選修三 第一節(jié) 共價(jià)鍵

1、高二化學(xué)備課組第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)知識(shí)回顧：1、化學(xué)鍵的定義。相鄰的原子之間的強(qiáng)烈的相互作用叫做化學(xué)鍵。2、化學(xué)鍵的種類。離子鍵：使陰、陽離子結(jié)合成化合物的靜電作用。共價(jià)鍵：原子之間通過共用電子對(duì)所形成的相互作用。共價(jià)鍵極性鍵:非極性鍵:共用電子對(duì)偏移的共價(jià)鍵共用電子對(duì)不偏移的共價(jià)鍵3、化合物的分類離子化合物：共價(jià)化合物：含有離子鍵的化合物。所含的化學(xué)鍵全部是共價(jià)鍵的化合物。指出下列物質(zhì)中的化學(xué)鍵的類型1、O22 、CH43 、CO24、 H2O25 、Na2O26 、NaOH非極性鍵極性鍵極性鍵(H-O-O-H)極性鍵 非極性鍵離子鍵、非極性鍵離子鍵、極性鍵練習(xí)H2 HCl Cl2 NaBr

2、HClO H2O2 NaOH NH4Cl寫出以下物質(zhì)的電子式。你能用電子式表示下列物質(zhì)的形成過程嗎？OHClH O O HNa O H+-NHHHH Cl -+HHHH+ClClClCl+HHCl+ClNaBr-+Na Br +4、電子式:用“”或者“X”來表示原子或分子最外層電子的方法。一、共價(jià)鍵1S1S互相靠攏電子云重疊HH共價(jià)鍵試用電子云描述氫原子形成氫分子共價(jià)鍵的過程鍵的特征：電子云為軸對(duì)稱，即是以形成化學(xué)鍵的兩個(gè)原子核的連線為軸作旋轉(zhuǎn)操作， 鍵電子云的圖形不變。(1) 鍵1、從原子軌道重疊方式分析共價(jià)鍵的形成HH鍵的形成:成鍵兩原子的原子軌道”頭碰頭”重疊形成HClHClClCl的p

3、-p鍵的形成HCl的s-p鍵的形成ClClClCl同理用電子云描述HCl 和ClCl、p-p的s-p鍵的形成過程形成氯化氫分子的電子云描述1S3PHCl共價(jià)鍵3P3PClCl共價(jià)鍵形成氯氣分子的電子云描述鍵的種類：根據(jù)形成鍵的軌道不同可分為SS 鍵、SP 鍵、PP 鍵等。(2) 鍵(p軌道和p軌道之間形成）互相靠攏電子云重疊鍵的電子云PP鍵的特征：(1) 鍵電子云為鏡像對(duì)稱，即每個(gè)鍵的電子云由兩塊組成，分別位于由兩個(gè)原子核構(gòu)成的平面的兩側(cè)。(2) 鍵重疊程度較小，不穩(wěn)定,容易斷裂。綜上：共價(jià)鍵的成因：當(dāng)成鍵原子接近時(shí)，原子軌道發(fā)生重疊，兩原子核間的電子密度增大，體系的能量降低。鍵的形成:成鍵兩

4、原子的原子軌道”肩并肩”重疊形成小結(jié)：鍵與鍵的對(duì)比鍵鍵重疊方式重疊方向重疊形狀重疊程度電子能量 “頭碰頭”“肩碰肩”沿鍵軸的方向與軌道對(duì)稱軸相互平行的方向軸對(duì)稱鏡面對(duì)稱大小較低，較穩(wěn)定較高，較活潑【總結(jié)】1、判斷鍵和鍵的一般規(guī)律：共價(jià)單鍵是鍵；共價(jià)雙鍵是一個(gè)是鍵，另一個(gè)是鍵；共價(jià)三鍵是一個(gè)是鍵，另兩個(gè)是鍵。2、共價(jià)鍵的分類總結(jié)按共用電子對(duì)數(shù)，共價(jià)鍵可分為單鍵、雙鍵、三鍵按共用電子對(duì)的偏移程度，共價(jià)鍵可分為極性鍵和非極性鍵按原子軌道重疊方式，共價(jià)鍵可分為鍵和鍵 【練習(xí)】氮分子中的化學(xué)鍵是( ) A. 3個(gè)鍵 B. 1個(gè)鍵，2個(gè)鍵 C. 3個(gè)鍵 D. 2個(gè)鍵，1個(gè)鍵 B 【練習(xí)】下列物質(zhì)分子中無鍵

5、的是（ ） A.N2 B.O2 C.Cl2 D.C2H4 C 乙烷、乙烯、乙炔分子中的共價(jià)鍵分別是由幾個(gè)鍵和幾個(gè)鍵組成?？茖W(xué)探究乙烷： 個(gè)鍵乙烯： 個(gè)鍵 個(gè)鍵乙炔： 個(gè)鍵 個(gè)鍵75132N2中p-p鍵和p-p鍵的形成過程N(yùn)N科學(xué)探究N2分子中三條鍵的成鍵方式分別是什么？2、共價(jià)鍵的特征 按照共價(jià)鍵的共用電子對(duì)理論，一個(gè)原子有幾個(gè) ，便可和幾個(gè) 配對(duì)成鍵，這就共價(jià)鍵的“飽和性”。 H 原子、Cl原子都只有 ，因而只能形成H2、HCl、Cl2分子，不能形成H3、H2Cl、Cl3分子。（1）具有飽和性未成對(duì)電子自旋相反的電子一個(gè)未成對(duì)電子共價(jià)鍵的飽和性，決定了分子的組成。在形成共價(jià)鍵時(shí)，兩個(gè)參與成鍵

6、的原子軌道總是盡可能沿著電子出現(xiàn)機(jī)會(huì)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(jī)會(huì)越多，體系的能量下降也就越多，形成的共價(jià)鍵越牢固。因此，一個(gè)原子與周圍的原子形成的共價(jià)鍵就表現(xiàn)出方向性（ s 軌道與 s 軌道重疊形成的共價(jià)鍵無方向性，例外）。（2）具有方向性共價(jià)鍵的方向性，決定了分子的立體構(gòu)型，但不是所有共價(jià)鍵都有方向性，如兩個(gè)s軌道成鍵時(shí)無方向性。1.下列不屬于共價(jià)鍵的成鍵因素的是( ) .共用電子對(duì)在兩核間高頻率出現(xiàn) .共用的電子必須配對(duì) .成鍵后體系能量降低，趨于穩(wěn)定 .兩原子核體積大小要適中課堂練習(xí)2、在氯化氫分子中，形成共價(jià)鍵的原子軌道是( )A. 氯原子的2p軌道

7、和氫原子的1s軌道 B. 氯原子的2p軌道和氫原子的2p軌道C. 氯原子的3p軌道和氫原子的1s軌道 D. 氯原子的3p軌道和氫原子的3p軌道C 733、二、鍵參數(shù)鍵能、鍵長(zhǎng)、鍵角（一）鍵能1、定義：氣態(tài)基態(tài)原子形成1mol化學(xué)鍵釋放的最低能量。用符號(hào)E表示，單位：KJ/mol，鍵能取正值。形成l mol HH鍵釋放的最低能量為436.0 kJ，即H-H鍵能是436.0KJ/mol化學(xué)鍵的形成要釋放能量化學(xué)鍵的斷裂要吸收能量 鍵能是衡量共價(jià)鍵穩(wěn)定性的重要參數(shù)。一般：鍵能越大，即形成化學(xué)鍵時(shí)放出的能量越多，意味著這個(gè)化學(xué)鍵越穩(wěn)定，越不容易斷裂。2、鍵能的意義 某些共價(jià)鍵的鍵能 【注意】一般由于鍵

8、的重疊程度大于鍵，故鍵的鍵能大于鍵鍵能。因此CH2=CH2中C=C鍵能（615KJ/mol）小于C-C鍵能（347.7KJ/mol）的2倍。H CCH中C=C鍵能（615KJ/mol）小于C-C鍵能（347.7KJ/mol）的3倍,也不是C-C和C=C鍵能之和。請(qǐng)仔細(xì)觀察上表，這個(gè)規(guī)律是不是都適合?N-N鍵能193KJ/mol, N=N鍵能418KJ/mol,說明氮氮鍵中鍵的鍵能大于鍵鍵能（1）通過鍵能判斷物質(zhì)反應(yīng)活性 如：比較N和P； N2和P4的反應(yīng)活性 解析：非金屬性NP，N比P更容易得電子有更大的反應(yīng)活性；PP鍵能 201kJ/mol；NN鍵能941.69kJ/mol，故N2比P4的反

9、應(yīng)活性小 PPPP3、鍵能的運(yùn)用（2）求近似反應(yīng)熱。如：求1molN2完全反應(yīng)合成NH3的反應(yīng)熱 解析： H=反應(yīng)物鍵能總和-生成物鍵能總和 對(duì)反應(yīng)N2+3H2=2NH3，查表知NN、H-H、N-H的鍵能分別為946kJ/mol、436.0kJ/mol、390.8kJ/mol，則1molN2完全反應(yīng)的反應(yīng)熱是：946kJ + 436.0kJ3 390.8kJ690.8kJ 答：1molN2完全反應(yīng)合成NH3放出的熱量是90.8kJ 1.查表知HH、ClCl、BrBr、HCl、 HBr的鍵能分別是436.0kJ/mol、242.7kJ/mol、193.7kJ/mol、431.8kJ/mol、36

10、6kJ/mol， 對(duì)于反應(yīng)H2+ Cl22HCl，若有1molH2和1molCl2反應(yīng)，則：反應(yīng)熱436.0kJ+ 242.7kJ431.8kJ2184.9kJ 對(duì)于反應(yīng)H2+ Br22HBr，若有1molH2和1molBr2反應(yīng)，則：反應(yīng)熱436.0kJ+ 193.7kJ366kJ2102.7kJ 由計(jì)算結(jié)果知，生成2molHCl比生成2mol HBr放出的熱量多，HBr更容易發(fā)生熱分解生成相應(yīng)的單質(zhì)。思考與交流p34 能夠用鍵能解釋的是（）氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)比氧氣穩(wěn)定常溫常壓下，溴呈液體，碘為固體稀有氣體一般很難發(fā)生化學(xué)反應(yīng)硝酸易揮發(fā)，硫酸難揮發(fā)課堂練習(xí)A（二）鍵長(zhǎng)：1、定義：在分子中兩個(gè)成鍵

11、原子的核間平均距離。閱讀教材P33表22，請(qǐng)歸納第二周期的氫化物、鹵族元素單質(zhì)的鍵長(zhǎng)之間的遞變規(guī)律，其鍵能的變化如何？鍵的牢固程度如何？2、結(jié)論：1）鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，共價(jià)鍵越穩(wěn)定。2）單鍵鍵長(zhǎng) 雙鍵鍵長(zhǎng) 叁鍵鍵長(zhǎng)共價(jià)半徑：相同原子的共價(jià)鍵鍵長(zhǎng)的一半稱為共價(jià)半徑思考與交流p342.NH鍵、OH鍵、與HF鍵的鍵能依次增大，即形成這些鍵時(shí)放出的能量依次增大，化學(xué)鍵越來越穩(wěn)定。所以N2、O2、F2與H2反應(yīng)能力依次增強(qiáng)。3.分子鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，該分子越穩(wěn)定。鍵長(zhǎng)、鍵能決定共價(jià)鍵的強(qiáng)弱和分子的穩(wěn)定性：原子半徑越小，鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，分子越穩(wěn)定。例如HF、HCl、HBr、HI分子中：X原子半徑：

12、FClBrIH-X鍵鍵長(zhǎng)：H-FH-ClH-BrHClHBrHIH-X分子穩(wěn)定性：HFHClHBrHI2下列分子中，兩核間距最大，鍵能最小的是（ ）r2l223下列說法中，錯(cuò)誤的是（）鍵長(zhǎng)越長(zhǎng)，化學(xué)鍵越牢固成鍵原子間原子軌道重疊越多，共價(jià)鍵越牢固對(duì)雙原子分子來講，鍵能越大，含有該鍵的分子越穩(wěn)定原子間通過共用電子對(duì)所形成的化學(xué)鍵叫共價(jià)鍵課堂練習(xí)DANH3分子的結(jié)構(gòu)（三）鍵角：定義：分子中相鄰兩鍵間的夾角多原子分子的鍵角一定，表明共價(jià)鍵具有方向性。COOOHH鍵角180，線形分子鍵角105，V形分子鍵角與鍵長(zhǎng)是反映分子空間構(gòu)型的重要參數(shù)分子式鍵長(zhǎng)/pm(實(shí)驗(yàn)值)鍵角/(實(shí)驗(yàn)值)分子構(gòu)型H2S134

13、93.3CO2116.2180NH3101107CH4109109.5 多原子分子的鍵角一定，表明共價(jià)鍵具有方向性。 鍵能 鍵長(zhǎng) 鍵角 判斷分子的穩(wěn)定性 確定分子在空間的幾何構(gòu)型 反應(yīng)熱= 所有反應(yīng)物鍵能總和所有生成物鍵能總和定義：在分子中兩個(gè)成鍵原子的核間平均距離小結(jié) 見P34表2-3 CO分子和N2分子的某些性質(zhì) 三、等電子原理： 1、定義：原子總數(shù)相同、價(jià)電子總數(shù)相同的分子具有相似的化學(xué)鍵特征，它們的許多性質(zhì)是相近的。如：2和，和2、判斷方法：原子總數(shù)相同，價(jià)電子總數(shù)相同的分子為等電子體3、運(yùn)用：利用等電子體的性質(zhì)相似，空間構(gòu)型相同，可運(yùn)用來預(yù)測(cè)分子空間的構(gòu)型和性質(zhì)1與互為等電子體的是（

14、） 2根據(jù)等電子原理，下列分子或離子與 有相似結(jié)構(gòu)的是（） l l 2ABB課堂練習(xí)課堂練習(xí)3、(2004年江蘇高考，22)1919年，Langmuir提出等電子原理：原子數(shù)相同、電子總數(shù)相同的分子，互稱為等電子體。等電子體的結(jié)構(gòu)相似、物理性質(zhì)相近。 (1)根據(jù)上述原理，僅由第2周期元素組成的共價(jià)分子中，互為等電子體的是： 和 ； 和 。 (2)此后，等電子原理又有所發(fā)展。例如，由短周期元素組成的微粒，只要其原子數(shù)相同，各原子最外層電子數(shù)之和相同，也可互稱為等電子體，它們也具有相似的結(jié)構(gòu)特征。在短周期元素組成的物質(zhì)中，與NO2-互為等電子體的分子有： 、 。N2 CO CO2 N2O SO2 O3 具有相同的通式AXm，而且價(jià)電子總數(shù)相等的分子或離子具有相同的結(jié)構(gòu)特征,這個(gè)原理稱為“等電子體原理”。這里的“結(jié)構(gòu)特征”的概念既包括分子的立體結(jié)構(gòu)，又包括化學(xué)鍵的類型，但鍵角并不一定相等，除非鍵角為180或90等特定的角度。（1）CO2、CNS、NO2+具有相同的通式AX2，價(jià)電子總數(shù)16，具有相同的結(jié)構(gòu)直線型分子，鍵角為180。知識(shí)延伸（2）CO32、NO3、SO3等離子或分子具有相同的通式AX3，總價(jià)電子數(shù)24，有相同的結(jié)構(gòu)平面三角形分子。（3）SO2、O3、NO2等離子或