第三單元共價鍵原子晶體

第三單元共價鍵原子晶體第1頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月2.共價鍵的成鍵微粒：原子1.共價鍵的定義：原子間通過共用電子對所形成的的化學(xué)鍵。我們已經(jīng)了解的共價鍵的概念：3.共價鍵的存在：非金屬單質(zhì)共價化合物離子化合物共價化合物：相鄰的原子之間只以共價鍵相連的化合物屬于共價化合物。如二氧化碳、水、甲烷等。第2頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月學(xué)生活動1：寫出下列分子的電子式和結(jié)構(gòu)式

分子式電子式結(jié)構(gòu)式分子式電子式結(jié)構(gòu)式H2H2SN2CaF2NaOHCS2以上物質(zhì)中哪些是離子化合物？哪些是共價化合物？?思考學(xué)以致用1、共價化合物中只含有共價鍵2、離子化合物中一定含有離子鍵，也可能含有共價鍵第3頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月通過學(xué)習(xí)有關(guān)共價鍵的知識，你知道下列問題的答案嗎？為什么氫分子是雙原子分子而氦分子卻是單原子分子呢？通過哪些元素的原子之間能形成共價鍵？如何用電子式表示共價分子的形成過程？含有共價鍵的物質(zhì)是否一定是共價分子？第4頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月共價鍵的形成第5頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月問題探究：2個氫原子一定能形成氫分子嗎？第6頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月兩個核外電子自旋方向相反的氫原子靠近第7頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月vr0V：勢能r：核間距第8頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月r0vr0r0V：勢能r：核間距第9頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月r0vr0r0V：勢能r：核間距第10頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月r0vr0r0V：勢能r：核間距第11頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月兩個核外電子自旋方向相同的氫原子靠近第12頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月vr0V：勢能r：核間距第13頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月1、共價鍵的形成（1）有自旋方向相反的未成對電子（2）原子軌道要實現(xiàn)最大限度的重疊第14頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月2、共價鍵的形成本質(zhì)成鍵原子相互接近時，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15頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月交流與討論金屬鍵、離子鍵不具有飽和性和方向性，共價鍵是否也沒有飽和性和方向性?閱讀教材P44，根據(jù)N、O、F原子的軌道表示式，解釋為什么它們與H原子形成的簡單化合物分別為NH3、H2O和HF。第16頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月N、O、F的電子排布式和軌道表示式1s

2s

2p1s

2s

2p1s

2s

2p第17頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月NH3H2ONH1sOH2s2p1s2s2p共價鍵有飽和性！H2OFH1s2s2p第18頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月3、共價鍵的特征（1）具有飽和性形成的共價鍵數(shù)

=

未成對電子數(shù)在成鍵原子中，有幾個未成對電子通常就只能形成幾個共價鍵，所以在共價分子中每個原子形成共價鍵數(shù)目是一定的。第19頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月回憶：你已經(jīng)知道原子中各種電子云的形狀和伸展方向？第20頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）具有方向性p第21頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月原因：①成鍵原子軌道只有采用最大重疊才能形成穩(wěn)定的共價鍵。②由于p,d,f軌道在空間有不同的伸展方向，即有方向性，因此共價鍵有方向性。(2)方向性第22頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月小結(jié)：共價鍵的形成條件共價鍵的本質(zhì)共價鍵的特征第23頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月1、下列說法正確的是（）A、有共價鍵的化合物一定是共價化合物B、分子中只有共價鍵的化合物一定是共價化合物C、由共價鍵形成的分子一定是共價化合物D、只有非金屬原子間才能形成共價鍵B課堂練習(xí)2、下列不屬于共價鍵的成鍵因素的是（）Ａ、共用電子對在兩核間高頻率出現(xiàn)Ｂ、共用的電子必須配對Ｃ、成鍵后體系能量降低，趨于穩(wěn)定Ｄ、兩原子核體積大小要適中Ｄ第24頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月3、下列微粒中原子最外層電子數(shù)均為8的是：PCl5NF3CO2BF3

4、寫出下列物質(zhì)的電子式。Br2CO2PH3NaHNa2O2第25頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月共價鍵的類型第26頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月Xs-s原子軌道沿核間連線方向以“頭碰頭”方式重疊形成的共價鍵。σ鍵：思考：H2分子中H的原子軌道是如何重疊形成共價鍵的?第27頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月Xs-pxσ鍵思考：HCl中H和Cl的原子軌道是如何重疊形成共價鍵的？第28頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月Xpx-px+σ鍵思考：Cl2分子中Cl的原子軌道是如何重疊形成共價鍵的?第29頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月1.σ鍵：“頭碰頭”X++s—sX++-px—s+--+Xpx—px形成σ鍵的電子稱為σ電子。原子軌道沿核間連線重疊(即頭碰頭方式)形成的共價鍵,叫σ鍵.第30頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月zzyyx思考：N2分子中N的原子軌道是如何重疊形成共價鍵的?第31頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月π鍵：原子軌道在核間連線兩側(cè)以“肩并肩”方式重疊形成的共價鍵。XpZ＿pZZ

Z

第32頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月第33頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月

2.π鍵：“肩并肩”+I+IXZZpZ—pZ原子軌道在核間連線兩側(cè)進行重疊(即采用肩并肩)方式形成的共價鍵,叫π鍵.第34頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月1、σ鍵：“頭碰頭”

π鍵：“肩并肩”二、共價鍵的類型第35頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月σ鍵的成鍵特點：1)沿兩核間的連線方向“頭碰頭”重疊成鍵2)σ鍵可以沿鍵軸旋轉(zhuǎn)3)σ鍵較穩(wěn)定，存在于一切共價鍵中。因而只含有σ鍵的化合物性質(zhì)是比較穩(wěn)定的(烷烴)2、σ鍵與π鍵的成鍵特點1)在核間連線兩側(cè)以“肩并肩”重疊成鍵；2)π鍵不能自由旋轉(zhuǎn)3)電子云重疊程度不及σ鍵，較活潑；4)必須與σ鍵共存π鍵的成鍵特點:第36頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月一般說來，單鍵是σ鍵，

雙鍵一般是σ+π鍵，

叁鍵則是σ+2π鍵，所以在分子中，σ鍵是基礎(chǔ)，且任何兩個原子之間只能形成一個σ鍵。第37頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月有機物中的共價鍵C-H是σ鍵。C-C是σ鍵。C=C一個σ鍵，一個π鍵。C≡Ｃ一個σ鍵，兩個π鍵。乙烯、乙炔性質(zhì)

，容易發(fā)生

。不穩(wěn)定加成反應(yīng)第38頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月乙烯分子中原子軌道重疊方式示意圖第39頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月乙炔分子中軌道重疊方式示意圖第40頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月乙烷：

個σ鍵；乙烯：

個σ鍵

個π鍵；乙炔：

個σ鍵

個π鍵75132第41頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月第42頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月1.σ鍵的常見類型有(1)s-s,(2)s-p,(2)p-p，請指出下列分子σ鍵所屬類型:A.HFB.NH3

C.F2

D.H2

E.O2s-ps-pp-ps-sp-p第43頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月2.極性鍵和非極性鍵什么是非極性鍵？什么是極性鍵？極性鍵的強弱與共用電子對地偏向程度的關(guān)系是什么？第44頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)非極性鍵：兩個成鍵原子吸引電子的能力

(電負(fù)性

)，共用電子對

偏移的共價鍵相同

不發(fā)生相同(2)極性鍵：兩個成鍵原子吸引電子的能力

(電負(fù)性

)，共用電子對

偏移的共價鍵不同

發(fā)生不同第45頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月氯氯鍵非極性鍵氫氯鍵非極性鍵第46頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月一般情況下，同種元素的原子之間形成

共價鍵，不同種元素的原子之間形成

共價鍵。非極性極性4、在極性共價鍵中，成鍵元素的電負(fù)性差值越大，共用電子對的偏移程度

，共價鍵的極性

。越大越大非金屬氫化物中鍵的極性最強的是

。氫氟鍵第47頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月練習(xí)1.下列分子中含有非極性鍵的共價化合物是（）A.F2B.C2H2C.Na2O2D.NH3E.CH3COONaF.C2H6G.H2O2H.CO2第48頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月2.關(guān)于乙醇分子的說法正確的是（）A.分子中共含有8個極性鍵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π鍵C練習(xí)第49頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月3.下列物質(zhì)分子中無π鍵的是（）A.N2B.O2C.Cl2D.C2H4C練習(xí)第50頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月在水溶液中，NH3能與H+結(jié)合生成NH4＋請用電子式表示Ｎ和Ｈ形成NH３的過程并討論NH３和H＋是如何形成NH4+的第51頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月3.配位鍵由一個原子提供一對電子(孤對電子),另一個原子(有空的原子軌道)接受孤對電子形成共價鍵，這樣的共價鍵稱為配位鍵。配位鍵用“→”表示，箭頭指向接受孤對電子的原子。如：H[HNH]+H銨根離子中的四個氮氫鍵完全一樣(鍵長、鍵能相同)第52頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月小結(jié)：

極性鍵單鍵雙鍵三鍵（1）按成鍵方式分（2）按共用電子對有無偏移分（3）按兩原子間的共用電子對的數(shù)目分2．一種特殊的共價鍵--配位鍵σ鍵：頭碰頭重疊π鍵：肩并肩重疊非極性鍵（1）定義：1.共價鍵的類型（3）配位鍵的存在（2）配位鍵的成鍵條件第53頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月非極性鍵、極性鍵與配位鍵的比較共價鍵鍵型特點形成條件示例非極性鍵極性鍵配位鍵共用電子對不發(fā)生偏移共用電子對偏向一方原子共用電子對由一方提供相同非金屬元素原子的電子配對成鍵不同非金屬元素原子的電子配對成鍵一方原子有孤電子對，另一方原子有價層空軌道第54頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月6.已知水電離成為氫氧根離子和水合氫離子，試寫出陽離子的結(jié)構(gòu)。H[HO]+H練習(xí)第55頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月共價鍵的鍵能與化學(xué)反應(yīng)熱第56頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月問題：2008年北京奧運會中使用以氫氧燃料電池為動力的汽車；神州6號發(fā)射用的是偏二甲肼作燃料；乙炔在純氧中燃燒溫度可達3000℃。這說明物質(zhì)中蘊藏著什么呢？實驗表明，氣態(tài)氫原子形成1molH2

要釋放出436kJ的能量。如果要使1molH2分解為2molH原子，你認(rèn)為是吸收能量還是放出能量？第57頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月鍵能和鍵長1．鍵能的定義：在101kPa、298K條件下。1mol氣態(tài)AB分子生成氣態(tài)A原子和B原子的過程所吸收的能量，稱為AB鍵共價鍵得鍵能。2．鍵長：兩原子核間的平均間距如在101kPa、298K條件下。1mol氣態(tài)H2生成氣態(tài)H原子的過程所吸收的能量為436kJ，則H－H鍵的鍵能為436kJ·mol-1原子間形成共價鍵，原子軌道發(fā)生重疊。原子軌道重疊程度越大，共價鍵的鍵能越大，兩原子核的平均間距—鍵長越短。第58頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月教科書P45表3-5請結(jié)合表中數(shù)據(jù)分析：1.影響共價鍵強弱的因素2共價鍵強弱與分子穩(wěn)定性的關(guān)系第59頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月影響共價鍵鍵能的主要因素2．鍵能大小與分子穩(wěn)定性的關(guān)系：對結(jié)構(gòu)相似的分子，鍵長越短，鍵能越大，一般含該鍵的分子越穩(wěn)定。（1）一般情況下，成鍵電子數(shù)越多，鍵長越短，形成的共價鍵越牢固，鍵能越大.（2）在成鍵電子數(shù)相同，鍵長相近時，鍵的極性越大，鍵能越大.小結(jié)：第60頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月教科書P45第61頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）反應(yīng)熱應(yīng)該為斷開舊化學(xué)鍵（拆開反應(yīng)物→原子）所需要吸收的能量與形成新化學(xué)鍵（原子重新組合成反應(yīng)生成物）所放出能量的差值。舊鍵斷裂所吸收的總能量大于新鍵形成所放出的總能量，反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，反之為放熱反應(yīng)。（2）由于反應(yīng)后放出的熱量使反應(yīng)本身的能量降低，故規(guī)定△H為“—”，則由鍵能求反應(yīng)熱的公式為△H=反應(yīng)物的鍵能總和—生成物的鍵能總和。

△H=生成物的總能量—反應(yīng)物的總能量。（3）放熱反應(yīng)的△H為“—”，△H＜0；吸熱反應(yīng)的△H為“+”，△H＞0。（4）反應(yīng)物和生成物的化學(xué)鍵的強弱決定著化學(xué)反應(yīng)過程中的能量變化。3.利用鍵能計算化學(xué)反應(yīng)中的ΔH第62頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月金屬鍵、離子鍵和共價鍵的比較化學(xué)鍵類型成鍵本質(zhì)鍵的方向性和飽和性影響鍵的強弱的因素金屬鍵離子鍵共價鍵靜電作用共用電子對電性作用無無既有方向性又有飽和性金屬元素的原子半徑和單位體積內(nèi)自由電子數(shù)目陰、陽離子的電荷數(shù)和核間距鍵長、成鍵電子數(shù)、極性第63頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月教科書P46第64頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月1．N2、O2、F2與H2的反應(yīng)能力依次增強，從鍵能的角度應(yīng)如何理解這一化學(xué)事實?2．通過上述例子，你認(rèn)為鍵長、鍵能對分子的化學(xué)性質(zhì)有什么影響?練習(xí)從表3-6數(shù)據(jù)可知，N—H鍵、O—H鍵與H—F鍵的鍵能依次増大；意味著形成這些鍵時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的反應(yīng)能力依次增強。一般情況下，分子的鍵長越短，鍵能越大，該分子越穩(wěn)定。

第65頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月3.化學(xué)反應(yīng)可視為舊鍵斷裂和新鍵形成的過程。化學(xué)鍵的鍵能是形成(或拆開)lmol化學(xué)鍵時釋放(或吸收)的能量。已知白磷和P4O6的分子結(jié)構(gòu)如圖所示，現(xiàn)提供以下化學(xué)鍵的鍵能(kJ/mol)：P—P：198P—O：360O＝O：498，則反應(yīng)P4(白磷)+3O2＝P4O6的反應(yīng)熱△H為()A．一1638kJ/mol

B．+1638kJ/mol

C．一126kkJ/molD．+126kJ/mol

白磷P4O6練習(xí)A第66頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月原子晶體第67頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月金剛石具有很高的熔、沸點和很大的硬度。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？第68頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月討論小結(jié)：由于金剛石晶體中所有原子都是通過共價鍵結(jié)合的，而共價鍵的鍵能大，如C－C鍵的鍵能為348kJ·mol-1。所以金剛石晶體熔、沸點很高，硬度很大。第69頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月原子晶體概念：相鄰原子間以共價鍵相結(jié)合而形成空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體。構(gòu)成原子晶體的粒子是原子，原子間以較強的共價鍵相結(jié)合。金剛石第70頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月109o28′共價鍵金剛石的晶體結(jié)構(gòu)金剛石晶胞第71頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月1：在金剛石晶體中每個碳原子周圍緊鄰的碳原子有多少個？2：在金剛石晶體中每個碳原子形成幾個共價鍵？3：在金剛石晶體中碳原子個數(shù)與C－C共價鍵個數(shù)之比是多少？4:

在金剛石晶體中最小碳環(huán)由幾個碳原子來組成?5.在金剛石晶胞中占有的碳原子數(shù)？問題：4個1：26個4個8個第72頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月180o109o28′SiO共價鍵二氧化硅的晶體結(jié)構(gòu)第73頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月1.在SiO2晶體中，每個硅原子與

個氧原子結(jié)合；每個氧原子與

個硅原子結(jié)合；在SiO2晶體中硅原子與氧原子個數(shù)之比是

。2.在SiO2晶體中，每個硅原子形成

個共價鍵；每個氧原子形成

個共價鍵；硅原子個數(shù)與Si－O共價鍵個數(shù)之比是

；氧原子個數(shù)與Si－O共價鍵個數(shù)之比是

。3.在SiO2

晶體中，最小環(huán)為

元環(huán)。問題：21：24421：41：212第74頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月教科書P47第75頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月原子晶體的物理特性在原子晶體中，由于原子間以較強的共價鍵相結(jié)合，而且形成空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所以原子晶體的熔點和沸點高硬度大一般不導(dǎo)電且難溶于一些常見的溶劑第76頁，課件共83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、Al2O3第77頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月解釋：結(jié)構(gòu)相似的原子晶體，原子半徑越小，鍵長越短，鍵能越大，晶體熔點越高金剛石＞硅＞鍺1.怎樣從原子結(jié)構(gòu)角度理解金剛石、硅和鍺的熔點和硬度依次下降？2.“具有共價鍵的晶體叫做原子晶體”。這種說法對嗎？為什么？第78頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月1.2003年美國《科學(xué)》雜志報道：在超高壓下，科學(xué)家用激光器將CO2加熱到1800K，成功制得了類似石英的CO2原子晶體。下列關(guān)于CO2晶體的敘述中不正確的是 ()A.晶體中C、O原子個數(shù)比為1∶2 B.該晶體的熔點、沸點高、硬度大C.晶體中C—O—C鍵角為180°D.晶體中C、O原子最外層都滿足8電子結(jié)構(gòu)C練習(xí)第79頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月2.氮化硅是一種新合成