1、第一课时共价键 诺贝尔物理学奖得主理查德费曼曾说过，假如发生了大灾难，人类全部的科学知识只能概括为一句话传诸后世，那么这句话应该是“万物皆由原子构成”。（1）定义（3）存在范围只存在于相邻的原子或离子之间,分子间不存在化学键。二、共价键1.共价键的定义原子间通过共用电子对所形成的强烈相互作用，叫共价键。 共价键的本质是原子之间形成共用电子对(或原子轨道的重叠)。自旋方向的未成对电子形成共用电子对。原子共用电子对非金属元素（4）按成键原子的原子轨道重叠方式分类 电子云在两个原子核间重叠，意味着电子出现在核间的概率增大，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
2、的两个原子核“黏结”在一起了。键 和 键(1)键概念：键是两原子在成键时，原子轨道以“头碰头”的方式重叠形成的共价键。键的类型：根据成键时，原子轨道的不同，键可分为ss 键、sp 键、pp 键。HHHH氢原子形成氢分子的电子云描述氢原子形成氢分子的电子云描述两个s轨道重叠键键电子云电子云1S1S 原子轨道在两个原子核间重叠，意味着电子出现在核间的概率增大，因此可以说，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”在一起了。键的特征是:以形成化学键的两原子核的连线为轴旋转，共价键电子云的图形不变，这种特征为轴对称。相互靠拢H2中的共价键称为键。H2中的键是由两个s轨道重叠形
3、成的。H2中的键是由两个s轨道重叠形成的，可称为s-s 键。s轨道和p轨道，p轨道和p轨道重叠是否也能形成键呢？我们看一看HCl和Cl2中的共价键。HClHCl的的 s-p 键的形成键的形成一个s轨道与一个p轨道重叠HCl 未成对电子的电子云相互靠拢电子云相互重叠s-p 键1S1S2S2P3S3P HCl中的共价键是由氢原子提供的未成对电子的1s原子轨道和氯原子提供的未成对电子的3p原子轨道重叠形成的。s p 键,轴对称.ClCl的的 p-p 键的形成键的形成两个p轨道重叠ClClClCl电子云相互重叠未成对电子的电子云相互靠拢p-p 键 1S2S2P3S3P 1S2S2P3S3P Cl2中的
4、共价键是由2个氯原子各提供1个未成对电子的3p原子轨道重叠形成的。pp 键,轴对称.键的重叠方式：键的重叠方式：“头碰头头碰头”XssXpxsXpxpx键的特征是：以两原子核的连线为轴旋转，共价键电子云的图形不变，这种特征称为轴对称。【归纳总结】 (1)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。(2)形成键的原子轨道重叠程度较大，故键有较强稳定性。(3)以形成键的两原子核的连线为轴，任何一个原子均可以旋转，旋转时并不破坏键的结构。头碰头；头碰头；轴对称轴对称；形成形成键的原子轨道键的原子轨道重重叠程度较大叠程度较大，故，故键有键有较强的稳定性较强的
5、稳定性。 键 p轨道与p轨道除了能形成键外，还能形成键。 键的特征是两个原子轨道以平行或“肩并肩” 方式重叠；原子重叠的部分分别位于两原子核构成平面的两侧。每个键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。(2)键 概念：形成共价键的未成对电子的原子轨道，采取“肩并肩”的方式重叠，这种共价键叫键，主要类型为pp 键，其形成过程可以表示为下图：P-P 键的形成键的形成 键的重叠方式：键的重叠方式：“肩并肩肩并肩”XZZpZpZ键特征:镜像对称不稳定性： 键 键碳碳双键容易断双键中一个键（ 键），故易发生加成反应和加聚反应。【归纳总结】 键的特征(1)每个键的电子云由两块组成，分别位于
6、由两原子核构成平面的两侧，如果以它们之间包含原子核的平面为镜面，它们互为镜像，这种特征称为镜面对称。(2)形成键时电子云重叠程度比键小，键不如键牢固。特例：N2分子中的键比键稳定。(3)以形成键的两个原子核的连线为轴，任意一个原子并不能单独旋转，若单独旋转则会破坏键，如以pypy 键为例，若旋转其中一个成键原子，则两原子的py轨道不再平行，也就无法“肩并肩”地靠近形成键。 键肩并肩；肩并肩；镜面对称镜面对称；键不如键不如键牢固键牢固比较比较容易断裂；容易断裂；键和键的比较O2 中中 p-p 键键和和 p-p 键键的形成过程的形成过程p-p键p-p键两队孤对电子对电子云2P4轨道N2中1个p-p
7、 键和2个p-p 键的形成过程 NN 2P3轨道zzyyx规律总结 对于原子之间能否形成键可依据原子的价电子数确定,若达到稳定结构只差一个电子,如H、Cl,则只能形成键;若达到稳定结构差两个及两个以上电子,如O、N等,则既能形成键,又能形成键,H2O分子中氧原子只形成键,而O2分子中既有键,又有键。另外需要注意,分子中存在键,则一定存在键,但若存在键,则不一定存在键。(3)判断键、键的一般规律s-s电子、s-p电子只形成键；p-p电子既形成键，又形成键；且 p-p电子先形成键，后形成键共价单键是键；共价双键中一个键,另一个键；共价三键中一个键,另两个键共价键的类型按照不同的分类方法,可将共价键
8、分为不同的类型:总结观察下图中乙烷、乙烯和乙炔分子的球棍模型,回答相关问题。问题思考:(1)乙烯和乙炔分子中的碳原子间,既存在键,又存在键,键和键的成键方式有何不同?提示:键是原子轨道以“头碰头”方式发生重叠成键;键是p轨道与p轨道以“肩并肩”方式发生重叠成键。思考与讨论乙烷、乙烯和乙炔分子中的共价键分别有几个乙烷、乙烯和乙炔分子中的共价键分别有几个 键和几个键和几个键组成？键组成？乙炔分子中由乙炔分子中由3个个键和键和2个个键组成。键组成。乙烷分子乙烷分子中由中由7个个键组成；键组成；乙烯分子中由乙烯分子中由5个个键和键和1个个键组成；键组成；有机物中的共价键1. C H 是键。2. CC
9、是键。3. C=C 一个键，一个键。4. CC 一个键，两个键。(2)从乙烷、乙烯和乙炔分子中存在的键和键来看,键和键的存在条件和数目有何规律?提示:键可以独立存在,键不能单独存在。所有的单键都是键;双键中有一个键和一个键;三键中有一个键和两个键。(3)乙烯和乙炔的化学性质为什么比乙烷活泼?提示:乙烯分子中的碳碳双键和乙炔分子中的碳碳三键中分别含有1个和2个键,键原子轨道重叠程度较小,不稳定,容易断裂。而乙烷分子中没有键,键原子轨道重叠程度大,比较稳定,不易断裂。原子NaClHClCO电负性0.93.02.13.02.53.5电负性之差(绝对值)2.10.91.0结论:当成键原子的电负性相差很
10、大时,形成的电子对不会被共用,形成的将是离子键;而共价键是电负性相差不大的原子之间形成的化学键。3.共价键的形成条件规律总结 一般活泼金属元素与活泼非金属元素电负性相差较大,易形成离子键,而非金属元素之间电负性相差较小,原子间易形成共价键;离子化合物一定含有离子键,也可能含有共价键,如NH4Cl、Na2O2等。(1)用电子式表示:用小黑点(或)表示原子最外层电子。如:4.共价键的表示方式(2)用结构式表示:用一条短线表示一对共用电子(见下表)。(3)共价键形成过程的表示方法:用电子式表示(以Cl2、H2O、CO2为例):(1)共价化合物不同原子间以共用电子对(共价键)形成的化合物中。原子之间通
11、过共价键结合,共价化合物中一定存在共价键。如SO2、CO2、CH4、H2O2、CS2、H2SO4等。(2)多原子非金属单质分子中。如O2、F2、H2、C60、单质硫、白磷(P4)等(稀有气体为单原子分子,不存在化学键),双原子(或多原子)分子中一定存在共价键(但红磷等分子结构较复杂,常以元素符号代表其单质)。(3)含根的离子化合物 :如NaOH 、 Na2O2 、 NH4Cl 、NH4NO3等。含有共价键的化合物不一定是共价化合物5.共价键存在的范围1.水分子中的共价键是哪些原子形成的哪类共价键?为什么水分子中的三个原子不在一条直线上?提示:水分子中的共价键是由O原子与H原子形成的键;共价键的
12、方向性导致水分子中的三个原子不在一条直线上。思考与讨论水分子的空间充填模型水分子的空间充填模型过氧化氢分子的空间充填模型过氧化氢分子的空间充填模型2.过氧化氢分子中的O、H元素的化合价分别是多少?为什么?提示:过氧化氢分子中O、H元素的化合价分别是-1价、+1价。过氧化氢分子中有两类共价键,OO间的共价键是非极性键,共用电子对不偏移;OH键是极性键,氧的电负性较H大,共用电子对偏向氧。3.共价键可以存在于哪些物质中?举例说明。提示:共价键可以存在于共价单质中,如H2、O2、N2等;可以存在于共价化合物中,如H2O、H2SO4、CH4等;也可以存在于离子化合物中,如NaOH、NH4Cl、Na2O
13、2等。共价键的特征:共价键具有饱和性和方向性。(1)共价键的饱和性 按照共用电子对理论,一个原子有几个未成对电子,便可以与几个自旋相反的电子配对成键,这就是共价键的“饱和性”。H原子、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。形成的共价键数 未成对电子数(2)共价键的方向性 原子之间形成共价键时,两个参与成键的原子轨道总是尽可能沿着电子出现概率最大的方向重叠,而且原子轨道重叠越多,电子在两核间出现的概率越大,形成的共价键越牢固。电子所在的原子轨道都具有一定的形状,原子轨道要取得最大重叠决定了共价键必然具有方向性（s 轨道与 s 轨
14、道重叠形成的共价键无方向性，例外）。6.共价键的特征决定原子形成分子时相互结合的数量关系-决定分子的空间构型1.所有共价键都有方向性和饱和性。 ()2.N2分子中键与键的个数比是2 1。()3.CO2分子中有一个键和一个键。()4.一般来说,键比键强度大,更稳定。()5.形成Cl2分子时,p轨道的重叠方式可以为 。()6.键和键都只存在于共价分子中。()1判断正误判断正误(正确的打正确的打“”“”，错误的打，错误的打“”)2.原子间形成分子时,决定各原子相互结合的数量关系的是()A.共价键的方向性B.共价键的饱和性C.形成共价键原子的大小D.共价键的稳定性3.下列元素之间难以形成共价键的是()
15、A.Na和ClB.C和H C.N和ND.S和O4.下列物质的分子中,没有键的是()A.CO2B.N2 C.CHCH D.HClOBAD5.下列说法不正确的是()A.键一般比键原子轨道重叠程度大,形成的共价键强B.两个原子之间形成共价键时,最多有1个键C.气体单质中,一定有键,可能有键D.一个N2分子中有1个键,2个键C解析:气体单质分子中,可能有键,如Cl2;可能有键,如N2;也可能没有化学键,如稀有气体分子。解析:键较稳定,不易断裂,而不是不能断裂。化学反应的实质是旧键的断裂和新键的形成。6.关于键和键的比较,下列说法不正确的是()A.键是轴对称的,键是镜面对称的B.键是“头碰头”式重叠,键
16、是“肩并肩” 式重叠C.键不能断裂,键容易断裂D.氢原子只能形成键,氧原子可以形成键和键C7.下列说法正确的是()A.若把H2S写成H3S,则违背了共价键的饱和性B.H3O+的存在说明共价键不应有饱和性C.所有共价键都有方向性D.金属元素与非金属元素的原子间只形成离子键A解析:硫原子有两个未成对电子,根据共价键的饱和性,形成的氢化物为H2S,A项正确;H2O只能结合1个H+形成H3O+,证明共价键有饱和性,B项错误;H2分子中两个氢原子的1s轨道发生重叠形成HH 键,因为s轨道电子云呈球形,所以H2分子中的HH键没有方向性,C项错误;AlCl3是铝原子与氯原子通过共价键形成的共价化合物,D项错
17、误。解析:A项,Na2O2中既有离子键又有OO共价键,不符合题意;B项,CaF2中只有离子键,不符合题意;D项,NaCl属于离子化合物,没有共价键,不符合题意。C8.下列各组物质中,所有化学键都是共价键的是()A.H2S和Na2O2 B.H2O2和CaF2C.NH3和N2 D.HNO3和NaCl9.有以下物质:HFCl2H2ON2C2H4C2H6H2H2O2HCN(HCN)。其中,只含有极性键的是;只含有非极性键的是;既有极性键,又有非极性键的是;只有键的是 ;既有键又有键的是;含有由两个原子的s轨道重叠形成的键的是;含有由一个原子的p轨道与另一个原子的p轨道重叠形成键的是。 解析:由同种元素形成的共价键是非极性键,由不同种元素形成的共价键是极性键。在形成的共价键中,单键都是键,双键或三键中既有键又有键,键由两个原子的p轨道“肩并肩”重叠形成。 10.(1)1 mol HCHO分子中含有键的数目为。 (2)CS2分子中,共价键的类型有 。 (3)Ni能与CO形成正四面体形的共价化合物Ni(CO)4,1 mol Ni(CO)4中含有mol 键。 (4)石墨烯是一种由单层碳原子构成的平面结构新型材料,题图中1号C与相邻C形成键的个数为。 石墨烯结构 3NA8键和键3
