共價(jià)鍵原子晶體

關(guān)于共價(jià)鍵原子晶體第1頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月一、共價(jià)鍵第2頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月共價(jià)鍵1、定義：2、成鍵微粒：3、成鍵本質(zhì)：4、成鍵元素：5、存在范圍：6、表示方法：原子之間通過共用電子對所形成的相互作用。原子原子間通過共用電子對所產(chǎn)生的強(qiáng)烈的相互作用。一般非金屬之間部分金屬與非金屬之間非金屬單質(zhì)(H2、O2)、共價(jià)化合物(NH3、CH4、H2O)、離子化合物(NaOH、NH4Cl)電子式、結(jié)構(gòu)式不穩(wěn)定要趨于穩(wěn)定；體系能量降低7、成鍵原因：第3頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月a、電子式：b、結(jié)構(gòu)式：共價(jià)鍵的表示方法

H-HH-ClNN

第4頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月共價(jià)鍵的形成交流與討論：兩個(gè)氫原子如何形成氫分子?（1）氫原子電子排布式：（2）基態(tài)氫原子軌道表示式：（3）原子之間形成共價(jià)鍵的原因：原子軌道填滿電子，且電子自旋相反，體系能量最底，最穩(wěn)定。第5頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月vr0V：勢能

r：核間距兩個(gè)核外電子自旋方向相反的氫原子靠近第6頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月r0vr0r0V：勢能r：核間距第7頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月r0vr0r0V：勢能r：核間距第8頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月r0vr0r0V：勢能r：核間距第9頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月vr0V：勢能r：核間距

兩個(gè)核外電子自旋方向相同的氫原子靠近第10頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月氫氣分子形成過程的能量變化

相距很遠(yuǎn)的兩個(gè)核外電子自旋方向相反的氫原子相互逐漸接近,在這一過程中體系能量將先變小后變，成鍵后能量達(dá)到最低，形成穩(wěn)定的氫氣分子。兩個(gè)自旋方向相同的電子不能配對成鍵。從核間距和成鍵電子的自旋方向來觀察能量的變化情況。第11頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月1、共價(jià)鍵的形成條件A、兩原子電負(fù)性

或

。B、一般成鍵原子有

電子。且自旋方向相反C、成鍵原子的原子軌道在空間

。一、共價(jià)鍵的形成相同之差小于1.7未成對重疊第12頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月2、共價(jià)鍵的本質(zhì)成鍵原子相互接近時(shí)，原子軌道發(fā)生

，自旋方向

的

電子形成

，兩原子核間的電子密度

，體系的能量

。重疊相反未成對共用電子對增加降低第13頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月3、共價(jià)鍵的特征（1）具有飽和性在成鍵過程中,每種元素的原子有幾個(gè)未成對電子通常就只能形成幾個(gè)共價(jià)鍵，所以在共價(jià)分子中每個(gè)原子形成共價(jià)鍵數(shù)目是一定的。形成的共價(jià)鍵數(shù)

未成對電子數(shù)第14頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）具有方向性在形成共價(jià)鍵時(shí)，兩個(gè)參與成鍵的原子軌道總是盡可能沿著電子出現(xiàn)機(jī)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(jī)會越多，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）。第15頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月4、共價(jià)鍵的類型——σ鍵和π鍵

S軌道和p軌道形成穩(wěn)定共價(jià)鍵的幾種重疊方式第16頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月H·+H·H:H相互靠攏s—sσ鍵（1）頭碰頭重疊——σ鍵第17頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月p—p

σ鍵+Cl·+·ClCl

Cl··························第18頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月H·+·ClHCl··············p—sσ鍵第19頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）π鍵：原子軌道以“肩并肩”方式相互重疊導(dǎo)致電子在核間出現(xiàn)的概率增大而形成的共價(jià)鍵第20頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月σ鍵的類型π鍵的類型s—s(σ鍵)p—p

(σ鍵)s—p(σ鍵)p—p

(π鍵)p—p(π鍵)第21頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月氮分子中原子軌道重疊方式示意圖第22頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月【歸納】σ鍵與π鍵的對比“頭碰頭”“肩并肩”沿鍵軸的方向與軌道對稱軸相互平行的方向軸對稱鏡面對稱重疊程度較大，比較牢固重疊程度較小，較易斷裂共價(jià)單鍵為σ鍵；共價(jià)雙鍵中有一個(gè)σ鍵，另一個(gè)是π鍵。共價(jià)三鍵由一個(gè)σ鍵和兩個(gè)π鍵組成。第23頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月乙烷：

個(gè)σ鍵乙烯：

個(gè)σ鍵

個(gè)π鍵乙炔：

個(gè)σ鍵

個(gè)π鍵75132第24頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月相同不發(fā)生相同不同發(fā)生不同按鍵的極性分：極性鍵與非極性鍵1、非極性鍵：兩個(gè)成鍵原子吸引電子的能力

（電負(fù)性

），共用電子對

偏移的共價(jià)鍵2、極性鍵：兩個(gè)成鍵原子吸引電子的能力

（電負(fù)性

），共用電子對

偏移的共價(jià)鍵一般情況下，兩個(gè)成鍵原子間的電負(fù)性差值越大，形成的共價(jià)鍵的極性越強(qiáng)第25頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月

﹕HN

﹕﹕

﹕H

HH－N

→HH

H

氮原子有孤對電子，氫離子有空軌道。氨分子中各原子均達(dá)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，為什么還能與氫離子結(jié)合？H+＋→

﹕HNH

﹕﹕

﹕H

H＋＋或第26頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月3、配位鍵由一個(gè)原子提供一對電子與另一個(gè)接受電子對的原子形成共價(jià)鍵，這樣的共價(jià)鍵成為配位鍵銨根離子和水合氫離子等是通過配位鍵形成的。

﹕HO

﹕﹕

﹕H＋H+→

﹕HOH

﹕﹕

﹕H＋第27頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月本節(jié)總結(jié)：離子鍵→離子化合物極性鍵非極性鍵配位鍵共價(jià)分子單質(zhì)化合物化學(xué)鍵共價(jià)鍵成鍵方式鍵的極性σ鍵π鍵第28頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月二、原子晶體第29頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月金剛石具有很高的熔、沸點(diǎn)和很大的硬度。你能結(jié)合金剛石晶體的結(jié)構(gòu)示意圖解釋其中的原因嗎？由于金剛石晶體中所有原子都是通過共價(jià)鍵結(jié)合的，而共價(jià)鍵的鍵能大，如C－C鍵的鍵能為348kJ·mol-1。所以金剛石晶體熔、沸點(diǎn)很高，硬度很大。第30頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月二.原子晶體相鄰

間通過

結(jié)合而成的具有

結(jié)構(gòu)的晶體2、組成微粒:3、微粒間作用力:知識回顧1、定義：共價(jià)鍵空間網(wǎng)狀原子原子共價(jià)鍵第31頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月常見的原子晶體某些非金屬單質(zhì)：

金剛石（C）、晶體硅(Si)、晶體硼（B）等某些非金屬化合物：

碳化硅（SiC）晶體、氮化硼（BN）晶體某些氧化物：

二氧化硅（SiO2）晶體第32頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月4、原子晶體的特點(diǎn)①、晶體中

單個(gè)分子存在；化學(xué)式只代表

。沒有原子個(gè)數(shù)之比②、熔、沸點(diǎn)

；硬度

；

溶于一般溶劑；

導(dǎo)電。很高很大難不第33頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月5、影響原子晶體熔沸點(diǎn)、硬度大小的因素：共價(jià)鍵的強(qiáng)弱鍵長的大小一般形成共價(jià)鍵的兩原子半徑越小鍵長越小，鍵能越

，原子晶體的熔沸點(diǎn)越

，硬度越

。大高大第34頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月正四面體金剛石的晶體結(jié)構(gòu)模型最小環(huán)為六元環(huán)在金剛石晶胞中占有的碳原子數(shù):8×1/8+6×1/2+4=8第35頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月1．在金剛石晶體中每個(gè)碳原子周圍緊鄰的碳原子有

個(gè)2．在金剛石晶體中每個(gè)碳原子形成

共價(jià)鍵3.在金剛石晶體中最小碳環(huán)由

碳原子來組成4.每個(gè)碳原子可形成

個(gè)六元環(huán),每個(gè)C-C鍵可以形成

個(gè)六元環(huán)。

5．在金剛石晶體中碳原子個(gè)數(shù)與C－C共價(jià)鍵個(gè)數(shù)之比是

６.在金剛石晶胞中占有的碳原子數(shù)

4個(gè)1︰

26個(gè)48個(gè)６12小結(jié)：第36頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月180o109o28′SiO共價(jià)鍵二氧化硅的晶體結(jié)構(gòu)第37頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月1.在SiO2晶體中，每個(gè)硅原子與

個(gè)氧原子結(jié)合；每個(gè)氧原子與

個(gè)硅原子結(jié)合；在SiO2晶體中硅原子與氧原子個(gè)數(shù)之比是

。2.在SiO2晶體中，每個(gè)硅原子形成

個(gè)共價(jià)鍵；每個(gè)氧原子形成

個(gè)共價(jià)鍵；3.在SiO2

晶體中，最小環(huán)為

元環(huán)。21：24421：41：2124.每個(gè)十二元環(huán)中平均含有硅原子

=6×1/12=1/2

硅原子個(gè)數(shù)與Si－O共價(jià)鍵個(gè)數(shù)之是

；氧原子個(gè)數(shù)與Si－O共價(jià)鍵個(gè)數(shù)之比是

。每個(gè)十二元環(huán)中平均含有Si－O鍵=12×1/6=2

小結(jié)：第38頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月石墨的晶體結(jié)構(gòu)模型第39頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月石墨的晶體結(jié)構(gòu)石墨晶體是層狀結(jié)構(gòu)，在每一層內(nèi)，碳原子排成六邊形，每個(gè)碳原子都與其他3個(gè)碳原子以共價(jià)鍵結(jié)合，形成平面的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。在層與層之間，是以分子間作用力相結(jié)合的。由于同一層的碳原子間以較強(qiáng)的共價(jià)鍵結(jié)合，使石墨的熔點(diǎn)很高。但由于層與層之間的分子間作用力較弱，容易滑動(dòng)，使石墨的硬度很小。像石墨這樣的晶體一般稱為