蘇教版選修3專題3 第3單元共價鍵 原子晶體第1課時學(xué)案.docx

第1課時共價鍵的形成和共價鍵的類型 目標(biāo)導(dǎo)航1.認識共價鍵的形成和實質(zhì)，了解共價鍵的特征。2.掌握共價鍵的分類。一、共價鍵的形成1共價鍵概念吸引電子能力相近的原子間通過共用電子對所形成的化學(xué)鍵，叫共價鍵。2共價鍵的形成過程(以氫氣分子形成為例)當(dāng)兩個氫原子相互接近，若兩個氫原子核外電子的自旋方向相反，它們接近到一定距離時，兩個1s軌道發(fā)生重疊，電子在兩原子核間出現(xiàn)的機會較大，體系的能量逐漸下降，達到能量最低狀態(tài)。若核間距離進一步地減小，兩原子核間的斥力增大，使體系的能量迅速上升，這種排斥作用又將氫原子推回到平衡位置。氫分子形成過程中能量(主要指勢能)隨核間距的變化如下圖所示：若兩個氫原子核外電子的自旋方向相同，當(dāng)它們相互接近時，兩原子間總是排斥作用占主導(dǎo)地位，體系能量將逐漸升高。所以，兩個帶有自旋方向相同的電子的氫原子不可能形成氫分子。3共價鍵形成的本質(zhì)當(dāng)成鍵原子相互接近時，原子軌道發(fā)生重疊，自旋方向相反的未成對電子形成共用電子對，兩原子核間的電子密度增加，體系的能量降低。4特點(1)共價鍵具有飽和性：成鍵過程中，每個原子有幾個未成對電子，通常能和幾個自旋方向相反的電子成鍵。故在共價分子中，每個原子形成鍵的數(shù)目是一定的。(2)共價鍵具有方向性：成鍵時，兩個參與成鍵的原子軌道沿著電子出現(xiàn)機會最大的方向重疊成鍵，且原子軌道重疊越多，電子在兩核間出現(xiàn)的機會越多，體系的能量下降也就越多，形成的共價鍵越牢固。議一議1哪些元素的原子之間能形成共價鍵？答案同種或不同種非金屬元素的原子之間能形成共價鍵；或通常情況下，吸引電子能力相近的原子之間通過共用電子對形成共價鍵；或兩個成鍵元素間的電負性差值小于1.7，它們之間通常形成共價鍵。2寫出n、o、f的電子排布式和軌道表示式，思考為什么它們與h原子結(jié)合只能形成nh3、h2o、hf呢？答案(1)n：1s22s22p3o：1s22s22p4f：1s22s22p5(2)在形成共價鍵時，只有成鍵原子中自旋方向相反的未成對電子才能形成共用電子對。成鍵過程中，每種元素的原子有幾個未成對電子，通常就只能和幾個自旋方向相反的電子形成共價鍵，所以在共價分子中，每個原子形成共價鍵的數(shù)目是一定的，這就是共價鍵的飽和性。n、o、f三種原子分別有3個、2個、1個未成對電子，只能分別與3個、2個、1個h原子結(jié)合成nh3、h2o、hf。(3)形成共價鍵時，兩個參與成鍵的原子軌道總是盡可能沿著電子出現(xiàn)機會最大的方向重疊成鍵，而且原子軌道重疊越多，電子在兩核間出現(xiàn)的機會越多，體系的能量下降也就越多，形成的共價鍵越牢固。因此，一個原子與周圍原子形成的共價鍵就表現(xiàn)出方向性。二、共價鍵類型1鍵和鍵(1)分類依據(jù)：成鍵原子的原子軌道重疊方式。(2)鍵和鍵的比較：鍵類型鍵鍵原子軌道重疊方式沿核間連線方向以“頭碰頭”方式重疊沿核間連線兩側(cè)以“肩并肩”方式重疊原子軌道重疊部位兩原子核之間核間連線上方和下方原子軌道重疊程度大小鍵的強度較大較小成鍵規(guī)律判斷共價單鍵是鍵，雙鍵中一個是鍵，一個是鍵，叁鍵中一個是鍵，另兩個是鍵2.極性鍵和非極性鍵(1)非極性鍵：當(dāng)原子間形成共價鍵時，若兩個成鍵原子吸引電子的能力相同，共用電子對不發(fā)生偏移，這樣的共價鍵叫非極性共價鍵。由同種元素的原子形成的共價鍵是非極性共價鍵，簡稱非極性鍵。(2)極性鍵：若形成共價鍵的兩個原子吸引電子的能力不同，共用電子對發(fā)生偏移，這樣的共價鍵叫極性共價鍵。由不同種元素的原子形成的共價鍵是極性共價鍵，簡稱極性鍵。成鍵原子的電負性差值愈大，鍵的極性就愈強。當(dāng)成鍵原子的電負性相差很大時，可以認為成鍵電子對完全移到電負性很大的原子一方。這時原子轉(zhuǎn)變成為離子，從而形成離子鍵。3配位鍵(1)配位鍵的概念是由一個原子提供一對電子與另一個接受電子對的原子形成的共價鍵。(2)配位鍵常用ab表示，其中a是提供孤電子對的原子，b是接受孤電子對的原子。(3)配位鍵與共價鍵在形成過程上的主要不同是配位鍵的共用電子對是由某個原子提供的，共價鍵的共用電子對是成鍵原子雙方共同提供的。議一議1填表類型比較非極性鍵極性鍵配位鍵本質(zhì)相鄰原子間的共用電子對(電子云重疊)與原子核間的靜電作用成鍵條件(元素種類)成鍵原子得、失電子能力相同(同種非金屬)成鍵原子得、失電子能力差別較小(不同非金屬或金屬與非金屬元素電負性差值較小)成鍵原子一方有孤電子對，另一方有空軌道特征有方向性、飽和性2.過二硫酸(h2s2o8)的結(jié)構(gòu)式為按要求回答問題：一分子h2s2o8含有_個鍵，_個極性鍵，_個非極性鍵，_個配位鍵。答案111014一、共價鍵的本質(zhì)特征1共價鍵的本質(zhì)原子之間形成共用電子對(或電子云重疊)。2共價鍵的形成條件通常電負性相同(或差值較小，一般小于1.7)的非金屬元素原子之間(或某些金屬與非金屬元素之間)形成共價鍵。3共價鍵的特征(1)共價鍵的飽和性決定了各種原子形成分子時相互結(jié)合的數(shù)量關(guān)系。(2)共價鍵的方向性決定了分子的立體構(gòu)型。特別提醒(1)所有的共價鍵都有飽和性，但不是所有的共價鍵都有方向性，如兩個1s軌道(h原子與h原子)重疊形成的s-s 鍵沒有方向性。(2)少部分金屬與非金屬元素原子間形成共價鍵，如becl2、alcl3等原子間均以共價鍵結(jié)合。(3)并不是所有的單質(zhì)中都有共價鍵，稀有氣體中不存在化學(xué)鍵，金屬單質(zhì)中不存在共價鍵。例1下列說法正確的是()a若把h2s分子寫成h3s分子，違背了共價鍵的飽和性bh3o的存在說明共價鍵不具有飽和性c所有共價鍵都有方向性d兩個原子軌道發(fā)生重疊后，電子僅存在于兩核之間解析s原子有兩個未成對電子，根據(jù)共價鍵的飽和性，形成的氫化物為h2s，a項對；h2o能結(jié)合1個h形成h3o，不能說明共價鍵不具有飽和性，b項錯；h2分子中，h原子的s軌道成鍵時，因為s軌道為球形，所以h2分子中的hh鍵沒有方向性，c項錯；兩個原子軌道發(fā)生重疊后，電子只是在兩核之間出現(xiàn)的機會大，d項錯。答案a變式訓(xùn)練1下列各組物質(zhì)中，所有化學(xué)鍵都是共價鍵的是()ah2s和na2o2bh2o2和caf2cnh3和n2dhno3和nacl答案c解析a項，na2o2中既有離子鍵又有oo共價鍵，不正確；b項，caf2中只有離子鍵，不正確；d項，nacl屬于離子化合物，沒有共價鍵。解題反思含有共價鍵的物質(zhì)(1)非金屬單質(zhì)(稀有氣體除外)；(2)所有共價化合物；(3)復(fù)雜的離子化合物，如強堿、含氧酸鹽、過氧化物(na2o2等)、過硫化物(na2s2等)、cac2等。二、共價鍵的類型1. 鍵與鍵(1)鍵：對于含有未成對的s電子或p電子的原子，它可以通過s-s、s-p、p-p等軌道“頭碰頭”重疊形成共價鍵。鍵構(gòu)成分子的骨架，可單獨存在于兩原子間，兩成鍵原子間只有1個鍵。(2)鍵：當(dāng)兩個p軌道py-py、pz-pz以“肩并肩”方式進行重疊形成的共價鍵，叫做鍵。鍵的原子軌道重疊程度不如鍵大，所以鍵不如鍵牢固。鍵一般是與鍵共同存在于具有雙鍵或叁鍵的分子中。因為鍵電子云不像鍵那樣集中在兩核的連線上，原子核對電子的束縛力較小，電子能量較高，活動性較大，所以容易斷裂。因此，一般含有共價雙鍵和叁鍵的化合物容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。2單鍵、雙鍵和叁鍵單鍵：共價單鍵一般是鍵，以共價單鍵結(jié)合的兩個原子間只能有1個鍵。雙鍵：一個是鍵，另一個是鍵。叁鍵：叁鍵中有一個鍵和兩個鍵。3配位鍵如果共價鍵的形成是由兩個成鍵原子中的一個原子單獨提供一對電子進入另一個原子的空軌道共用而成鍵，這種共價鍵稱為配位鍵。配位鍵是一種特殊的共價鍵。nh、h3o、h2so4等以及種類繁多的配位化合物中都存在配位鍵。4非極性鍵和極性鍵由同種元素的原子形成的共價鍵是非極性共價鍵，簡稱非極性鍵。由不同種元素的原子形成的共價鍵是極性共價鍵，簡稱極性鍵。成鍵原子的電負性差值愈大，鍵的極性就愈強。當(dāng)成鍵原子的電負性相差很大時，可以認為成鍵電子對完全移到電負性很大的原子一方。這時原子轉(zhuǎn)變成為離子，從而形成離子鍵。例2有下列十種物質(zhì)：ch4ch3ch2ohn2hclco2ch3ch3c2h4c2h2h2o2hcho。請按要求回答下列問題(填寫編號)：(1)只有鍵的有_，既有鍵又有鍵的有_。(2)只含有極性鍵的化合物有_，既含有極性鍵，又含有非極性鍵的化合物有_。(3)含有雙鍵的有_，含有叁鍵的有_。解析十種物質(zhì)的結(jié)構(gòu)式分別為、nn、hcl、o=c=o、hcch、hooh、。根據(jù)以下兩點判斷化學(xué)鍵類型：單鍵只有是鍵，雙鍵中有1個鍵和1個鍵，叁鍵中有1個鍵和2個鍵；同種元素原子之間形成的共價鍵是非極性鍵，不同種元素原子之間形成的共價鍵是極性鍵。答案(1)(2)(3)解題反思鍵與鍵的判斷方法變式訓(xùn)練2(1)1 mol co2中含有的鍵數(shù)目為_。(2)下列物質(zhì)中，只含有極性鍵的分子是_，既含離子鍵又含共價鍵的化合物是_；只存在鍵的分子是_，同時存在鍵和鍵的分子是_。an2bco2cch2cl2dc2h4ec2h6fcacl2gnh4cl答案(1)26.021023個(或2 mol)(2)bcgceabd解析(1)1個co2分子內(nèi)含有2個碳氧雙鍵，1個雙鍵中含有1個鍵，1個鍵，則1 mol co2中含有2 mol 。(2)n2中含有氮氮叁鍵，由1個鍵和2個鍵組成，為非極性鍵；co2中含有2個碳氧雙鍵，由2個鍵和2個鍵組成，為極性鍵；ch2cl2中含有ch鍵、ccl鍵，均為極性鍵(鍵)；c2h4中含有4個ch鍵、1個碳碳雙鍵，其中碳碳雙鍵由1個鍵和1個鍵組成；c2h6中含有ch鍵、cc鍵，均由鍵組成；cacl2為離子化合物，只含有離子鍵；nh4cl為離子化合物，含有離子鍵和共價鍵。1下列關(guān)于共價鍵的說法不正確的是()ah2s分子中兩個共價鍵的鍵角接近90的原因是共價鍵有方向性bn2分子中有一個鍵，兩個鍵c兩個原子形成共價鍵時至少有1個鍵d在雙鍵中，鍵不如鍵穩(wěn)定答案d2具有下列電子排布式的原子中，不能形成鍵的是()a1s22s22p63s23p4b1s22s22p3c1s22s22p63s1d1s22s22p2答案c3下列說法正確的是()a所有的原子軌道都具有一定的伸展方向，因此所有的共價鍵都具有方向性b某原子跟其他原子形成共價鍵時，其共價鍵數(shù)一定等于該元素原子的外圍電子數(shù)c基態(tài)c原子有兩個未成對電子，所以最多只能形成2個共價鍵d1個n原子最多只能與3個h原子結(jié)合形成nh3分子，是由共價鍵的飽和性決定的答案d解析只有2個s原子軌道重疊形成的hh鍵沒有方向性，其他原子軌道重疊形成的共價鍵都有方向性，故a不正確；非金屬元素的原子形成的共價鍵數(shù)目一般等于該原子最外層的未成對電子數(shù)，不能說一定等于該元素原子的外圍電子數(shù)，故b不正確；在形成ch4分子的過程中，碳原子2s軌道中的1個電子激發(fā)到2p空軌道，這樣形成了4個未成對電子，c不正確；n原子最外層2p軌道上共有3個未成對電子，1個n原子可以與3個h原子結(jié)合形成nh3，此時共價鍵飽和，d正確。4下列有關(guān)化學(xué)鍵類型的判斷不正確的是()as-s 鍵與s-p 鍵的對稱性不同b分子中含有共價鍵，則至少含有一個鍵c已知乙炔的結(jié)構(gòu)式為hcch，則乙炔分子中存在2個鍵(ch)和3個鍵(cc)d乙烷分子中只存在鍵，即6個ch鍵和1個cc鍵都為鍵，不存在鍵答案c解析s-s 鍵無方向性，s-p 鍵軸對稱，a項對；在含有共價鍵的分子中一定有鍵，可能有鍵，如hcl、n2等，b項對；單鍵都為鍵，乙烷分子結(jié)構(gòu)式為，其6個ch鍵和1個cc鍵都為鍵，d項對；共價雙鍵中有一個為鍵，另一個為鍵，共價叁鍵中有一個為鍵，另外兩個為鍵，故乙炔(hcch)分子中有2個ch 鍵，cc鍵中有1個鍵、2個鍵，c項錯。5回答下列問題。(1)關(guān)于乙醇分子的說法正確的是_。a分子中共含有8個極性鍵b分子中不含非極性鍵c分子中只含鍵d分子中含有1個鍵(2)分析下列化學(xué)式中劃有橫線的元素，選出符合要求的物質(zhì)編號，填寫在橫線上。ac2h4bh2schbrdch4ec2h6fo2gnh3所有的外圍電子都參與形成共價鍵的是_；只有一個電子參與形成共價鍵的是_；最外層有未參與成鍵的電子對的是_；既有鍵，又有鍵的是_；既含極性鍵，又含非極性鍵的是_。答案(1)c(2)adecbcfgafae解析(1)乙醇的結(jié)構(gòu)式為，共含有8個共價鍵，其中ch、co、oh鍵為極性鍵，共7個，cc鍵為非極性鍵。由于全為單鍵，故無鍵。(2)c2h4分子中1個c原子與2個h原子形成2個鍵，與另1個c原子形成1個鍵和1個鍵，所有電子都參與成鍵；h2s分子中s原子與2個h原子形成2個鍵，還有2對未成鍵電子；hbr分子中br原子與1個h原子形成1個鍵，還有3對未成鍵電子；ch4分子中c原子與4個h原子形成4個鍵，所有外圍電子都參與成鍵；c2h6分子中1個c原子分別與3個h原子及另1個c原子形成4個鍵，所有外圍電子都參與成鍵；o2分子中1個o原子與另1個o原子形成1個鍵和1個鍵，還有2對未成鍵電子；nh3分子中1個n原子與3個h原子形成3個鍵，還有1對未成鍵電子。同種元素原子間形成的共價鍵為非極性鍵，不同種元素的原子間形成的共價鍵為極性鍵，故c2h4和c2h6中既含極性鍵又含非極性鍵?；A(chǔ)過關(guān)一、共價鍵的形成、特征1下列說法中不正確的是()a雙鍵、叁鍵都有鍵b成鍵原子間原子軌道重疊越多，共價鍵越牢固c因每個原子未成對電子數(shù)是一定的，故配對原子個數(shù)也一定d所有原子軌道在空間都有自己的方向性答案d解析ss 鍵無論s軌道從哪個方向重疊都相同，因此這種共價鍵沒有方向性。2根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，從電負性的角度判斷下列元素之間易形成共價鍵的一組是()元素namgalhcocl電負性0.91.21.52.12.53.53.0na和clmg和clal和clh和oal和oc和cla b c d全部答案b解析非金屬元素之間易形成共價鍵，大多數(shù)電負性之差小于1.7的金屬與非金屬元素的原子之間形成共價鍵。na和cl：3.00.92.11.7；mg和cl：3.01.21.81.7；al和o：3.51.52.01.7；al和cl：3.01.51.5h2onh3ch4解析(1)co2分子內(nèi)含有碳氧雙鍵，雙鍵中一個是鍵，另一個是鍵，則1 mol co2中含有的鍵為2na。(2)n2的結(jié)構(gòu)式為nn，推知：co結(jié)構(gòu)式為co，含有1個鍵、2個鍵；cn結(jié)構(gòu)式為cn，hcn分子結(jié)構(gòu)式為hcn，hcn分子中鍵與鍵均為2個。(3)反應(yīng)中有4 molnh鍵斷裂，即有1 mol n2h4參加反應(yīng)，生成1.5 mol n2，則形成的鍵有3 mol。(4)設(shè)分子式為cmhn，則6mn16，解之得m2，n4，即c2h4，結(jié)構(gòu)式為。單鍵為鍵，雙鍵有1個鍵和1個鍵，所以c2h4中共含有5個鍵和1個鍵。(5)乙醛和co(nh2)2的結(jié)構(gòu)簡式分別為、，故1 mol乙醛中含有鍵6na個，1個co(nh2)2分子中含有7個鍵。(6)兩個成鍵原子的電負性差別越大，它們形成共價鍵的極性就大(或從