高中化學(xué)選擇性必修二 2.1共價(jià)鍵 講義

1、第二章 分子的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一節(jié) 共價(jià)鍵一、共價(jià)鍵1共價(jià)鍵的概念和特征原子間通過(guò)共用電子對(duì)所形成的相互作用。【注】所有共價(jià)鍵都有飽和性，并不是所有共價(jià)鍵都具有方向性，如兩個(gè)s電子形成共價(jià)鍵時(shí)就沒(méi)有方向性。形成條件同種非金屬元素或者不同種非金屬元素原子之間，某些金屬原子與非金屬原子之間形成共價(jià)鍵。如AlCl3、BeCl2、FeCl3等所含化學(xué)鍵為共價(jià)鍵。3共價(jià)鍵的類(lèi)型(按成鍵原子的原子軌道重疊方式分類(lèi))(1)鍵形成由成鍵原子的s軌道或p軌道重疊形成類(lèi)型ss型sp型pp型特征以形成化學(xué)鍵的兩原子核的連線(xiàn)為軸做旋轉(zhuǎn)操作，共價(jià)鍵的電子云的圖形不變，這種特征稱(chēng)為軸對(duì)稱(chēng)(2)鍵形成由兩個(gè)原子的p軌道“肩并肩

2、”重疊形成pp 鍵特征鍵的電子云形狀與鍵的電子云形狀有明顯差別：每個(gè)鍵的電子云由兩塊組成，它們互為鏡像，這種特征稱(chēng)為鏡面對(duì)稱(chēng)；鍵不能旋轉(zhuǎn)；不如鍵牢固，較易斷裂(3)判斷鍵、鍵的一般規(guī)律共價(jià)單鍵為鍵；共價(jià)雙鍵中有一個(gè)鍵，另一個(gè)是鍵；共價(jià)三鍵由一個(gè)鍵和兩個(gè)鍵構(gòu)成?！究偨Y(jié)】鍵與鍵的比較共價(jià)鍵類(lèi)型鍵鍵原子軌道重疊方式“頭碰頭”重疊“肩并肩”重疊示意圖對(duì)稱(chēng)類(lèi)型軸對(duì)稱(chēng)鏡面對(duì)稱(chēng)原子軌道重疊程度大小鍵的強(qiáng)度較大較小化學(xué)活潑性不活潑活潑成鍵規(guī)律共價(jià)單鍵是鍵；共價(jià)雙鍵中一個(gè)是鍵，一個(gè)是鍵；共價(jià)三鍵中一個(gè)是鍵，兩個(gè)是鍵【注】s軌道與s軌道形成鍵時(shí)，電子并不是只在兩核間運(yùn)動(dòng)，只是電子在兩核間出現(xiàn)的概率大。因s軌道是球

3、形的，故s軌道與s軌道形成鍵時(shí)，無(wú)方向性。兩個(gè)s軌道只能形成鍵，不能形成鍵。兩個(gè)原子間可以只形成鍵，但不能只形成鍵。例1有關(guān)CH2=CHCN分子中所含化學(xué)鍵數(shù)目的說(shuō)法正確的是()A3個(gè)鍵，3個(gè)鍵 B4個(gè)鍵，3個(gè)鍵C6個(gè)鍵，2個(gè)鍵D6個(gè)鍵，3個(gè)鍵【答案】D共價(jià)單鍵為鍵，雙鍵中含1個(gè)鍵和1個(gè)鍵，三鍵中含1個(gè)鍵和2個(gè)鍵，故CH2=CHCN分子中含6個(gè)鍵和3個(gè)鍵。例2關(guān)于鍵和鍵的比較，下列說(shuō)法不正確的是()A鍵是軸對(duì)稱(chēng)的，鍵是鏡面對(duì)稱(chēng)的B鍵是“頭碰頭”式重疊，鍵是“肩并肩”式重疊C鍵不能斷裂，鍵容易斷裂D氫原子只能形成鍵，氧原子可以形成鍵和鍵【答案】C鍵較穩(wěn)定，不易斷裂，而不是不能斷裂。二、鍵參數(shù)鍵能

4、、鍵長(zhǎng)與鍵角1鍵能(1)鍵能是指氣態(tài)分子中1 mol化學(xué)鍵解離成氣態(tài)原子所吸收的能量。鍵能的單位是kJmol1。鍵能通常是298.15_K、101_kPa條件下的標(biāo)準(zhǔn)值。例如，HH的鍵能為436.0 kJmol1。(2)下表中是HX的鍵能數(shù)據(jù)共價(jià)鍵HFHClHBrHI鍵能/(kJmol1 )568431.8366298.7若使2 mol HCl斷裂為氣態(tài)原子，則發(fā)生的能量變化是吸收863.6_kJ的能量。表中共價(jià)鍵最難斷裂的是HF，最易斷裂的是HI。由表中鍵能數(shù)據(jù)大小說(shuō)明鍵能與分子穩(wěn)定性的關(guān)系：HF、HCl、HBr、HI的鍵能依次減小，說(shuō)明四種分子的穩(wěn)定性依次減弱，即HF分子最穩(wěn)定，最難分解，

5、HI分子最不穩(wěn)定，最易分解。(3)鍵能的應(yīng)用表示共價(jià)鍵的強(qiáng)弱鍵能越大，斷開(kāi)化學(xué)鍵時(shí)需要的能量越多，化學(xué)鍵越穩(wěn)定。判斷分子的穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)相似的分子中，共價(jià)鍵的鍵能越大，分子越穩(wěn)定。判斷化學(xué)反應(yīng)的能量變化在化學(xué)反應(yīng)中，舊化學(xué)鍵的斷裂吸收能量，新化學(xué)鍵的形成釋放能量，因此反應(yīng)焓變與鍵能的關(guān)系為H反應(yīng)物鍵能總和生成物鍵能總和；H0時(shí)，為放熱反應(yīng)；H0時(shí)，為吸熱反應(yīng)。2鍵長(zhǎng)(1)鍵長(zhǎng)是構(gòu)成化學(xué)鍵的兩個(gè)原子的核間距，因此原子半徑?jīng)Q定化學(xué)鍵的鍵長(zhǎng)，原子半徑越小，共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)越短。(2)鍵長(zhǎng)與共價(jià)鍵的穩(wěn)定性之間的關(guān)系：共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)越短，往往鍵能越大，表明共價(jià)鍵越穩(wěn)定。(3)下列三種分子中：H2、Cl2、Br2，

6、共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)最長(zhǎng)的是，鍵能最大的是。(4)鍵長(zhǎng)的應(yīng)用一般鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，共價(jià)鍵越穩(wěn)定，分子越穩(wěn)定。鍵長(zhǎng)的比較方法a根據(jù)原子半徑比較，同類(lèi)型的共價(jià)鍵，成鍵原子的原子半徑越小，鍵長(zhǎng)越短。b根據(jù)共用電子對(duì)數(shù)比較，相同的兩個(gè)原子間形成共價(jià)鍵時(shí)，單鍵鍵長(zhǎng)雙鍵鍵長(zhǎng)三鍵鍵長(zhǎng)。3鍵角(1)鍵角是指在多原子分子中，兩個(gè)相鄰共價(jià)鍵之間的夾角。在多原子分子中的鍵角是一定的，這表明共價(jià)鍵具有方向性。鍵角是描述分子空間結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)。(2)根據(jù)空間結(jié)構(gòu)填寫(xiě)下列分子的鍵角：分子空間結(jié)構(gòu)鍵角實(shí)例正四面體形10928CH4、CCl4平面形120苯、乙烯、BF3三角錐形107NH3V形(或角形)105H2O直線(xiàn)形180CO

7、2、CS2、CHCH(3)鍵角的應(yīng)用鍵長(zhǎng)和鍵角決定分子的空間結(jié)構(gòu)常見(jiàn)分子的鍵角與分子空間結(jié)構(gòu)化學(xué)式結(jié)構(gòu)式鍵角空間結(jié)構(gòu)CO2O=C=O180直線(xiàn)形NH3107三角錐形H2O105V形BF3120平面三角形CH410928正四面體形【總結(jié)】共價(jià)鍵強(qiáng)弱的判斷(1)由原子半徑和共用電子對(duì)數(shù)判斷：成鍵原子的原子半徑越小，共用電子對(duì)數(shù)越多，則共價(jià)鍵越牢固，含有該共價(jià)鍵的分子越穩(wěn)定。(2)由鍵能判斷：共價(jià)鍵的鍵能越大，共價(jià)鍵越牢固，破壞共價(jià)鍵消耗的能量越大。(3)由鍵長(zhǎng)判斷：共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)越短，共價(jià)鍵越牢固，破壞共價(jià)鍵消耗的能量越大。(4)由電負(fù)性判斷：元素的電負(fù)性越大，該元素的原子對(duì)共用電子對(duì)的吸引力越大，

8、形成的共價(jià)鍵越穩(wěn)定。例3.下列說(shuō)法正確的是()A分子的結(jié)構(gòu)是由鍵角決定的B共價(jià)鍵的鍵能越大，共價(jià)鍵越牢固，由該鍵形成的分子越穩(wěn)定CCF4、CCl4、CBr4、CI4中CX(XF、Cl、Br、I)的鍵長(zhǎng)、鍵角均相等DH2O分子中兩個(gè)OH的鍵角為180【答案】B分子的結(jié)構(gòu)是由鍵角、鍵長(zhǎng)共同決定的，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由于F、Cl、Br、I的原子半徑不同，故CX(XF、Cl、Br、I)鍵的鍵長(zhǎng)不相等，C項(xiàng)錯(cuò)誤；H2O分子中兩個(gè)OH的鍵角為105，D項(xiàng)錯(cuò)誤。例4.下列事實(shí)不能用鍵能的大小來(lái)解釋的是()A氮元素的電負(fù)性較大，但N2的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定B稀有氣體一般難發(fā)生反應(yīng)CHF、HCl、HBr、HI的穩(wěn)定性逐漸減弱DHF比H2O穩(wěn)定【答案】B由于N2分子中存在三鍵，鍵能很大