中原子的结合数量关系,共价键的方向性决定了分子的空间构型。共价键都有饱和性,但不一定都有方向性,如ss σ键。
(高考组合题)(1)(2012•山东高考节选)CO与N2结构相似,CO分子内σ键与π键个数之比为________。
(2)(2012•浙江高考节选)既含离子键又含共价键的化合物是________;只存在σ键的分子是__________,同时存在σ键与π键的分子是________。
A.N2 B.CO2 C.CH2Cl2 D.C2H4
E.C2H6 F.CaCl2 G.NH4Cl
【解析】 (1)CO和N2分子结构相似,则CO分子中也存在叁键,一个σ键,2个π键。(2)既含离子键又含共价键的化合物必须是含“根”的离子化合物,只有NH4Cl符合;共价单键为σ键,双键或叁键中有一个σ键,其余为π键,因此只存在σ键的分子有CH2Cl2、C2H6;同时存在σ键和π键的分子有N2、CO2、C2H4。
【答案】 (1)1∶2 (2)G CE ABD
1形成π键时电子云重叠程度比σ键小,故π键不如σ键稳定,如C2H4发生加成反应时,π键断裂。
2分子中存在π键,则一定存在σ键,但若存在σ键,不一定存在π键。
1.下列物质的分子中既有σ键又有π键的是( )
①HCl ②H2O ③N2 ④H2O2 ⑤C2H4 ⑥C2H2
A.①②③ B.③④⑤⑥
C.①③⑤ D.③⑤⑥
【解析】 当两个原子间能形成多个共用电子对时先形成一个σ键,另外的原子轨道只能形成π键。N2中有三个共价键,一个σ键、两个π键,C2H4中碳碳原子之间有两个共价键,一个σ键、一个π键,C2H2中碳碳原子之间有三个共价键,一个σ键、两个π键。
【答案】 D
共价键的极性及判断
【问题导思】
①极性键和非极性键有何区别?
【提示】 不同种元素原子形成的共价键是极性键,同种元素原子形成的共价键是非极性键。
②判断共价键极性的方法有几种?
【提示】 见2。
1.极性键与非极性键的比较
极性键 非极性键