《共價鍵》參考課件

第一節(jié)共價鍵第二章

分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)發(fā)展目標(biāo)1.能從微觀角度分析形成共價鍵的粒子、類型，能辨識物質(zhì)中含有的共價鍵的類型及成鍵方式，了解鍵能、鍵長及鍵角對物質(zhì)性質(zhì)的影響。2.理解共價鍵中σ鍵和π鍵的區(qū)別，建立判斷σ鍵和π鍵的思維模型，熟練判斷分子中σ鍵和π鍵的存在及個數(shù)。體系構(gòu)建共價鍵本質(zhì)：原子間通過共用電子對所形成的相互作用特征：具有方向性和飽和性成鍵方式σ鍵π鍵電子云呈軸對稱電子云呈鏡面對稱電子云呈鏡面對稱特征特征共用電子對

一、共價鍵1．共價鍵的概念和特征原子間通過

所形成的相互作用。特征飽和性決定分子的組成方向性決定分子的立體構(gòu)型微點撥：共價鍵的方向性決定了分子的立體構(gòu)型，并不是所有共價鍵都具有方向性，如兩個s電子形成共價鍵時就沒有方向性?；A(chǔ)知識填充形成由成鍵原子的s軌道或p軌道重疊形成類型s－s型s－p型p－p型2．共價鍵的類型(按成鍵原子的原子軌道重疊方式分類)(1)σ鍵特征以形成化學(xué)鍵的兩原子核的

為軸做旋轉(zhuǎn)操作，共價鍵的電子云的圖形

，這種特征稱為_________

連線軸對稱不變形成由兩個原子的p軌道“

”重疊形成p－pπ鍵特征π鍵的電子云形狀與σ鍵的電子云形狀有明顯差別：每個π鍵的電子云由兩塊組成，它們互為

，此特征稱為

；π鍵

旋轉(zhuǎn)；不如σ鍵

，較易______

鏡像肩并肩斷裂牢固不能鏡面對稱(2)π鍵(3)判斷σ鍵、π鍵的一般規(guī)律共價單鍵為

鍵；共價雙鍵中有一個

鍵，另一個是

鍵；共價三鍵由一個

鍵和兩個

鍵構(gòu)成。氣態(tài)分子氣態(tài)原子二、鍵參數(shù)——鍵能、鍵長與鍵角1．鍵能(1)鍵能是指

中1mol化學(xué)鍵解離成

所吸收的能量。鍵能的單位是

。鍵能通常是_____________________條件下的標(biāo)準(zhǔn)值。例如，H—H的鍵能為436.0kJ·mol—1。kJ·mol－1298.15K、101kPa共價鍵H—FH—ClH—BrH—I鍵能/(kJ·mol－1

)568431.8366298.7(2)下表中是H—X的鍵能數(shù)據(jù)吸收863.6

kJ的能量①若使2molH—Cl斷裂為氣態(tài)原子，則發(fā)生的能量變化是

。②表中共價鍵最難斷裂的是

，最易斷裂的是

。③由表中鍵能數(shù)據(jù)大小說明鍵能與分子穩(wěn)定性的關(guān)系：HF、HCl、HBr、HI的鍵能依次

，說明四種分子的穩(wěn)定性依次

，即HF分子最穩(wěn)定，最

分解，HI分子最不穩(wěn)定，最

分解。H—F易難減弱減小H—I2．鍵長(1)鍵長是構(gòu)成化學(xué)鍵的兩個原子的

，因此

決定化學(xué)鍵的鍵長，

越小，共價鍵的鍵長越短。(2)鍵長與共價鍵的穩(wěn)定性之間的關(guān)系：共價鍵的鍵長越短，往往鍵能越

，表明共價鍵越

。(3)下列三種分子中：①H2、②Cl2、③Br2，共價鍵的鍵長最長的是

，鍵能最大的是

。大核間距原子半徑原子半徑穩(wěn)定③①3．鍵角(1)鍵角是指

。在多原子分子中的鍵角是一定的，這表明共價鍵具有

性。鍵角是描述分子

的重要參數(shù)。在多原子分子中，兩個相鄰共價鍵之間的夾角空間結(jié)構(gòu)方向分子空間結(jié)構(gòu)鍵角實例正四面體形______CH4、CCl4平面形_____苯、乙烯、BF3三角錐形_____NH3V形(或角形)_____H2O直線形_____CO2、CS2、CH≡CH120°109°28′180°105°107°(2)根據(jù)空間結(jié)構(gòu)填寫下列分子的鍵角：

1．判斷正誤(對的在括號內(nèi)打“√”，錯的在括號內(nèi)打“×”。)(1)只有非金屬原子之間才能形成共價鍵

(

)(2)兩個原子之間形成共價鍵時，至少有一個σ鍵 (

)(3)σ鍵和π鍵都只能存在于共價化合物中

(

)(4)雙原子分子中，鍵長越短，分子越牢固

(

)×√×√預(yù)習(xí)效果驗收2．原子間形成分子時，決定各原子相互結(jié)合的數(shù)量關(guān)系的是(

)A．共價鍵的方向性B．共價鍵的飽和性C．形成共價鍵原子的大小D．共價鍵的穩(wěn)定性【解析】

[共價鍵的飽和性決定各原子相互結(jié)合的數(shù)量關(guān)系。]B3．有以下物質(zhì)：①HF，②Cl2，③H2O，④N2，⑤C2H4，⑥C2H6，⑦H2，⑧H2O2，⑨HCN(H—C≡N)。(1)只有σ鍵的是________________(填序號，下同)；既有σ鍵又有π鍵的是________。(2)含有由兩個原子的s軌道重疊形成的σ鍵的是___________。(3)含有由一個原子的s軌道與另一個原子的p軌道重疊形成的σ鍵的是______________。(4)含有由一個原子的p軌道與另一個原子的p軌道重疊形成的σ鍵的是_______________。①②③⑥⑦⑧④⑤⑨⑦①③⑤⑥⑧⑨②④⑤⑥⑧⑨[解析]

(1)單鍵只有σ鍵，雙鍵或三鍵才含有π鍵，故只有σ鍵的是①②③⑥⑦⑧；既有σ鍵又有π鍵的是④⑤⑨。(2)H原子只有s軌道，題給物質(zhì)中含有由兩個原子的s軌道重疊形成的σ鍵的只有H2。(3)含有由一個原子的s軌道與另一個原子的p軌道重疊形成的σ鍵的有①③⑤⑥⑧⑨。(4)含有由一個原子的p軌道與另一個原子的p軌道重疊形成的σ鍵，說明構(gòu)成這種σ鍵的原子中一定沒有H原子，故正確答案為②④⑤⑥⑧⑨。

觀察下圖乙烷、乙烯和乙炔分子的結(jié)構(gòu)回答：重難點1σ鍵與π鍵的比較[情境探究](1)乙烷、乙烯和乙炔分子中的共價鍵分別由幾個σ鍵和幾個π鍵組成？提示：乙烷分子由7個σ鍵組成；乙烯分子由5個σ鍵和1個π鍵組成；乙炔分子由3個σ鍵和2個π鍵組成。(2)乙烯和乙炔的化學(xué)性質(zhì)為什么比乙烷活潑呢？提示：乙烯的碳碳雙鍵和乙炔的碳碳三鍵中分別含有1個和2個π鍵，π鍵原子軌道重疊程度小，不穩(wěn)定，容易斷裂。而乙烷中沒有π鍵，σ鍵穩(wěn)定，不易斷裂。(3)H原子和H原子、H原子和Cl原子、Cl原子和Cl原子分別均以σ鍵結(jié)合成H2、HCl和Cl2分子，共價鍵軌道完全相同嗎？提示：不相同。H原子的未成對電子位于1s軌道，Cl原子的未成對電子位于3p軌道，即H原子和H原子成鍵以1s和1s軌道“頭碰頭”重疊，H原子和Cl原子以1s和3p軌道“頭碰頭”重疊，Cl原子和Cl原子以3p和3p軌道“頭碰頭”重疊。共價鍵類型σ鍵π鍵電子云重疊方式沿鍵軸方向相對重疊沿鍵軸方向平行重疊電子云重疊部位兩原子核之間，在鍵軸處鍵軸上方和下方，鍵軸處為零電子云重疊程度大小1．σ鍵與π鍵的比較[核心突破]示意圖鍵的強度較大較小化學(xué)活潑性不活潑活潑成鍵規(guī)律共價單鍵是σ鍵；共價雙鍵中一個是σ鍵，一個是π鍵；共價三鍵中一個是σ鍵，兩個是π鍵2.對于σ鍵和π鍵應(yīng)特別注意的問題(1)s軌道與s軌道形成σ鍵時，電子并不是只在兩核間運動，只是電子在兩核間出現(xiàn)的概率大。(2)因s軌道是球形的，故s軌道與s軌道形成σ鍵時，無方向性。兩個s軌道只能形成σ鍵，不能形成π鍵。(3)兩個原子間可以只形成σ鍵，但不能只形成π鍵。

1．有關(guān)CH2===CH—C≡N分子中所含化學(xué)鍵數(shù)目的說法正確的是(

)A．3個σ鍵，3個π鍵 B．4個σ鍵，3個π鍵C．6個σ鍵，2個π鍵

D．6個σ鍵，3個π鍵D[對點訓(xùn)練][解析][共價單鍵為σ鍵，雙鍵中含1個σ鍵和1個π鍵，三鍵中含1個σ鍵和2個π鍵，故CH2===CH—C≡N分子中含6個σ鍵和3個π鍵。]2．關(guān)于σ鍵和π鍵的比較，下列說法不正確的是(

)A．σ鍵是軸對稱的，π鍵是鏡面對稱的B．σ鍵是“頭碰頭”式重疊，π鍵是“肩并肩”式重疊C．σ鍵不能斷裂，π鍵容易斷裂D．氫原子只能形成σ鍵，氧原子可以形成σ鍵和π鍵[解析]

[σ鍵較穩(wěn)定，不易斷裂，而不是不能斷裂。]C分子中σ鍵與π鍵的判斷方法根據(jù)成鍵原子的價電子數(shù)來判斷能形成幾個共用電子對。如果只有一個共用電子對，則該共價鍵一定是σ鍵；如果形成多個共用電子對時，則先形成1個σ鍵，另外的原子軌道形成π鍵。重難點2鍵參數(shù)的應(yīng)用鍵能與鍵長是衡量共價鍵穩(wěn)定性的參數(shù)，鍵長和鍵角是描述分子空間結(jié)構(gòu)的參數(shù)。一般來說，如果知道分子中的鍵長和鍵角，這個分子的空間結(jié)構(gòu)就確定了。如NH3分子的H—N—H鍵角是107°，N—H的鍵長是101pm，就可以斷定NH3分子是三角錐形分子，如圖[情境探究](1)根據(jù)元素周期律可知NH3的穩(wěn)定性強于PH3，你能利用鍵參數(shù)加以解釋嗎？提示：鍵長：N—H＜P—H，鍵能：N—H＞P—H，因此NH3更穩(wěn)定。(2)一般來說，鍵長越短，鍵能越大。但F—F鍵長短，鍵能小，請思考其原因。提示：氟原子的半徑很小，因此其鍵長短，而由于鍵長短，兩個氟原子形成共價鍵時，原子核之間的距離很近，排斥力很大，因此鍵能不大，F(xiàn)2的穩(wěn)定性差，很容易與其他物質(zhì)反應(yīng)。

1．共價鍵參數(shù)的應(yīng)用(1)鍵能的應(yīng)用①表示共價鍵的強弱鍵能越大，斷開化學(xué)鍵時需要的能量越多，化學(xué)鍵越穩(wěn)定。②判斷分子的穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)相似的分子中，共價鍵的鍵能越大，分子越穩(wěn)定。[核心突破]③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ΔH＝反應(yīng)物鍵能總和－生成物鍵能總和；ΔH＜0時，為放熱反應(yīng)；ΔH＞0時，為吸熱反應(yīng)。(2)鍵長的應(yīng)用①一般鍵長越短，鍵能越大，共價鍵越穩(wěn)定，分子越穩(wěn)定。②鍵長的比較方法a．根據(jù)原子半徑比較，同類型的共價鍵，成鍵原子的原子半徑越小，鍵長越短。b．根據(jù)共用電子對數(shù)比較，相同的兩個原子間形成共價鍵時，單鍵鍵長＞雙鍵鍵長＞三鍵鍵長?；瘜W(xué)式結(jié)構(gòu)式鍵角空間結(jié)構(gòu)CO2O===C===O180°直線形NH3

107°三角錐形(3)鍵角的應(yīng)用①鍵長和鍵角決定分子的空間結(jié)構(gòu)②常見分子的鍵角與分子空間結(jié)構(gòu)H2O

105°V形BF3

120°平面三角形CH4

109°28′正四面體形2.共價鍵強弱的判斷(1)由原子半徑和共用電子對數(shù)判斷：成鍵原子的原子半徑越小，共用電子對數(shù)越多，則共價鍵越牢固，含有該共價鍵的分子越穩(wěn)定。(2)由鍵能判斷：共價鍵的鍵能越大，共價鍵越牢固，破壞共價鍵消耗的能量越大。(3)由鍵長判斷：共價鍵的鍵長越短，共價鍵越牢固，破壞共價鍵消耗的能量越大。(4)由電負(fù)性判斷：元素的電負(fù)性越大，該元素的原子對共用電子對的吸引力越大，形成的共價鍵越穩(wěn)定。

3．下列說法正確的是(

)A．分子的結(jié)構(gòu)是由鍵角決定的B．共價鍵的鍵能越大，共價鍵越牢固，由該鍵形成的分子越穩(wěn)定C．CF4、CCl4、CBr4、CI4中C—X(X＝F、Cl、Br、I)的鍵長、鍵角均相等D．H2O分子中兩個O—H的鍵角為180°B[對點訓(xùn)練][解析]

[分子的結(jié)構(gòu)是由鍵角、鍵長共同決定的，A項錯誤；由于F、Cl、Br、I的原子半徑不同，故C—X(X＝F、Cl、Br、I)鍵的鍵長不相等，C項錯誤；H2O分子中兩個O—H的鍵角為105°，D項錯誤。]4．下列事實不能用鍵能的大小來解釋的是(

)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)C．HF、HCl、HBr、HI的穩(wěn)定性逐漸減弱D．HF比H2O穩(wěn)定B[解析]

[由于N2分子中存在三鍵，鍵能很大，破壞共價鍵需要很大的能量，所以N2的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定；稀有氣體都為單原子分子，沒有化學(xué)鍵；鹵族元素從F到I，原子半徑逐漸增大，其氫化物中化學(xué)鍵的鍵長逐漸變長，鍵能逐漸變小，所以穩(wěn)定性：HF＞HCl＞HBr＞HI；由于H—F的鍵能大于H—O，所以穩(wěn)定性：HF＞H2O。]由分子構(gòu)成的物質(zhì)，其熔、沸點與共價鍵的鍵能和鍵長無關(guān)。而分子的穩(wěn)定性，由鍵長和鍵能決定。1．下列不屬于共價鍵成鍵因素的是(

)A．共用電子對在兩原子核之間高概率出現(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[解析][共價鍵的成因和本質(zhì)是，當(dāng)成鍵原子相互靠近時，原子軌道發(fā)生重疊，自旋方向相反的未成對電子形成共用電子對，兩原子核間的電子云密度增加，體系的能量降低。]2．下列分子中的σ鍵是由一個原子的s軌道和另一個原子的p軌道以“頭碰頭”方式重疊構(gòu)建而成的是(

)A．H2

B．HCl

C．Cl2

D．N2

[解析][H2中的σ鍵是s--sσ鍵，Cl2、N2中的σ鍵都是p--pσ鍵。]B3．下列說法正確的是(

)A．若把H2S分子寫成H3S分子，違背了共價鍵的飽和性B．基態(tài)C原子有兩個未成對電子，所以只能形成兩個共價鍵C．所有共價鍵都有方向性D．兩個原子軌道發(fā)生重疊后，兩核間的電子不僅僅在兩核之間，而是繞兩個原子核運動A[解析][如在形成CH4分子的過程中，碳原子2s軌道中的1個電子被激發(fā)到2p軌道中，此時碳原子有4個未成對電子，形成4個共價鍵，B錯誤；H2分子中的s軌道成鍵時，因s軌道為球形，故H2分子中的H—H共價鍵無方向性，C錯誤；兩個原子軌道重疊后，電子在核間出現(xiàn)的概率增大，但不是繞兩個原子核運動，D錯誤。]4．下列說法中正確的是(

)A．雙原子分子中化學(xué)鍵鍵能越大，分子越穩(wěn)定B．雙原子分子中化學(xué)鍵鍵長越長，分子越穩(wěn)定C．雙原子分子中化學(xué)鍵鍵角越大，分子越穩(wěn)定D．在雙鍵中，σ鍵的鍵能要小于π鍵A[解析][共價鍵鍵能越大、鍵長越短，分子越穩(wěn)定，A正確，B錯誤；在雙原子分子中沒有鍵角，且分子穩(wěn)定性與鍵角無關(guān)，C錯誤；一般σ鍵的重疊程度大于π鍵，σ鍵的鍵能大于π鍵，D錯誤。](2)硅碳同族，也有系列氫化物，但硅烷在種類和數(shù)量上都遠不如烷烴多，原因與是____________________________________________________________________________________________