单键、双键、三键的形成

实验目的

认识单键、双键、三键的成键方式，区分σ键与π键。

实验原理

原子轨道相互重叠，使电子在两核之间出现的概率增大，从而形成共价键。σ键由轨道沿键轴“头碰头”重叠形成，π键由p轨道“肩并肩”重叠形成。单键是1个σ键；双键含1个σ键和1个π键；三键含1个σ键和2个π键，如N≡N。

实验器材

• H₂分子（H–H 单键）
• O₂分子（O=O 双键）
• N₂分子（N≡N 三键）
• 原子轨道重叠示意
• σ键、π键标注

实验步骤

1. 观察H₂分子：两个氢原子的1s轨道重叠成键
2. 观察O₂分子：先形成σ键，再出现π键
3. 观察N₂分子：数出1个σ键和2个π键
4. 比较σ键与π键的重叠方式和重叠位置
5. 归纳单键、双键、三键中σ键、π键的个数

实验现象与结论

H₂中只有1个σ键，是单键；O₂中有1个σ键和1个π键，是双键；N₂中有1个σ键和2个π键，是三键。σ键沿键轴重叠，π键在键轴两侧重叠。N₂含三键，分子很稳定，化学性质不活泼。

常见问题

双键是不是两个σ键？

不是。双键由1个σ键和1个π键组成，三键由1个σ键和2个π键组成。

σ键和π键哪个更牢固？

一般σ键重叠程度大，比π键牢固，π键较易断裂，所以含π键的物质常易发生加成等反应。