高中教育選修三-第二章第一節(jié)-共價(jià)鍵

[高中(gāozhōng)教育]選修三-第二章第一節(jié)-共價(jià)鍵第一頁，共55頁。復(fù)習(xí)(fùxí)回憶什么(shénme)是化學(xué)鍵？什么(shénme)是離子鍵？什么(shénme)是共價(jià)鍵？化學(xué)鍵：分子中相鄰原子之間強(qiáng)烈的相互作用。離子鍵：陰、陽離子之間通過(tōngguò)靜電作用形成的化學(xué)鍵。共價(jià)鍵：原子間通過(tōngguò)共用電子對形成的化學(xué)鍵。第二頁，共55頁。1、離子鍵〔1〕．成鍵微粒：。〔2〕．成鍵實(shí)質(zhì)：。〔3〕．形成(xíngchéng)條件：通常，元素與元素的原子相結(jié)合。陰、陽離子靜電作用活潑(huópo)金屬(ⅠA、ⅡA族)活潑(huópo)非金屬(ⅥA、ⅦA族)【思考】.(1)活潑金屬元素和活潑非金屬元素一定形成離子鍵嗎？(2)僅由非金屬元素組成的物質(zhì)中一定不含離子鍵嗎？(1)不一定，如AlCl3中鋁元素和氯元素形成的是共價(jià)鍵。(2)不一定，如NH4Cl全由非金屬元素組成，但它是離子化合物。第三頁，共55頁。〔4〕．表示方法(fāngfǎ)①用電子式表示離子化合物第四頁，共55頁。根底知識(zhīshi)梳理②用電子式表示離子化合物的形成(xíngchéng)過程第五頁，共55頁。根底(gēndǐ)知識梳理2、共價(jià)鍵〔1〕．成鍵微粒：。〔2〕．成鍵實(shí)質(zhì)(shízhì)：。〔3〕．形成條件：的原子相結(jié)合。原子(yuánzǐ)共用電子對非金屬元素〔4〕．分類(5)

【思考】共價(jià)鍵僅存在于共價(jià)化合物中嗎？不是，共價(jià)鍵也可以存在于離子化合物中，如NaOH，NH4Cl中都含有共價(jià)鍵。第六頁，共55頁。第七頁，共55頁。學(xué)與問我們能用電子式表示H2、HCl、Cl2分子(fēnzǐ)的形成為什么不可能有H3、H2Cl、Cl3分子(fēnzǐ)的形成？第八頁，共55頁。一、價(jià)鍵理論(lǐlùn)的要點(diǎn)1.電子(diànzǐ)配對原理2.最大重疊(chóngdié)原理兩原子各自提供1個(gè)自旋方向相反的電子彼此配對。兩個(gè)原子軌道重疊局部越大，兩核間電子的概率密度越大，形成的共價(jià)鍵越牢固，分子越穩(wěn)定。第九頁，共55頁。

1、共價(jià)鍵具有(jùyǒu)飽和性按照價(jià)鍵理論的電子配對原理，一個(gè)(yīɡè)原子有幾個(gè)未成對電子，便可和幾個(gè)自旋相反的電子配對成鍵，這就共價(jià)鍵的“飽和性〞。跟蹤練習(xí).1.分別寫出以下非金屬元素的原子電子配對成鍵數(shù)目H、ⅤA、ⅥA、ⅦA。2.為什么不可能(kěnéng)有H3、H2Cl、Cl3分子的形成？1231二、共價(jià)鍵的特征——共價(jià)鍵具有飽和性決定了原子形成分子時(shí)相互結(jié)合的數(shù)量關(guān)系第十頁，共55頁。電子(diànzǐ)所在的原子軌道都具有一定的形狀，成鍵原子的電子(diànzǐ)云盡可能到達(dá)最大重疊必須沿一定方向交蓋，所以共價(jià)鍵有方向性。它決定了分子的空間構(gòu)型。小結(jié)(xiǎojié)：共價(jià)鍵特征方向性飽和(bǎohé)性2.共價(jià)鍵的方向性(原子形成分子時(shí)相互結(jié)合的數(shù)量關(guān)系)(決定分子的空間構(gòu)型)第十一頁，共55頁。HHHH氫原子形成(xíngchéng)氫分子的電子云描述σ鍵HHs-sσ鍵1、б鍵三、共價(jià)鍵1、共價(jià)鍵的形成(xíngchéng)“頭碰頭(pèngtóu)〞式第十二頁，共55頁。相互靠攏(1).s-sσ鍵的形成(xíngchéng)H2分子的鍵為s-sσ鍵，1.σ鍵的形成(xíngchéng)σ鍵的特征是以形成(xíngchéng)化學(xué)鍵的兩原子核的連線為軸旋轉(zhuǎn)，共價(jià)鍵電子云的圖形不變，這種特征為軸對稱。第十三頁，共55頁。(2).s-pσ鍵的形成(xíngchéng)未成對電子的電子云相互靠攏電子云相互重疊第十四頁，共55頁。未成對電子的電子云相互靠攏電子云相互重疊(3)、p-pσ鍵的形成(xíngchéng)第十五頁，共55頁。σ鍵的成鍵過程(guòchéng)：“頭頂頭〞Xs—sXpx—sXpx—pxσ鍵的特征(tèzhēng)是：以形成化學(xué)鍵的兩原子核的連線為軸旋轉(zhuǎn)，共價(jià)鍵電子云的圖形不變，這種特征(tèzhēng)成為軸對稱。形成σ鍵的電子(diànzǐ)稱為σ電子(diànzǐ)。第十六頁，共55頁。HClH－ClCl－Cl的p-pσ鍵的形成(xíngchéng)H－Cl的s-pσ鍵的形成(xíngchéng)ClClClCl第十七頁，共55頁。2、Π鍵互相(hùxiāng)靠攏電子云重疊(chóngdié)Π鍵的電子云PPΠ鍵的種類：根據(jù)形成Π鍵的軌道不同可分為P—PΠ鍵、P—dΠ鍵、d—dΠ鍵等等。Π鍵的特征：(1)電子云為鏡像，即是每個(gè)Π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)不穩(wěn)定,容易斷裂。第十八頁，共55頁。p-pπ鍵的形成(xíngchéng)“肩并肩〞式第十九頁，共55頁。π鍵的成鍵過程(guòchéng)：“肩并肩〞XZZpZ—pZ形成π鍵的電子(diànzǐ)稱為π電子(diànzǐ)。鍵特點(diǎn):①兩個(gè)原子軌道以平行或“肩并肩〞方式重疊；原子重疊的局部分別位于兩原子核構(gòu)成平面的兩側(cè)，如果以它們之間包含原子核的平面為鏡面(jìnɡm(xù)iàn)，它們互為鏡像，稱為鏡像對稱②鍵不能旋轉(zhuǎn)；由于鍵重疊程度要比鍵小,所以鍵的強(qiáng)度要比鍵大。穩(wěn)定性：

鍵﹥鍵

第二十頁，共55頁。zzyyxσNNπzπy氮分子中原子軌道重疊(chóngdié)方式如何？科學(xué)(kēxué)探究第二十一頁，共55頁。N2中p-pσ鍵和p-pπ鍵的形成(xíngchéng)過程第二十二頁，共55頁。第二十三頁，共55頁。

小結(jié)(xiǎojié)：σ鍵和π鍵的成鍵規(guī)律①s電子和s電子、s電子和p電子只能形成(xíngchéng)σ鍵；p電子和p電子既可形成(xíngchéng)σ鍵，又可能形成(xíngchéng)π鍵；且p電子和p電子先形成(xíngchéng)σ鍵，后形成(xíngchéng)π鍵。②共價(jià)單鍵是σ鍵；共價(jià)雙鍵中一個(gè)是σ鍵,另一個(gè)是π鍵；共價(jià)三鍵中一個(gè)是σ鍵,另兩個(gè)為π鍵。第二十四頁，共55頁。鍵類型σ鍵π鍵原子軌道重疊方式電子云形狀原子軌道重疊程度牢固程度成鍵判斷規(guī)律沿鍵軸方向(fāngxiàng)頭碰頭沿鍵軸方向(fāngxiàng)平行肩并肩軸對稱，可旋轉(zhuǎn)(xuánzhuǎn)鏡像對稱，不可旋轉(zhuǎn)σ鍵強(qiáng)度大,不易斷裂，不活潑。π鍵強(qiáng)度較小,容易斷裂，活潑。共價(jià)單鍵是σ鍵；共價(jià)雙鍵中一個(gè)是σ鍵,另一個(gè)是π鍵；共價(jià)三鍵中一個(gè)是σ鍵,另兩個(gè)為π鍵較大較小歸納：σ鍵和π鍵的比較第二十五頁，共55頁。練習(xí)1.在氟氣分子中，形成(xíngchéng)共價(jià)鍵的原子軌道是()A、氟原子的2p軌道和氟原子的1s軌道B、氟原子的3p軌道和氟原子的1s軌道C、氟原子的2p軌道和氟原子的2p軌道D、氟原子的3p軌道和氟原子的3p軌道

C第二十六頁，共55頁。練習(xí)2.試分析乙烷〔CH3-CH3〕、乙烯(CH2=CH2)、乙炔(CH≡CH)分子(fēnzǐ)中化學(xué)鍵的成分。乙烷(yǐwán)〔CH3-CH3〕分子中7個(gè)σ鍵；乙烯分子與溴發(fā)生加成反響時(shí)，斷裂(duànliè)哪種類型的鍵？為什么？乙烯(CH2=CH2〕分子中5個(gè)σ鍵、1個(gè)π鍵乙炔(CH≡CH)分子中3個(gè)σ鍵、2個(gè)π鍵第二十七頁，共55頁。練習(xí)(liànxí)3.關(guān)于乙醇分子的說法正確(zhèngquè)的選項(xiàng)是〔〕A.分子中共含有8個(gè)極性鍵B.分子中不含非極性鍵C.分子中只含σ鍵D.分子中含有1個(gè)π鍵C第二十八頁，共55頁。73第二十九頁，共55頁。總結(jié)(zǒngjié):共價(jià)鍵：原子之間通過共用電子對所形成的相互作用。1.共價(jià)鍵的性質(zhì):飽和(bǎohé)性,方向性2.共價(jià)鍵的常見類型:σ鍵“頭碰頭〞〔s-s、s-p、p-p〕π鍵“肩并肩〞〔p-p〕第三十頁，共55頁。四、鍵參數(shù)(cānshù)—鍵能、鍵長和鍵角鍵能：氣態(tài)基態(tài)原子形成1mol化學(xué)鍵釋放(shìfàng)的最低能量。鍵能越大，化學(xué)鍵越穩(wěn)定(wěndìng)。破壞1mol化學(xué)鍵形成氣態(tài)基態(tài)原子所需的最低能量。應(yīng)用：計(jì)算化學(xué)反響的反響熱。?H=反響物鍵能總和-生成物鍵能總和第三十一頁，共55頁。某些(mǒuxiē)共價(jià)鍵鍵能/kJ·mol-1鍵鍵能鍵鍵能F-F157N－O176Cl-Cl242.7N＝O607Br-Br193.7O－O142I-I152.7O＝O497.3C-C347.7C－H413.4C=C615O－H462.8C≡C812N－H390.8C－O351H-F568C＝O745H-Cl431.8N－N193H-Br366N＝N418H-I298.7N≡N946H-H436表2-1第三十二頁，共55頁。[問題(wèntí)](1)鍵能是共價(jià)鍵強(qiáng)度的一種標(biāo)度，鍵能的大小與鍵的強(qiáng)度有什么關(guān)系?(2)鍵能與化學(xué)反應(yīng)的能量變化有什么聯(lián)系?怎樣利用鍵能的數(shù)據(jù)計(jì)算反應(yīng)的熱效應(yīng)?規(guī)律:

鍵能越大,化學(xué)鍵越牢固,由該鍵形成(xíngchéng)的分子越穩(wěn)定。第三十三頁，共55頁。某些(mǒuxiē)共價(jià)鍵鍵能(kJ/mol)鍵長/pm(1pm=10-12m)鍵鍵能鍵長鍵鍵能鍵長H-H43674C≡C812120F-F157141C－H413.4109Cl-Cl242.7198O－H462.896Br-Br193.7228N－H390.8101I-I152.7267N≡N946110C-C347.7154Si-Si

235C=C615133Si-O

162表2-2第三十四頁，共55頁。第三十五頁，共55頁。2、鍵長：形成共價(jià)鍵的兩個(gè)(liǎnɡɡè)原子之間的核間距。鍵長是衡量共價(jià)穩(wěn)定性的另一個(gè)參數(shù)。鍵鍵長/Pm鍵鍵長/PmH—H74C=C120F—F141C—H109Cl—Cl198O—H96討論：比照(bǐzhào)表2-1和表2-2找出鍵長與鍵能及穩(wěn)定性的關(guān)系。第三十六頁，共55頁。規(guī)律(guīlǜ):鍵長越短,一般鍵能越大，化學(xué)鍵越牢固,由該鍵形成的分子越穩(wěn)定。練習(xí):由下表的數(shù)據(jù)判斷(pànduàn),以下分子的穩(wěn)定性

2,Cl2B.HCl,HBr,HI鍵鍵能鍵長鍵鍵能鍵長H-H43674H－F565.092Cl-Cl242.7198H-Cl428.0128H-Br362.0141H-I295.0161第三十七頁，共55頁。思考(sīkǎo)與交流⑴N2、O2、F2跟H2的反響能力(nénglì)依次增強(qiáng)，從鍵能的角度應(yīng)如何理解這一化學(xué)事實(shí)？⑵通過上例子，你認(rèn)為鍵長、鍵能對分子的化學(xué)性質(zhì)有什么影響？一般地，形成的共價(jià)鍵的鍵能越大，鍵長越短，共價(jià)鍵越穩(wěn)定，含有(hányǒu)該鍵的分子越穩(wěn)定，化學(xué)性質(zhì)越穩(wěn)定。第三十八頁，共55頁。3、鍵角：兩個(gè)(liǎnɡɡè)共價(jià)鍵之間的夾角稱為鍵角。鍵角一定，說明共價(jià)鍵具有方向性。鍵角是描述(miáoshù)分子立體結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)，分子的許多性質(zhì)與鍵角有關(guān)。鍵角(jiànjiǎo)決定分子的空間構(gòu)型。第三十九頁，共55頁。H2O105°NH3107°第四十頁，共55頁。CO2180°第四十一頁，共55頁。CH4109°28’第四十二頁，共55頁。[觀察(guānchá)]P32頁中表2-3的數(shù)據(jù)從表中可以看出，CO分子與N2分子在許多(xǔduō)性質(zhì)上十分相似，這些相似性，可以歸結(jié)為它們具有相等的價(jià)電子數(shù)，導(dǎo)致它們具有相似的化學(xué)結(jié)構(gòu)。表2-3CO分子(fēnzǐ)和N2分子(fēnzǐ)的某些性質(zhì)分子熔點(diǎn)/℃水中溶解度(室溫)分子解離能(kJ/mol)分子的價(jià)電子總數(shù)CO-205.052.3mL10N2沸點(diǎn)/℃-210.00-190.49-195.811.6mL107594610第四十三頁，共55頁。等電子體：原子(yuánzǐ)總數(shù)相同、價(jià)電子總數(shù)相同的分子。等電子體原理：原子總數(shù)、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)(xìngzhì)是相近的。五、等電子(diànzǐ)原理(物理性質(zhì))第四十四頁，共55頁。例舉(lìjǔ)一些常見的等電子體：SO2O3NO2-SO3NO3-SiO32-C6H6B3N3H6NO2-NO2N2COC22-CO2N2OCS2NH3H3O+CH4NH4+CN－AlO2-第四十五頁，共55頁。[練習(xí)]

原子數(shù)相同，最外層電子總數(shù)相同的分子(fēnzǐ)，互稱為等電子體。等電子體的結(jié)構(gòu)相似，物理性質(zhì)相似?！?〕根據(jù)上述原理，僅由第二周期元素組成的共價(jià)分子中，互為等電子體的是：和。〔2〕等電子原理又有開展(kāizhǎn)，例如：由短周期元素組成的物質(zhì)中，與NO2-互為等電子體的分子有、。N2OCO2N2COSO2O3第四十六頁，共55頁。1、以下說法中，錯(cuò)誤的選項(xiàng)是()Ａ.鍵長越長，化學(xué)鍵越牢固Ｂ.成鍵原子間原子軌道重疊(chóngdié)越多，共價(jià)鍵越牢固Ｃ.對雙原子分子來講，鍵能越大，含有該鍵的分子越穩(wěn)定Ｄ.原子間通過共用電子對所形成的化學(xué)鍵叫共價(jià)鍵［練習(xí)(liànxí)］A第四十七頁，共55頁。2、能夠用鍵能解釋的是()Ａ.氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)比氧氣穩(wěn)定Ｂ.常溫常壓下，溴呈液體(yètǐ)，碘為固體Ｃ.稀有氣體一般很難發(fā)生化學(xué)反響Ｄ.硝酸易揮發(fā)，硫酸難揮發(fā)A［練習(xí)(liànxí)］第四十八頁，共55頁。課堂小結(jié)四、鍵參數(shù)(cānshù)—鍵能、鍵長和鍵