人教版高中化學(xué)選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 共價鍵

第一節(jié)共價鍵第一頁，共四十九頁。復(fù)習(xí)回憶什么是化學(xué)鍵？什么是離子鍵？什么是共價鍵？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、陽離子之間通過靜電作用形成的化學(xué)鍵。共價鍵：原子間通過共用電子對形成的化學(xué)鍵。第二頁，共四十九頁。1、離子鍵（1）．成鍵微粒：

。（2）．成鍵實質(zhì)：

。（3）．形成條件：通常，

元素與

元素的原子相結(jié)合。陰、陽離子靜電作用活潑金屬(ⅠA、ⅡA族)活潑非金屬(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，共四十九頁。（4）表示方法①用電子式表示離子化合物第四頁，共四十九頁。基礎(chǔ)知識梳理②用電子式表示離子化合物的形成過程第五頁，共四十九頁?；A(chǔ)知識梳理2、共價鍵（1）成鍵微粒：

。（2）成鍵實質(zhì)：

。（3）形成條件：

的原子相結(jié)合。原子共用電子對非金屬元素（4）分類(5)

【思考】共價鍵僅存在于共價化合物中嗎？

不是，共價鍵也可以存在于離子化合物中，如NaOH，NH4Cl中都含有共價鍵。第六頁，共四十九頁。第七頁，共四十九頁。學(xué)與問

1、我們能用電子式表示H2、HCl、Cl2分子的形成

2、為什么不可能有H3、H2Cl、Cl3分子的形成？第八頁，共四十九頁。

1、能用電子式表示H2、HCl、Cl2分子的形成過程嗎？

2、有沒有可能存在H3、Cl3

、H2Cl分子？為什么？不可能，共價鍵具有飽和性。？學(xué)與問第九頁，共四十九頁。新課講解：一、價鍵理論的要點1.電子配對原理2.最大重疊原理兩原子各自提供1個自旋方向相反的電子彼此配對。兩個原子軌道重疊部分越大，兩核間電子的概率密度越大，形成的共價鍵越牢固，分子越穩(wěn)定。第十頁，共四十九頁。新課：

1、共價鍵具有飽和性按照價鍵理論的電子配對原理，一個原子有幾個未成對電子，便可和幾個自旋相反的電子配對成鍵，這就共價鍵的“飽和性”。跟蹤練習(xí).1.分別寫出下列非金屬元素的原子電子配對成鍵數(shù)目H

、ⅤA

、ⅥA

、ⅦA

。2.為什么不可能有H3、H2Cl、Cl3分子的形成？1231二、共價鍵的特征——共價鍵具有飽和性決定了原子形成分子時相互結(jié)合的數(shù)量關(guān)系第十一頁，共四十九頁。電子所在的原子軌道都具有一定的形狀，成鍵原子的電子云盡可能達(dá)到最大重疊必須沿一定方向交蓋，所以共價鍵有方向性。它決定了分子的空間構(gòu)型。小結(jié)：共價鍵特征方向性飽和性2.共價鍵的方向性(原子形成分子時相互結(jié)合的數(shù)量關(guān)系)(決定分子的空間構(gòu)型)第十二頁，共四十九頁。電子云在兩個原子核間重疊，意味著電子出現(xiàn)在核間的概率增大，電子帶負(fù)電，因而可以形象的說，核間電子好比在核間架起一座帶負(fù)電的橋梁，把帶正電的兩個原子核“黏結(jié)”在一起了。三、共價鍵的形成第十三頁，共四十九頁。相互靠攏(1).s-sσ鍵的形成H2分子的鍵為s-sσ鍵，1.σ鍵的形成σ鍵的特征是以形成化學(xué)鍵的兩原子核的連線為軸旋轉(zhuǎn)，共價鍵電子云的圖形不變，這種特征為軸對稱。第十四頁，共四十九頁。H2分子的形成過程HH用電子云來描述共價鍵的形成過程（s-sσ鍵）

特征：以形成化學(xué)鍵的兩原子核的連線做為軸旋轉(zhuǎn)操作，共價鍵電子云的圖形不變,稱為軸對稱。第十五頁，共四十九頁。(2).s-pσ鍵的形成未成對電子的電子云相互靠攏電子云相互重疊HClH－Cl(s-pσ鍵)HCl分子的形成過程第十六頁，共四十九頁。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Cl2分子的形成過程(p-pσ鍵)ClClClCl第十七頁，共四十九頁。σ鍵的成鍵過程：“頭頂頭”Xs—sXpx—sXpx—pxσ鍵的特征是：以形成化學(xué)鍵的兩原子核的連線為軸旋轉(zhuǎn)，共價鍵電子云的圖形不變，這種特征成為軸對稱。形成σ鍵的電子稱為σ電子。第十八頁，共四十九頁。S-Sσ鍵2、重疊方式：P-Pσ鍵

S-P

σ鍵σ鍵小結(jié)1、種類：3、特征：

"頭碰頭"軸對稱較牢固，不易斷裂。4、性質(zhì)：第十九頁，共四十九頁。2.π鍵的形成兩個原子相互接近電子云重疊π鍵的電子云（p-pπ鍵）第二十頁，共四十九頁。

π鍵的成鍵過程：“肩并肩”XZZpZ—pZ形成π鍵的電子稱為π電子。

鍵特點:①兩個原子軌道以平行或“肩并肩”方式重疊；原子重疊的部分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，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

第二十一頁，共四十九頁。N2中共價鍵的形成過程科學(xué)探究NN第二十二頁，共四十九頁。

探究分析：N2分子中共價鍵的成分。(基態(tài)N原子電子排布1S22S22Px12Py12Pz1)zzyyxN2分子中含1個σ鍵和2個π鍵第二十三頁，共四十九頁。2、鍵的類型與成鍵原子電負(fù)性的關(guān)系：科學(xué)探究原子NaClHClCO電負(fù)性電負(fù)性之差（絕對值）結(jié)論：當(dāng)原子的電負(fù)性相差很大，化學(xué)反應(yīng)形成的電子對不會被共用，形成的將是鍵；而鍵是電負(fù)性相差不大的原子之間形成的化學(xué)鍵。0.9

3.02.12.1

3.00.92.5

3.51.0離子共價第二十四頁，共四十九頁。

3、乙烷、乙烯、乙炔分子中的共價鍵分別是由幾個σ鍵和幾個π鍵組成。乙烷：

個σ鍵乙烯：

個σ鍵

個π鍵乙炔：

個σ鍵

個π鍵75132科學(xué)探究第二十五頁，共四十九頁。

小結(jié)：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σ鍵；p電子和p電子既可形成σ鍵，又可能形成π鍵；且p電子和p電子先形成σ鍵，后形成π鍵。②共價單鍵是σ鍵；共價雙鍵中一個是σ鍵,另一個是π鍵；共價三鍵中一個是σ鍵,另兩個為π鍵。第二十六頁，共四十九頁。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

頭碰頭沿鍵軸方向平行肩并肩軸對稱，可旋轉(zhuǎn)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。共價單鍵是σ鍵；共價雙鍵中一個是σ鍵,另一個是π鍵；共價三鍵中一個是σ鍵,另兩個為π鍵較大較小歸納：σ鍵和π鍵的比較第二十七頁，共四十九頁。練習(xí)1.在氟氣分子中，形成共價鍵的原子軌道是()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第二十八頁，共四十九頁。練習(xí)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第二十九頁，共四十九頁。733.第三十頁，共四十九頁。總結(jié):共價鍵：原子之間通過共用電子對所形成的相互作用。1.共價鍵的性質(zhì):飽和性,方向性2.共價鍵的常見類型:σ鍵“頭碰頭”（s-s、s-p、p-p）π鍵“肩并肩”（p-p）第三十一頁，共四十九頁。布置作業(yè)：課后謝謝欣賞第三十二頁，共四十九頁。四、鍵參數(shù)——鍵能、鍵長和鍵角1.鍵能氣態(tài)基態(tài)原子形成1mol共價鍵釋放的最低能量(或拆開1mol共價鍵所吸收的能量)，例如H-H鍵的鍵能為436.0kJ.mol-1。[說明]

①鍵能的單位是kJ·mol-1②形成化學(xué)鍵通常放出熱量鍵能為通常取正值③鍵能越大，化學(xué)鍵越穩(wěn)定第三十三頁，共四十九頁。2.鍵長形成共價鍵的兩個原子之間的核間的平衡距離。[說明]：①鍵長的單位都是pm=10-12m②鍵長越短往往鍵能就越大，共價鍵越穩(wěn)定③一般而言原子半徑越大，鍵長越大第三十四頁，共四十九頁。3、鍵角多原子分子中，兩共價鍵之間的夾角叫做鍵角（2）常見分子的鍵角CO2______H2O______NH3______CH4______P4______(3)意義：鍵角決定了分子的空間構(gòu)形(4)來歷：共價鍵的方向性180°104.5°107.3°109°28’60°（1）概念：第三十五頁，共四十九頁。小結(jié)：鍵能、鍵長、鍵角是共價鍵的三個參數(shù)鍵能、鍵長決定了共價鍵的穩(wěn)定性；鍵角決定了分子的空間構(gòu)型。

第三十六頁，共四十九頁。練習(xí)：1、下列說法正確的是（）A、分子中鍵能越大，鍵越長，則分子越穩(wěn)定。B、只有非金屬原子之間才能形成共價鍵。C、水分子可以表示為H-O-H，分子中鍵角180°。D、H-O鍵鍵能463KJ/mol，故破壞18克水分子中的H-O鍵時需要吸收的能量為2X463KJ。D第三十七頁，共四十九頁。2、能用鍵能大小解釋的是（）A、N2的化學(xué)性質(zhì)比O2穩(wěn)定。B、硝酸易揮發(fā)，硫酸難揮發(fā)。C、惰性氣體一般難發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。D、通常情況下，Br2呈液態(tài)，I2呈固態(tài)。A第三十八頁，共四十九頁。五、等電子原理1、等電子體：是指且的粒子，具有相同的化學(xué)鍵特征。原子總數(shù)價電子總數(shù)應(yīng)用：等電子體的許多性質(zhì)是相近的，空間構(gòu)型是相同的。所以可以利用等電子體來預(yù)測分子的空間構(gòu)型和性質(zhì)。第三十九頁，共四十九頁。思考探究：在N2、CO2、

CO、N2O之間互為等電子體的是誰?請預(yù)測：1、N2O的幾何構(gòu)型?

2、CO中的共價鍵類型？第四十頁，共四十九頁。2、等電子原理

（1）.原子總數(shù)相同、價電子總數(shù)相同的分子或離子具有相似化學(xué)鍵特征，許多性質(zhì)是相似的。此原理稱為等電子原理第四十一頁，共四十九頁。（2）．等電子體實例CO和N2具有相同的原子總數(shù)和相同的價電子總數(shù)，屬于等電子體，其性質(zhì)對比如下：分子熔點/℃沸點/℃在水中的溶解度(室溫)分子解離能kJ·mol－1分子的價電子總數(shù)CO－205.05－191.492.3mL107510N2－210.00－195.811.6mL94610第四十二頁，共四十九頁。（3）、等電子體的判斷和利用(1)判斷方法：原子總數(shù)相同，價電子總數(shù)相同的分子。(2)應(yīng)用：等電子體的許多性質(zhì)是相近的，空間構(gòu)型是相同的。利用等電子體可以：①判斷一些簡單分子或離子的立體構(gòu)型；②利用等電子體在性質(zhì)上的相似性制造新材料；③利用等電子原理針對某物質(zhì)找等電子體。第四十三頁，共四十九頁。(4)一些常見的等電子體二原子10電子的等電子體：N2、CO、CN－、C22－二原子11電子的等電子體：NO、O2＋三原子16電子的等電子體：CO2、CS2、N2O、CNO－、N3－三原子18電子的等電子體：NO2－、O3、SO2四原子24電子的等電子體：NO3－、CO32－、BF3、SO3(g)第四十四頁，共四十九頁。1．1919年，Langmuir提出等電子體的概念，由短周期元素組成的粒子，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。等電子體的結(jié)構(gòu)相似、物理性質(zhì)相近。根據(jù)上述原理，下列各對粒子中，空間結(jié)構(gòu)相似的是(

)A．SO2與O3

B．CO2與NO2C．CS2與NO2 D．PCl3與BF3A第四十五頁，共四十九頁。2、 從實驗測得不同物質(zhì)中氧—氧鍵之間的鍵長和鍵能數(shù)據(jù)如下表，其中X、Y的鍵能數(shù)據(jù)尚未測定，但可根據(jù)規(guī)律推導(dǎo)鍵能的大小順