分子結(jié)構(gòu)-共價鍵

1、12什么是化學(xué)鍵？什么是化學(xué)鍵？什么是離子鍵？什么是離子鍵？什么是共價鍵？什么是共價鍵？化學(xué)鍵：分子中相鄰原子之間強烈的相互作用。化學(xué)鍵：分子中相鄰原子之間強烈的相互作用。離子鍵：陰、陽離子之間通過靜電作用形成的離子鍵：陰、陽離子之間通過靜電作用形成的 化學(xué)鍵。化學(xué)鍵。共價鍵：原子間通過共用電子對形成的化學(xué)鍵。共價鍵：原子間通過共用電子對形成的化學(xué)鍵。 分子中相鄰原子之間是靠什么作用而分子中相鄰原子之間是靠什么作用而結(jié)合在一起？結(jié)合在一起？3用電子式表示用電子式表示H H2 2、HClHCl、ClCl2 2分子的形成過程？分子的形成過程？為什么不可能有為什么不可能有H H3 3、H H2 2C

2、lCl、ClCl3 3分子的形成？分子的形成？一、共價鍵類型一、共價鍵類型1、共價鍵的特性、共價鍵的特性飽和性、方向性飽和性、方向性由共用電子對理論，一個原子有幾個未成對電子，便可和由共用電子對理論，一個原子有幾個未成對電子，便可和幾個自旋相反的電子配對成鍵，即共價鍵的幾個自旋相反的電子配對成鍵，即共價鍵的“飽和性飽和性”。H 原子、原子、Cl原子都只有一個未成對電子，因而只能形成原子都只有一個未成對電子，因而只能形成H2、HCl、Cl2分子，不能形成分子，不能形成H3、H2Cl、Cl3分子分子4電子云在兩個原子核間重疊，意味著電子出現(xiàn)在核間的概電子云在兩個原子核間重疊，意味著電子出現(xiàn)在核間的

3、概率增大，電子帶負電，因而可以形象的說，核間電子好比率增大，電子帶負電，因而可以形象的說，核間電子好比在核間架起一座帶負電的橋梁，把帶正電的兩個原子核在核間架起一座帶負電的橋梁，把帶正電的兩個原子核“黏結(jié)黏結(jié)”在一起了。在一起了。成鍵原子相互接近時，原子軌道發(fā)生重疊，自旋方向相反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的未成對電子形成共用電子對，兩原子核間的電子密度增大大 ，體系的能量降低。，體系的能量降低。2 2、共價鍵的形成、共價鍵的形成5相互靠攏相互靠攏(a)s-s 鍵的形成鍵的形成 (1) 鍵的形成鍵的形成(b) s-p 鍵的

4、形成鍵的形成 未成對電子的未成對電子的電子云相互靠攏電子云相互靠攏電子云相互重疊電子云相互重疊6 未成對電子的未成對電子的電子云相互靠攏電子云相互靠攏電子云相互重疊電子云相互重疊(c)p-p 鍵的形成鍵的形成(2)鍵的形成鍵的形成 兩個原子兩個原子相互接近相互接近電子云重疊電子云重疊鍵的電子云鍵的電子云7課堂練習(xí)課堂練習(xí)83 3、鍵和鍵和鍵的比較鍵的比較鍵鍵鍵鍵成鍵方向成鍵方向電子云形狀電子云形狀牢固程度牢固程度成鍵判斷規(guī)律成鍵判斷規(guī)律“頭碰頭頭碰頭”“肩并肩肩并肩”軸對稱軸對稱鏡像對稱鏡像對稱強度大，強度大，不易斷裂不易斷裂強度較小強度較小易斷裂易斷裂共價單鍵是共價單鍵是 鍵，共價雙鍵，共價

5、雙鍵中一個是鍵中一個是 鍵，另一個鍵，另一個是是 鍵，共價三鍵中一個鍵，共價三鍵中一個是是 鍵，另兩個為鍵，另兩個為 鍵鍵9 氮氣的化學(xué)性質(zhì)很不活潑，通常很難氮氣的化學(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)。請你寫出氮分與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。請你寫出氮分子的電子式和結(jié)構(gòu)式，并分析氮分子中氮子的電子式和結(jié)構(gòu)式，并分析氮分子中氮原子的軌道是如何重疊形成化學(xué)鍵的原子的軌道是如何重疊形成化學(xué)鍵的問題探究一問題探究一10zzyyxNNzy11 乙烷、乙烯和乙炔分子乙烷、乙烯和乙炔分子中的共價鍵分別由幾個中的共價鍵分別由幾個鍵鍵和幾個和幾個鍵組成？鍵組成？問題探究二問題探究二12乙烷：乙烷： 個個

6、鍵鍵 乙烯：乙烯： 個個鍵鍵 個個鍵鍵 乙炔：乙炔： 個個鍵鍵 個個鍵鍵7 75 51 13 32 213課堂練習(xí)課堂練習(xí)14問題探究三問題探究三 請寫出乙烯、乙炔與溴發(fā)生加成反請寫出乙烯、乙炔與溴發(fā)生加成反應(yīng)的反應(yīng)方程式。并思考：在乙烯、乙應(yīng)的反應(yīng)方程式。并思考：在乙烯、乙炔和溴發(fā)生的加成反應(yīng)中，乙烯、乙炔炔和溴發(fā)生的加成反應(yīng)中，乙烯、乙炔分子斷裂什么類型的共價鍵？分子斷裂什么類型的共價鍵？1516問題探究四問題探究四 根據(jù)氫原子和氟原子的核外電子排布，根據(jù)氫原子和氟原子的核外電子排布，你知道你知道F F2 2和和HFHF分子中形成的共價鍵有什么分子中形成的共價鍵有什么不同嗎？不同嗎？ 根據(jù)

7、元素電負性的強弱，你能判斷根據(jù)元素電負性的強弱，你能判斷F F2 2和和HFHF分子中共用電子對是否發(fā)生偏移嗎？分子中共用電子對是否發(fā)生偏移嗎？17二、鍵參數(shù)二、鍵參數(shù)鍵能、鍵長和鍵角鍵能、鍵長和鍵角1. 1.鍵能鍵能氣態(tài)基態(tài)原子形成氣態(tài)基態(tài)原子形成1mol1mol共價鍵共價鍵釋放的最低能量釋放的最低能量( (或拆開或拆開1mol1mol共價鍵所吸共價鍵所吸收的能量收的能量) )，例如，例如H-HH-H鍵的鍵能為鍵的鍵能為436.0kJ.mol436.0kJ.mol-1 -1。 說明說明 鍵能的單位是鍵能的單位是kJmolkJmol-1-1形成化學(xué)鍵通常放出熱量鍵能為通常取正值形成化學(xué)鍵通常放

8、出熱量鍵能為通常取正值鍵能越大，化學(xué)鍵越穩(wěn)定鍵能越大，化學(xué)鍵越穩(wěn)定182.2.鍵長鍵長形成共價鍵的兩個原子之間形成共價鍵的兩個原子之間的核間的平衡距離。的核間的平衡距離。 說明說明 鍵長的單位都是鍵長的單位都是pm=10pm=10-12-12m m鍵長越短往往鍵能就越大，共價鍵越穩(wěn)定鍵長越短往往鍵能就越大，共價鍵越穩(wěn)定193.3.鍵角鍵角分子中兩個相鄰共價鍵之分子中兩個相鄰共價鍵之間的夾角稱鍵角。鍵角間的夾角稱鍵角。鍵角. . 說明說明 鍵角決定分子的立體結(jié)構(gòu)和分子的極性鍵角決定分子的立體結(jié)構(gòu)和分子的極性常見的分子的鍵角有常見的分子的鍵角有:CO:CO2 2 180 180。 H H2 2O

9、104.5O 104.5。 NHNH3 3 107.3107.3。 CHCH4 4 109 109。28 C28 C2 2H H4 4 180180。 小結(jié)：鍵能、鍵長、鍵角是共價鍵的三小結(jié)：鍵能、鍵長、鍵角是共價鍵的三個參數(shù)。鍵能、鍵長決定了共價鍵的穩(wěn)個參數(shù)。鍵能、鍵長決定了共價鍵的穩(wěn)定性；鍵角決定了分子的空間構(gòu)型。定性；鍵角決定了分子的空間構(gòu)型。 201.1.鍵能鍵能氣態(tài)基態(tài)原子形成氣態(tài)基態(tài)原子形成1mol1mol共價鍵釋放的最低能量共價鍵釋放的最低能量( (或拆開或拆開1mol1mol共價鍵所吸收的能量共價鍵所吸收的能量) )，例如，例如H-HH-H鍵的鍵的鍵能為鍵能為436.0kJ.m

10、ol436.0kJ.mol-1-1，鍵能可作為衡量化學(xué)鍵牢固，鍵能可作為衡量化學(xué)鍵牢固程度的鍵參數(shù)。程度的鍵參數(shù)。2.2.鍵長鍵長形成共價鍵的兩個原子之間的核間的平衡距離。形成共價鍵的兩個原子之間的核間的平衡距離。鍵能與鍵長的關(guān)系鍵能與鍵長的關(guān)系: :一般來說一般來說, ,鍵長越短鍵長越短, ,鍵能越大鍵能越大, ,分子越穩(wěn)定分子越穩(wěn)定. .3.3.鍵角鍵角分子中兩個相鄰共價鍵之間的夾角稱鍵角。鍵角分子中兩個相鄰共價鍵之間的夾角稱鍵角。鍵角決定分子的立體結(jié)構(gòu)和分子的極性決定分子的立體結(jié)構(gòu)和分子的極性. .211 molH1 molH2 2與與1molCl1molCl2 2反應(yīng)生成反應(yīng)生成2mo

11、lHCl2molHCl時，其理論分析數(shù)時，其理論分析數(shù)據(jù)與實驗數(shù)據(jù)略有差異，下圖表示上述反應(yīng)能量變化據(jù)與實驗數(shù)據(jù)略有差異，下圖表示上述反應(yīng)能量變化的理論分析示意圖：的理論分析示意圖：化學(xué)鍵斷裂需要化學(xué)鍵斷裂需要 （填（填“釋放釋放”或或“吸收吸收”）能量；）能量；圖中共釋放的能量圖中共釋放的能量 kJ/mol；該反應(yīng)的反應(yīng)物的總能量該反應(yīng)的反應(yīng)物的總能量 （填（填“大于大于”、“等于等于”或或“小于小于”）反應(yīng)產(chǎn)物的能量，所以該反應(yīng)是）反應(yīng)產(chǎn)物的能量，所以該反應(yīng)是_反應(yīng)反應(yīng)221.1.試利用表試利用表2-12-1的數(shù)據(jù)進行計算，的數(shù)據(jù)進行計算，1molH1molH2 2分別跟分別跟1mol 1

12、mol ClCl2 2 ,1mol Br ,1mol Br2 2( (蒸氣）反應(yīng)，分別形成蒸氣）反應(yīng)，分別形成2mol HCl2mol HCl分子分子和和2mol HBr2mol HBr分子，哪個反應(yīng)釋放的能量更多？如何用分子，哪個反應(yīng)釋放的能量更多？如何用計算結(jié)果說明計算結(jié)果說明HClHCl分子和分子和HBrHBr分子哪個更容易發(fā)生熱分分子哪個更容易發(fā)生熱分解生成相應(yīng)的單質(zhì)？解生成相應(yīng)的單質(zhì)？2.N2.N2 2、O O2 2、F F2 2跟跟H H2 2的反應(yīng)能力依次增強，從鍵能的角度的反應(yīng)能力依次增強，從鍵能的角度如何理解這一化學(xué)事實？如何理解這一化學(xué)事實？3.3.通過上述的例子，你認為鍵

13、長、鍵能對分子的化學(xué)通過上述的例子，你認為鍵長、鍵能對分子的化學(xué)性質(zhì)有什么影響？性質(zhì)有什么影響？23三、等電子原理三、等電子原理 1.1.原子總數(shù)相同、價電子總數(shù)相同的分子或原子總數(shù)相同、價電子總數(shù)相同的分子或離子具有相似化學(xué)鍵特征，許多性質(zhì)是相似離子具有相似化學(xué)鍵特征，許多性質(zhì)是相似的。此原理稱為等電子原理的。此原理稱為等電子原理2.2.等電子體的判斷和利用等電子體的判斷和利用判斷方法：原子總數(shù)相同，價電子總數(shù)相同判斷方法：原子總數(shù)相同，價電子總數(shù)相同的分子為等電子體的分子為等電子體. . 應(yīng)用：利用等電子體性質(zhì)相似，空間構(gòu)型相應(yīng)用：利用等電子體性質(zhì)相似，空間構(gòu)型相同，可運用來預(yù)測分子空間的

14、構(gòu)型和性質(zhì)同，可運用來預(yù)測分子空間的構(gòu)型和性質(zhì). .24分子分子N N2 2COCO原子數(shù)原子數(shù)電子數(shù)電子數(shù)價電子數(shù)價電子數(shù)化學(xué)鍵化學(xué)鍵22、1122、11鍵能鍵能1072kJmol1072kJmol11941.7kJmo941.7kJmol l11分子構(gòu)型分子構(gòu)型沸點沸點/K/K252252253253熔點熔點/K/K77778383液體密度液體密度(g/cm(g/cm3 3) )0.7960.7960.7930.793溶解度（水）溶解度（水）難溶于水難溶于水難溶于水難溶于水251.1.寫出寫出1010電子構(gòu)型的分子：電子構(gòu)型的分子： 寫寫5 5個個1010電子構(gòu)型的離子：電子構(gòu)型的離子：

15、寫寫6 6個個1818電子構(gòu)型的分子：電子構(gòu)型的分子： 寫寫4 4個個1818電子構(gòu)型的離子：電子構(gòu)型的離子： 2.2.空間構(gòu)型小結(jié)：空間構(gòu)型小結(jié)：正四面體型（正四面體型（1091092828）金剛石（硅）、金剛石（硅）、CHCH4 4、CClCCl4 4、NHNH4 4+ + 、 SOSO4 42- 2- 、 POPO4 43- 3- 、P P4 4（6060）（注意）三角錐型）（注意）三角錐型 氨（氨（107.3107.3）平面型（平面型（120120） 石墨石墨 C C2 2H H4 4 BFBF3 3 C C6 6H H6 6直線型直線型 (180(180） C C2 2H H2 2

16、CO CO2 2 CSCS2 2261.1.經(jīng)驗規(guī)律：象一氧化碳和氮分子這樣具有經(jīng)驗規(guī)律：象一氧化碳和氮分子這樣具有相同電子數(shù)相同電子數(shù)( (指分子或離子中全部電子總數(shù)或指分子或離子中全部電子總數(shù)或價電子總數(shù)價電子總數(shù)) )和相同原子數(shù)的兩個或兩個以上和相同原子數(shù)的兩個或兩個以上的分子或離子，它們的分子結(jié)構(gòu)相似，性質(zhì)的分子或離子，它們的分子結(jié)構(gòu)相似，性質(zhì)相似。這條規(guī)律就叫做等電子原理。具有等相似。這條規(guī)律就叫做等電子原理。具有等電子的物質(zhì)，如一氧化碳和氮分子就彼此叫電子的物質(zhì)，如一氧化碳和氮分子就彼此叫做等電子體。做等電子體。 2.2.互為等電子體應(yīng)該滿足的條件：互為等電子體應(yīng)該滿足的條件：在微粒的組成上，微粒所含原子數(shù)目相同在微粒的組成上，微粒所含原子數(shù)目相同在微粒的構(gòu)成上，微粒所含電子數(shù)目相同在微粒的構(gòu)成上，微粒所含電子數(shù)目相同在微粒的結(jié)構(gòu)上，微粒中原子的空間排列在微粒的結(jié)構(gòu)上，微粒中原子的空間排列方式相同方式相同273.3.應(yīng)用：應(yīng)用等電子原理，可利用已知的分子的應(yīng)用：應(yīng)用等電子原理，可利用已知的分子的構(gòu)型（幾何構(gòu)型、電子構(gòu)型）和物理性質(zhì)對相應(yīng)構(gòu)型（幾何構(gòu)型、電子構(gòu)型）和物理性質(zhì)對相應(yīng)等電子分子的構(gòu)型和物理性質(zhì)進行預(yù)測。等電子分子的構(gòu)型和物理性質(zhì)進行預(yù)測。4.4.典型事例：典型事例： N N2 2O O與與COCO2 2是等電子體是等電子體 硅和鍺是