魯科版 (2019)選擇性必修2第2章 微粒間相互作用與物質(zhì)性質(zhì)第1節(jié) 共價(jià)鍵模型課堂教學(xué)ppt課件

這是一份魯科版 (2019)選擇性必修2第2章 微粒間相互作用與物質(zhì)性質(zhì)第1節(jié) 共價(jià)鍵模型課堂教學(xué)ppt課件，共44頁(yè)。PPT課件主要包含了內(nèi)容索引，知識(shí)鋪墊，自主梳理，軸對(duì)稱，鏡面對(duì)稱，自我檢測(cè)，答案A，問題探究，歸納拓展，共價(jià)鍵的分類等內(nèi)容，歡迎下載使用。
基礎(chǔ)落實(shí)?必備知識(shí)全過關(guān)
重難探究?能力素養(yǎng)全提升
學(xué)以致用?隨堂檢測(cè)全達(dá)標(biāo)
1.通過氫分子的形成、氮分子中共價(jià)鍵的特征,了解共價(jià)鍵的形成和特征,培養(yǎng)宏觀辨識(shí)與微觀探析的化學(xué)核心素養(yǎng)。2.通過氮分子中共價(jià)鍵的形成過程,了解共價(jià)鍵的主要類型σ鍵和π鍵,會(huì)判斷共價(jià)鍵的極性。能從內(nèi)因和外因、量變與質(zhì)變等方面較全面地分析物質(zhì)的化學(xué)變化,形成變化觀念與平衡思想的化學(xué)核心素養(yǎng)。
1.化學(xué)鍵:相鄰原子間的強(qiáng)相互作用。2.化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是舊的化學(xué)鍵的斷裂,新的化學(xué)鍵的形成過程。3.電子式:在元素符號(hào)周圍用“·”或“×”來(lái)表示原子或離子的最外層電子的式子。
一、共價(jià)鍵的形成與特征1.共價(jià)鍵的形成(1)共價(jià)鍵的形成過程。兩個(gè)原子在逐漸接近時(shí),它們的原子軌道會(huì)相互重疊,使電子在兩個(gè)原子核之間出現(xiàn)的概率增大,它們同時(shí)受到兩個(gè)原子核的吸引,從而導(dǎo)致體系能量降低,形成共價(jià)鍵。
(2)共價(jià)鍵的定義、形成原子及表示方法。
【微思考1】非金屬元素原子之間只能形成共價(jià)鍵嗎?只有非金屬元素原子之間才能形成共價(jià)鍵嗎?提示 不是。有些含離子鍵的化合物是由非金屬元素形成的,如銨鹽;少數(shù)金屬與非金屬原子間形成的化學(xué)鍵也可能是共價(jià)鍵,如AlCl3中的化學(xué)鍵是共價(jià)鍵。
2.共價(jià)鍵的特征(1)飽和性。每個(gè)原子所能形成共價(jià)鍵的總數(shù)或以共價(jià)鍵連接的原子數(shù)目是一定的,這稱為共價(jià)鍵的飽和性。共價(jià)鍵的飽和性決定了各種原子形成分子時(shí)相互結(jié)合的數(shù)量關(guān)系。(2)方向性。在形成共價(jià)鍵時(shí),原子軌道重疊得越多,電子在核間出現(xiàn)的概率越大,所形成的共價(jià)鍵就越牢固。因此,共價(jià)鍵將盡可能沿著電子出現(xiàn)概率最大的方向形成,這就是共價(jià)鍵的方向性。共價(jià)鍵的方向性決定著分子或離子的空間結(jié)構(gòu)。
氫氣中s-s σ鍵不具有方向性
二、共價(jià)鍵的類型1.σ鍵與π鍵(按原子軌道重疊方式分類)
2.極性鍵和非極性鍵(按共用電子是否偏移分類)
【微思考2】C2H4比C2H6的化學(xué)性質(zhì)活潑的原因是什么?提示 乙烯分子中含有π鍵,原子軌道重疊程度小,共價(jià)鍵不穩(wěn)定,容易斷裂,而乙烷分子中都是σ鍵,原子軌道重疊程度大,共價(jià)鍵穩(wěn)定,不容易斷裂。【微思考3】請(qǐng)比較H—F鍵、H—Cl鍵、H—Br鍵、H—I鍵的極性強(qiáng)弱。提示 因?yàn)殡娯?fù)性F>Cl>Br>I,故鍵的極性按H—F鍵、H—Cl鍵、H—Br鍵、H—I鍵的順序減弱。
1.正誤判斷:(1)HF和HCl分子中共價(jià)鍵都是σ鍵。(　　)(2)所有的共價(jià)鍵都有方向性。(　　)(3)氫原子和氟原子、氯原子均以σ鍵相結(jié)合時(shí),其成鍵軌道完全相同。(　　)(4)1 ml丙酮分子中含有σ鍵的數(shù)目約為9×6.02×1023。(　　)(5)60 g丙醇中存在的共價(jià)鍵總數(shù)為10NA。(　　)
2.設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列有關(guān)敘述正確的是(　　)A.14 g乙烯和丙烯混合氣體中的氫原子數(shù)為2NAB.0.1 ml CH4與0.1 ml Cl2混合充分光照,生成CH3Cl分子數(shù)為0.1NAC.1 ml Fe溶于過量硝酸,電子轉(zhuǎn)移數(shù)為2NAD.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4 L苯中含有σ鍵的數(shù)目為3NA
解析 因乙烯和丙烯最簡(jiǎn)式相同,均為CH2,14 g乙烯和丙烯混合氣體中最簡(jiǎn)式CH2的物質(zhì)的量為 =1 ml,氫原子物質(zhì)的量為1 ml×2=2 ml,所以14 g乙烯和丙烯混合氣體中的氫原子數(shù)為2NA,故A正確;0.1 ml CH4與0.1 ml Cl2混合充分光照,生成氯代甲烷的混合物,生成CH3Cl分子數(shù)小于0.1NA,故B錯(cuò)誤;1 ml Fe溶于過量硝酸,鐵被氧化為Fe3+,電子轉(zhuǎn)移數(shù)為3NA,故C錯(cuò)誤;標(biāo)準(zhǔn)狀況下,因苯不是氣體,22.4 L苯的物質(zhì)的量無(wú)法計(jì)算,含有的σ鍵的數(shù)目無(wú)法計(jì)算,故D錯(cuò)誤。
1.氫分子中的共價(jià)鍵是如何形成的?如何用電子云和原子軌道的概念進(jìn)一步理解共價(jià)鍵的形成過程?
提示 從圖中可以看出,當(dāng)兩個(gè)氫原子的核間距為0.074 nm時(shí)體系能量最低,此時(shí)兩個(gè)H原子之間形成了化學(xué)鍵。H2中的化學(xué)鍵,可以認(rèn)為是兩個(gè)H原子各提供一個(gè)電子以自旋狀態(tài)不同的方式相互配對(duì)形成氫分子,從而使體系的能量降低。以H原子形成H2為例,通過電子云和原子軌道理解共價(jià)鍵的形成過程。從電子云的觀點(diǎn)考慮,可認(rèn)為兩個(gè)H原子的1s軌道在兩個(gè)原子核之間的重疊,使得電子更多地出現(xiàn)在兩個(gè)原子核之間,即電子在兩核間出現(xiàn)的概率增加,兩個(gè)H原子結(jié)合在一起形成H2分子,導(dǎo)致體系的能量降低。
2.H原子與H原子、H原子與Cl原子、Cl原子與Cl原子分別以σ鍵結(jié)合成H2、HCl、Cl2分子,其成鍵軌道完全相同嗎?提示 不相同。H原子的未成對(duì)電子位于1s軌道,Cl原子的未成對(duì)電子位于3p軌道,即H原子與H原子成鍵是1s與1s軌道“頭碰頭”重疊,H原子與Cl原子成鍵是H原子的1s與Cl原子的3p軌道“頭碰頭”重疊,Cl原子與Cl原子成鍵是以各自的3p軌道“頭碰頭”重疊。
3.氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)很不活潑,通常很難與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。試觀察N2分子的形成過程填寫下表:
【微點(diǎn)撥】(1)并不是所有單質(zhì)中都存在共價(jià)鍵,稀有氣體分子和金屬單質(zhì)中不存在共價(jià)鍵。(2)少部分金屬元素與非金屬元素原子間形成共價(jià)鍵,例如BeCl2、AlCl3等化合物中原子間均以共價(jià)鍵結(jié)合。(3)所有的共價(jià)鍵都有飽和性,但不是所有的共價(jià)鍵都有方向性,如兩個(gè)1s軌道重疊形成的s-s σ鍵沒有方向性。
2.σ鍵的類型根據(jù)成鍵電子原子軌道的不同,σ鍵可分為s-s σ鍵、s-p σ鍵和p-p σ鍵。(1)s-s σ鍵:兩個(gè)成鍵原子均提供s原道形成的共價(jià)鍵。如H2分子中σ鍵的形成過程:
(2)s-p σ鍵:兩個(gè)成鍵原子分別提供s軌道和p軌道形成的共價(jià)鍵。(3)p-p σ鍵:兩個(gè)成鍵原子均提供p軌道形成的共價(jià)鍵。
3.σ鍵的特征(1)以形成化學(xué)鍵的兩原子核的連線為軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn),共價(jià)鍵電子云圖形不變,這種特征稱為軸對(duì)稱。(2)形成σ鍵的原子軌道重疊程度較大,故σ鍵有較強(qiáng)的穩(wěn)定性。
4.π鍵的形成與特征(1)p-p π鍵的形成:
(2)π鍵的特征:①每個(gè)π鍵的電子云由兩塊組成,分別位于由兩原子核構(gòu)成平面的兩側(cè),如果以它們之間包含原子核的平面為鏡面,它們互為鏡像,這種特征稱為鏡面對(duì)稱。②形成π鍵時(shí)原子軌道重疊程度比形成σ鍵時(shí)小,π鍵沒有σ鍵牢固。
【微點(diǎn)撥】(1)單鍵全是σ鍵,雙鍵含1個(gè)σ鍵、1個(gè)π鍵,三鍵含1個(gè)σ鍵、2個(gè)π鍵。(2)s軌道與s軌道(或p軌道)只能形成σ鍵,不能形成π鍵;兩個(gè)p軌道既可形成σ鍵,又可形成π鍵,但首先形成σ鍵。(3)兩個(gè)原子間可以只形成σ鍵,但不可以只形成π鍵。(4)在同一個(gè)分子中,σ鍵一般比π鍵強(qiáng)度大。
【典例1】下列說法正確的是(　　)A.若把H2S分子寫成H3S分子,違背了共價(jià)鍵的飽和性B.H3O+的存在說明共價(jià)鍵不具有飽和性C.所有共價(jià)鍵都有方向性D.兩個(gè)原子軌道發(fā)生重疊后,電子僅存在于兩核之間
答案 A解析 硫原子有兩個(gè)未成對(duì)電子,根據(jù)共價(jià)鍵的飽和性,形成的氫化物為H2S,A項(xiàng)正確;H2O能結(jié)合1個(gè)H+形成H3O+,不能說明共價(jià)鍵不具有飽和性,B項(xiàng)錯(cuò)誤;H2分子中,H原子通過1s軌道成鍵,因?yàn)閟軌道為球形,所以H2分子中的H—H鍵沒有方向性,C項(xiàng)錯(cuò)誤;兩個(gè)原子軌道發(fā)生重疊后,電子只是在兩原子核之間出現(xiàn)的概率大,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
變式訓(xùn)練1下列各組物質(zhì)中,所有化學(xué)鍵都是共價(jià)鍵的是(　　)A.H2S和Na2O2B.H2O2和CaF2C.NH3和N2 D.HNO3和NaCl答案 C解析 Na2O2中既有離子鍵又有共價(jià)鍵,A項(xiàng)不符合題意;CaF2中只有離子鍵,B項(xiàng)不符合題意;NaCl屬于離子化合物,沒有共價(jià)鍵,D項(xiàng)不符合題意。
【典例2】有下列十種物質(zhì):①CH4　②C2H5OH?、跱2?、蹾Cl　⑤CO2⑥CH3CH3?、逤2H4?、郈2H2?、酘2O2?、釮CHO請(qǐng)按要求回答下列問題(填編號(hào)):(1)只有σ鍵的是　　　　　,既有σ鍵又有π鍵的是　　　　　。?(2)只含有極性鍵的化合物是　　　　　　,既含有極性鍵,又含有非極性鍵的化合物是　　　　。?(3)含有雙鍵的是　　　　,含有三鍵的是　　　　。?
答案 (1)①②④⑥⑨?、邰茛撷啖?2)①④⑤⑩?、冖蔻撷啖?3)⑤⑦⑩?、邰?br/>變式訓(xùn)練2-1σ鍵可由兩個(gè)原子的s軌道、一個(gè)原子的s軌道和另一個(gè)原子的p軌道以及一個(gè)原子的p軌道和另一個(gè)原子的p軌道以“頭碰頭”方式重疊而成。則下列分子中的σ鍵是由一個(gè)原子的s軌道和另一個(gè)原子的p軌道以“頭碰頭”方式重疊構(gòu)建而成的是(　　)A.H2D.F2答案 B
變式訓(xùn)練2-2下列說法不正確的是(　　)A.σ鍵比π鍵重疊程度大,形成的共價(jià)鍵強(qiáng)B.兩個(gè)原子之間形成共價(jià)鍵時(shí),最多有一個(gè)σ鍵C.氣體單質(zhì)中,一定有σ鍵,可能有π鍵D.N2分子中有一個(gè)σ鍵,兩個(gè)π鍵答案 C解析 從原子軌道重疊程度看,π鍵軌道重疊程度比σ鍵重疊程度小,故π鍵穩(wěn)定性低于σ鍵,在某些氣體單質(zhì)分子中只存在σ鍵(如Cl2、H2),有的存在π鍵(如N2中存在σ鍵和π鍵),稀有氣體分子為單原子分子,不存在化學(xué)鍵。
1.下列關(guān)于共價(jià)鍵的飽和性和方向性的敘述,不正確的是(　　)A.共價(jià)鍵的飽和性是由成鍵原子的未成對(duì)電子數(shù)決定的B.共價(jià)鍵的方向性是由成鍵原子軌道的方向性決定的C.共價(jià)鍵的方向性決定了分子的空間結(jié)構(gòu)D.共價(jià)鍵的飽和性與原子軌道的重疊程度有關(guān)
答案 D解析 原子的未成對(duì)電子一旦配對(duì)成鍵,就不再與其他原子的未成對(duì)電子配對(duì)成鍵,故原子的未成對(duì)電子數(shù)目決定了該原子形成的共價(jià)鍵具有飽和性,這一飽和性也就決定了該原子成鍵時(shí)最多連接的原子數(shù),A項(xiàng)正確;形成共價(jià)鍵時(shí),為了達(dá)到原子軌道的最大重疊程度,成鍵的方向與原子軌道的伸展方向就存在著必然的聯(lián)系,這種成鍵的方向性也就決定了所形成分子的空間結(jié)構(gòu),故B、C項(xiàng)正確,D項(xiàng)不正確。
2.下列說法正確的是(　　)①共價(jià)化合物一定含共價(jià)鍵,一定不含離子鍵②水的非直線形結(jié)構(gòu)是由共價(jià)鍵的飽和性決定的③由非金屬元素組成的化合物一定是共價(jià)化合物④分子中不一定存在共價(jià)鍵⑤烯烴比烷烴的化學(xué)性質(zhì)活潑是由于烷烴中的σ鍵比烯烴中的σ鍵穩(wěn)定A.①④ B.③⑤C.①②③D.②④⑤
答案 A解析 有離子鍵的化合物為離子化合物,所以共價(jià)化合物中沒有離子鍵,①正確;水的非直線形結(jié)構(gòu)是由共價(jià)鍵的方向性決定的,②錯(cuò);氯化銨中只有非金屬元素,但它是離子化合物,③錯(cuò);稀有氣體分子中沒有共價(jià)鍵,④正確;烯烴比烷烴活潑是因?yàn)橄N中的π鍵比較活潑,⑤錯(cuò)。
3.關(guān)于σ鍵和π鍵的比較,下列說法不正確的是(　　)A.σ鍵是軸對(duì)稱的,π鍵是鏡面對(duì)稱的B.σ鍵是“頭碰頭”式重疊,π鍵是“肩并肩”式重疊C.σ鍵不能斷裂,π鍵容易斷裂D.H原子只能形成σ鍵,O原子可以形成σ鍵和π鍵答案 C解析 σ鍵較穩(wěn)定,不易斷裂,而不是不能斷裂。化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是舊鍵的斷裂和新鍵的形成。
4.共價(jià)鍵①H—H鍵?、贖—F鍵　③H—O鍵④N—H鍵?、軵—H鍵中,鍵的極性由弱到強(qiáng)的順序正確的是(　　)A.①②③④⑤B.⑤④③②①C.①⑤④③②D.②③④⑤①
答案 C解析 元素周期表中,同一周期主族元素的原子從左到右吸引電子的能力逐漸增強(qiáng),題中涉及的同一周期元素原子吸引電子的能力由弱到強(qiáng)的順序是N