第二章第一节共价键
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选修3,第二章第一节,共价键
2. 共价键的实质
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电子云在两个原子核间重叠，意味着电子在两个原子核间出现的概 率增大，电子带负电，因而可以形象的说，核间电子好比在核间架 起一座带负电的桥梁，把带正电的两个原子核“黏结〞在一起。
3.共价键的类型 (1)σ键的形成
Ⅰ. s-s σ键的形成
相互靠拢
Ⅱ. s-p σ键的形成
未成对电子的 电子云相互靠拢
价键理论的要点
1.电子配对原理
两原子各自提供1 个自旋方向相反 的电子彼此配对。
2.最大重叠原理
两个原子轨道重叠局部越大，两 核间电子的概率密度越大，形成 的共价键越结实，分子越稳定。
常见的等电子体：
N2 SO2 SO3 C6H6 NO2 CO2 NH3 CH4
CO O3 NO3-
C22NO2SiO32-
Ｃ.稀有气体一般很难发生化学反响
Ｄ.硝酸易挥发，硫酸难挥发
3.由下表的数据判断,以下分子的稳定性：
1〕. Cl2、 Br2、 I2 H2O
键 Cl-Cl Br-Br
I-I O－H
键能 242.7 193.7 152.7 462.8
2〕. NH3 、
键 N＝O O－O O＝O N－H
键能 607 142 497.3 390.8
分子中相邻原子之间是靠什么作用而结合在一起？ 什么是离子键、共价键？ 通常哪些元素之间可以形成共价键？ 你能用电子式表示H2、HCl、Cl2分子的形成过程吗？
为什么不可能有H3、H2Cl、Cl3分子的形成？
一、共价键
1. 共价键具有饱和性 根据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，这就共价键的“饱和性〞。
第二章第一节第一课时 共价键
项目
键型
б键 “头碰头” 轴对称 强度大，不易断裂
Π键 “肩并肩” 镜像对称 强度小，容易断裂
成键方向 电子云特征 稳定性 成键判断规律
共价单键是б键；共价双键是一个是б键， 另一个是Π键；共价三键是一个是б键， 另两个是Π键。
科学探究
1.已知氮分子的共价键是三键，你能模仿图2-1、 图2-2、图2-3，通过画图来描述吗？(提示：氮原 子各自用三个p轨道分别跟另一个氮原子形成一 个σ键和两个π键。学.科.网
第二章 分子结构与性质
第一节 共价键 （第一课时） 参赛人：杨明甫
共价键的存在：
非金属单质 共价化合物
H2、O2 HCl、CO2，
含有原子团的离子化合物 NaOH、NH4Cl 、Na2O2
一、共价键 1、б键
σ键成键方式 “头碰头”
氢原子形成氢分子的电子云描述
1S
互相靠拢
1S
电子云重叠
H—H共价键
P
P
互相靠拢 Π键的特征：
电子云重叠
Π键的电子云
(1)电子云为镜像，即是每个Π键的电子云由两块组 成，分别位于由两个原子核构成的平面的两侧。 (2)不稳定,容易断裂。 由于键重叠程度要比键小, 所以键的强度要比键大。 Π键的种类：
根据形成Π键的轨道不同可分为P—PΠ键、P—dΠ键、 d—d Π键等等。
б键的特征： 电子云为轴对称，即是以形成化学键的两个原子核的 连线为轴作旋转操作， б键电子云的图形不变。
形成氯化氢分子的电子云描述
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1S
3P
H—Cl共价键
形成氯气分子的电子云描述
3P
3P
Cl—Cl共价键
б键的种类： 根据形成б键的轨道不同可分为S—Sб键、S—Pб键、 P—Pб键等等。
第二章分子结构与性质第一节共价键
第二章分子结构与性质第一节共价键共价键是指两个原子通过共用电子对来结合在一起的化学键。
在分子化合物中，共价键是最常见的键类型，它对于分子的结构和性质起着决定性的作用。
一、共价键的形成共价键的形成是由于原子之间存在着相互吸引力，这种相互吸引力是由于原子之间互相排斥的静电力降低而产生的。
具体来说，当两个原子靠近到一定距离时，它们的外层电子会发生重叠，从而形成一个电子对。
这个电子对同时属于两个原子，使得两个原子之间形成了一个共享电子对的区域，即共价键。
共价键的形成是一种动态的过程。
在共价键形成的过程中，原子的电子云发生了重新排布，电子从原子的一个轨道转移到另一个轨道，从而形成了共价键。
在共价键形成后，原子成为了一个整体，形成了一个稳定的分子结构。
二、共价键的性质共价键具有一些特殊的性质，这些性质决定了共价键的稳定性和键能。
1.共价键的稳定性共价键的稳定性取决于原子之间的相互作用力的强弱。
一般来说，原子的价电子数越多，形成共价键的能力越强。
也就是说，原子的电负性越大，形成的共价键越稳定。
此外，共价键的稳定性还受到原子之间的距离的影响。
在共价键中，原子之间的距离越近，共价键越稳定。
2.共价键的键能共价键的强度可以用键能来表示。
键能是指在断裂共价键时需要输入的能量的大小。
键能的大小取决于共享电子对的稳定性。
一般来说，共价键的键能越大，其共享电子对越稳定，键越难被断裂。
共价键的键能可以通过一定的实验方法（如光合成实验）来测定。
三、共价键的类型根据共享电子对的数目和电子云的排布形式，共价键可以分为单键、双键和三键。
1.单键单键是由两个原子共享一个电子对形成的。
单键的键能较低，容易被断裂。
常见的单键有C—C键、C—H键等。
单键也是化学反应中最常见的键类型。
2.双键双键是由两个原子共享两个电子对形成的。
双键的键能比单键高，比较稳定。
常见的双键有C=C键、O=O键等。
3.三键三键是由两个原子共享三个电子对形成的。
三键的键能最高，非常稳定。
第二章第一节共价键第二课时-2024-2025学年高中化学选择性必修二课件
课堂练习2：下列说法正确的是（ C ） A.在分子中，两个成键的原子间的距离叫键长 B.键长：N—H>P—H C.H—Cl的键能为431.8 kJ·mol－1，H—Br的键能为366 kJ·mol－1，这可以说明
HCl比HBr分子稳定 D.键能越大，表示该分子越容易受热分解
3.键角 （1）概念：在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角称为键角。 （2）数据：键角的数值可通过晶体的X射线衍射实验获得
旧化学键断裂时需要吸收一定的能量，键能是指气态分子中 1 mol化 学键解离成气态原子所吸收的能量。
二、键参数
1.键能 （1）概念：指气态分子中1mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。 （2）数据： ①通常是298.15 K(25 ℃)、101 kPa条件下的标准共价值键，单位kJ键·m能o（l-k1J。·mol-1） ②可通过实验测定，更多的却是推算获得的H(-如CH盖3 →斯·定CH律3 ＋)。H· 439.3 ③④C-键同H键能样键通的能常共不为价严一键格个在相不平等同均的值分。子中键能也略有HHH区---···CC·C·别HH·2，→→→···如·····CCC甲H·H2＋烷＋＋HHH中···的C-34H4344822键...600和乙烯中
（3）键能规律 ③同主族的卤原子与H之间的共价键键能 的变化规律如何？同周期的C、N、O、F 与H之间的共价键键能的变化规律如何？
卤化氢中X-H键键能自上而下逐渐减 小；同周期的C、N、O、F与H之间的共 价键键能自左向右呈逐渐增大（N-H略小 于C-H）
（3）键能规律 ④卤素单质的共价键键能的变化规律如何？
102.3 kJ/mol
生成物越稳定！
由计算结果可知：生成2 mol HCl比生成2 mol HBr释放的
第二章第一节共价键
四、离子键与共价键 原子 电负性 Na 0.9 Cl 3.0 H 2.1 Cl C 3.0 2.5 O 3.5
电负性之差 2.1 0.9 1.0 (绝对值) 结论:当原子的电负性相差很大，化学反应形成 离子 的电子对不会被共用，形成的将是____键;而 共价 ____键是电负性相差不大的原子之间形成的化学 键。
•
H：1s1
电子排布图 •1s •H ↑
• •2s •2p •3s •3p
2
2
6
2
5
•Cl
↑↓
↑↓
↑↓ ↑↓ ↑↓
↑↓
↑↓ ↑↓ ↑
•H2分子的形成过程
•H
H
H
•H
头碰头
•σ键的特征：以形成化学键的两原子核的
连线为轴作旋转操作，共价键电子云的图 形不变，这种特征称为轴对称。
价键理论的要点
ⅰ.电子配对原理
一个未成对电子，因而只能形成H2、HCl、Cl2分子，
不能形成H3、H2Cl、Cl3分子。
2、共价键具有方向性
p
在形成共价键时，两个参与成键的原子轨道总是尽 可能沿着电子出现机会最大的方向重叠成键，而且 原子轨道重叠越多，电子在两核间出现的机会越多 ，体系的能量下降也就越多，形成的共价键越牢固 。因此，一个原子与周围的原子形成的共价键就表 现出方向性（ s 轨道与 s 轨道重叠形成的共价键 无方向性，例外）。
↑↓ ↑↓ ↑↓
↑↓
↑↓ ↑↓ ↑
•以HCl为例说明
“头碰头”式
X
σ键
(2) s-p σ键的形成
•HCl分子的形成过程
•H
•H
－Cl
•Cl
(3) p-p σ键的形成
第二章 第一节 共价键
肩并肩 ”重叠形成 由两个原子的p轨道“_______
镜像 ； 面，它们互为_____ 不能 旋转；一般不如σ键牢固，较易_____ 断裂 ②π键_____
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结
束
现有①N2 ②CO2 ③CH2Cl2 ④C2H4四种分子 (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的是哪种分子？
提示：(1)③
(2)①②④
(3)②
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结
束
分子中σ键和π键的判断方法 (1)根据成键原子的价电子数来判断能形成几个共用电 子对。如果只有一个共用电子对，则该共价键一定是σ键； 如果形成多个共用电子对，则先形成1个σ键，另外的原子轨 道形成π键。 (2)一般规律：共价单键是σ键；共价双键中有一个σ 键，另一个是π键；共价三键中有一个σ键，另两个是π键。
特征
连线 为轴作旋转操作， ①以形成化学键的两原子核的_____ 轴对称 不变 ，这种特征称为__ 共价键电子云的图形_____ __； 较大 ②σ键的强度_____
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结
束
(2)π键 形成 pp型 ①π键的电子云具有_____ 镜像 对称性，即每个π键的 电子云由两块组成，分别位于由原子核 ______构成平面 特征 的两侧，如果以它们之间包含原子核的平面为镜
解析：等电子体要具备两个条件：一是粒子的原子总数 相同，二是粒子的价电子总数相同。分析可知①②两组 属于等电子体，③中F－和Mg的价电子总数不同，④中 H2O和CH4的原子总数不相同。
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答案：A
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第二章第一节共价键(第一课时)
科学探究
键组成。 别是由几个σ键和几个π键组成。 3、乙烷、乙烯、乙炔分子中的共价键分 乙烷、乙烯、
乙烷： 键一个π 乙烷 ： 7 个 σ 键 乙烯 ： 5 个 σ 键一个 π 键 乙炔： 键两个π 乙炔：3个σ键两个π键
总结： 总结：共价键的类型
σ键：“头碰头” 键 头碰头”
形成σ 形成σ键的电子 电子云形状呈轴对称 称为σ电子。 称为σ电子。
电子重叠形成的σ键 ③ p—p σ键：由两个 电子重叠形成的 键，如Cl—Cl。 键 由两个p电子重叠形成的 。
Cl Cl Cl Cl
小结: 键成键方式 头碰头” 小结 σ键成键方式 “头碰头”
S-S重叠 S-S重叠
S-P重叠
P-P重叠 P-P重叠
注意： 键成键方式采用“头碰头” 注意： σ键成键方式采用“头碰头”式，以取得 原子轨道的最大重叠，从而使体系能量降至最低， 原子轨道的最大重叠，从而使体系能量降至最低， 达到稳定状态。 达到稳定状态。
用电子云来描述共价键的形成过程
π键形成过程 p-p π键形成过程
“肩并肩” 肩并肩”
2、π键 键 （1）定义：两个p轨道除了“头碰头”重叠 定义：两个p轨道除了“头碰头” 形成σ键外， 轨道还可以“肩并肩” 形成σ键外，p—p轨道还可以“肩并肩”的 方式发生轨道重叠，这种键称为π 方式发生轨道重叠，这种键称为π键。
（3）类型 ）
电子重叠形成的σ键 ① s—s σ键：由两个 电子重叠形成的 键，如H—H。 键 由两个s电子重叠形成的 。 H
H H
H
电子和一个p电子重叠形成的 ② s—p σ键：由一个 电子和一个 电子重叠形成的 键， 键 由一个s电子和一个 电子重叠形成的σ键 如H—Cl。 。
第二章 第一节 共价键 高二下学期化学人教版(2019)选择性必修2
PART 03
03
课堂总结
这堂课学到了什么？
①共价键、σ键和π键 ②键参数:键能、键长、键角
01
共价键
四、共价键的饱和性和方向性
1.共价键的饱和性
根据价键理论，一个原子有几个未成对电子，便可以和几个自 旋状态相反的电子形成共用电子对，这就是共价键的饱和性。 如H、Cl原子都只有一个未成对电子，因而只能形成H2、HCl、 Cl2分子，不能形成H3、H2Cl、Cl3等分子。
01
共价键
四、共价键的饱和性和方向性
共价键
四、共价键的饱和性和方向性
2.共价键的方向性
水、甲烷、乙醇分子的空间结构都是由共价键的方向性决 定的。
PART 02
02
键参数
一、键能
1.定义
气态分子中1mol化学键解离成气态原子所吸收的能量（或气态原 子形成1mol化学键生成气态分子所释放的能量）。
2.单位 kJ·mol-1
3.测定条件
思考：p轨道和p轨道的电子云除了按以上的方式重叠形成σ键 以外，还有其他的重叠方式吗？
01
共价键
三、σ键和π键
2.π键
两个p轨道的电子云按以上方式重叠后，形成的电子云由两块 组成，它们互为镜像，这种特征称为镜面对称，具有这种特征 的共价键称为π键。
01
共价键
三、σ键和π键
3.有关σ键和π键的说明
白磷和甲烷分子的空间结构都是正四面体，但键角不同。
02
键参数
三、键角
键参数
键能 键长 键角
决定 共价键的稳定性 决定 分子的空间结构
决定分子的性质
02
键参数
三、键角
例3.下列说法正确的是（ B ） A.分子的结构是由键角决定的 B.共价键的键能越大，共价键越牢固，由该键形成的分子越稳定 C.CF4、CCl4、CBr4、CI4中C－X的键长、键角均相等 D.CH4和CH3Cl分子均为正四面体，键角均为109°28′
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的原子个数。
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第 二 章
二、键参数——键能、键长与键角
分 子 结 构
1．键能
(1)概念：气态基态原子形成1 mol化学键 释放 的 最低能量 。
上 页
与
(2)键能与共价键稳定性之间的关系
性
化学键的键能越大，化学键越 稳。
子
称为轴对称，σ键的强度较大。
结 构 与 性
(2)π键 ①形成：由两个原子的p电子“肩并肩”重 叠形成。
上 页
下
质
页
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第 二 章
分
子
结 构 与 性 质
上
页
②特征
π键的电子云具有 镜像对称 性，即每个π键 的电子云由两块组成，分别位于由两个原子核构
质
未成对电子形成共用电子对。
上 页
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第
二 章
3．类型
(1)σ键
分
①形成：成键原子的原子轨道“头碰头”重
子
叠而形成。
结 构 与 性
②分类 a．ss σ键 由两个 s电子重叠形成的σ键，如H—H。
上 页
下
质
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第
二
章
2．键长
分
(1)概念：形成共价键的两个原子之间的 核间距 。
子 (2)键长与共价键稳定性之间的关系
结 构 与 性
键长越短，往往键能 越大，表明共价键越 稳定。
3．键角 (1)概念：在原子数超过2的分子中，两个 共价键 之间的
质 夹角。
质
的一个未成对电子与另一个原子中的一个未成对电 页
子配对成键后，一般来说就不能再与其他原子的未
成对电子配对成键了，即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，所以共
价键具有饱和性。
合成氯化氢分子，而不是以3个、4个或其他个
数比相结合？
上
【思考·提示】 氢原子和氯原子的电子式分别为 页
与
性 质
，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
下 页
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，同时也决定了其分子中
上 页
2．CO分子和N2分子的性质比较
CO分子和N2分子具有相同的原子总数、相同
下
质
的价电子总数，是等电子分子，其性质对比如下： 页
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第 二 章
分 子 结 构 与 性
分子
熔点 /°C
沸点 /°C
在水中的溶 分子解离能 解度(室温) /kJ·mol－1
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第 二 章
分
子
结 构
上 页
与
性
下
质
页
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第 二 章
分 子 结 构 与
学 习 目
1.能用电子云和原子轨道的概念理解 共价键的形成，了解共价键的特点。
2．知道共价键的键型，理解σ键和π 键的特征。
上 页
标
3．掌握键能、键长、键角等键参数
与
②σ键和π键的判断
性
一般规律是：共价单键是 σ键 ；而共价双
下
质
键中有一个 σ键，另一个是 π键 ；共价三键由
页
一个 σ键和两个 π键 组成。
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第
二 章
思考
1.为什么2个氢原子、2个氯原子结合成氢
分 子 结 构
分子、氯分子，1个氢原子只能和1个氯原子结
结构相似，N2中有一个σ键、两个π键，则CO 中也有一个σ键、两个π键。
上 页
下
质
页
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第 二
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章
分
要点一 共价键的特征和类型
子
结
1．共价键的特征
构
(1)饱和性
上 页
与
因为每个原子所能提供的未成对电子的数目是
性
一定的，因此在共价键的形成过程中，一个原子中 下
性
的大小与共价键稳定性的关系。
下
质
4．知道等电子原理，并能解释相关
页
的现象。
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第
二 章
基础知识梳理
分
一、共价键
子 结 构 与 性
1．概念：原子间通过共用电子对 形成的化学键。 上
2．特点
页
在形成共价键时，相互结合的原子既未得电子，也
未失电子，而是 共用电子。
上 页
下 页
(2)键角与分子结构等之间的关系 ①多原子分子的键角一定，表明共价键具有 方向性 。
②键角决定了分子的立体构型。
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第
二 章
三、等电子原理
分
1．等电子原理
子 结 构 与 性
原子总数相等 、价电子数相同 的分子具有相似 的化学键特征，它们的许多性质是相近的。
下
质
(1)形成共价键时两原子的电子云 发生重叠。
页
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第
二
章 (2)共价键具有 饱和性 ，即每个原子成键
分
的总数或以单键连接的原子数目是一定的。
子
(3)共价键有方向性 。
结
共价键的成键本质：当成键原子相互接近
构 与 性
时，原子轨道发生重叠，两原子核间的电子云 密度增加，体系的能量降低，自旋方向相反的
分子的 价电子 总数
上
页
CO
－－ 205.05 191.49
2.3 mL
1075
10
下
质
－－
N2 210.00 195.81 1.6 mL
页
946
10
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第
二 章
思考
分
2.CO和N2为等电子体，那么在CO中所含
子 结 构 与 性
的价键类型及数目如何？ 【思考·提示】 CO和N2为等电子体，
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第
二
章
b．sp σ键
由一个s电子和一个p电子重叠形成的σ
分
键，如H—Cl。
子
结 构
上 页
与
性
c．pp σ键
下
质
由两个p电子重叠形成的σ键，如Cl—Cl。
页
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第
二 章
③特征
以形成化学键的两原子核的连线为轴作旋
分
转操作，共价键电子云的图形不变，这种特征
下 页
成平面的两侧，如果以它们之间包含原子核的平
面为镜面，它们互为 镜像 。π键不能 旋转，不如
σ键牢固 ，较易断裂 。
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第 二 章
(3)判断σ键和π键的一般规律
分 子 结
①价键轨道 由原子轨道相互重叠形成的σ键和π键总称
构
价键轨道。
上 页