化學(xué)鍵課件(上課用)

化學(xué)鍵化學(xué)鍵是原子之間相互作用形成的一種強(qiáng)烈的吸引力，使原子結(jié)合成分子或晶體?；瘜W(xué)鍵是構(gòu)成物質(zhì)的基本單元，決定了物質(zhì)的性質(zhì)和反應(yīng)活性。課程目標(biāo)11.了解化學(xué)鍵的概念理解化學(xué)鍵的本質(zhì)，掌握化學(xué)鍵的基本理論。22.掌握各種化學(xué)鍵的特征學(xué)習(xí)離子鍵、共價(jià)鍵、金屬鍵等化學(xué)鍵的特點(diǎn)。33.運(yùn)用化學(xué)鍵理論解釋物質(zhì)性質(zhì)通過學(xué)習(xí)化學(xué)鍵，解釋物質(zhì)的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)?；瘜W(xué)鍵概述原子之間的相互作用化學(xué)鍵是原子之間形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的相互作用力，決定著物質(zhì)的性質(zhì)?；瘜W(xué)鍵類型主要的化學(xué)鍵類型包括離子鍵、共價(jià)鍵和金屬鍵，以及其他次要鍵?；瘜W(xué)鍵作用化學(xué)鍵決定了物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、溶解性等物理性質(zhì)，以及化學(xué)反應(yīng)的活性和速度。離子鍵離子鍵是一種化學(xué)鍵，它通過靜電吸引力將帶相反電荷的離子結(jié)合在一起。離子鍵是化學(xué)鍵中的一種，它在金屬和非金屬元素之間形成。金屬元素失去電子形成帶正電的陽離子，非金屬元素獲得電子形成帶負(fù)電的陰離子，陰陽離子之間通過靜電吸引力結(jié)合形成離子化合物。離子鍵特點(diǎn)靜電吸引離子鍵由正負(fù)離子之間強(qiáng)烈的靜電吸引力形成。吸引力很大，導(dǎo)致離子化合物具有較高的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)。非方向性離子鍵沒有特定的方向性，每個(gè)離子可以與周圍多個(gè)異性離子形成鍵。形成的晶體結(jié)構(gòu)通常具有規(guī)則的幾何形狀，例如NaCl晶體。離子鍵形成條件電負(fù)性差異兩個(gè)原子之間電負(fù)性差異較大，通常大于1.7，才能形成離子鍵。金屬與非金屬形成離子鍵的原子通常是金屬和非金屬元素，金屬原子傾向于失去電子，非金屬原子傾向于得到電子。形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)離子鍵形成后，金屬原子形成穩(wěn)定的陽離子，非金屬原子形成穩(wěn)定的陰離子，從而達(dá)到穩(wěn)定電子結(jié)構(gòu)。離子鍵化合物性質(zhì)高熔點(diǎn)離子鍵強(qiáng)，需要大量能量才能破壞高沸點(diǎn)離子間靜電吸引力強(qiáng)，不易氣化導(dǎo)電性熔融或溶于水時(shí)，離子可以自由移動(dòng)，形成電流硬度離子鍵牢固，不易變形共價(jià)鍵共價(jià)鍵是原子間通過共用電子對形成的化學(xué)鍵。共價(jià)鍵是化學(xué)鍵中最常見的一種，也是最強(qiáng)的化學(xué)鍵之一。共價(jià)鍵特點(diǎn)電子共享原子間通過共享電子對形成共價(jià)鍵。電子對被兩個(gè)原子共同吸引，使原子間產(chǎn)生強(qiáng)烈的吸引力，形成穩(wěn)定的化學(xué)鍵。方向性共價(jià)鍵具有方向性，即電子對在空間的分布有一定的方向，導(dǎo)致分子具有特定的空間結(jié)構(gòu)。飽和性每個(gè)原子都有特定的價(jià)電子數(shù)，它們可以形成一定數(shù)量的共價(jià)鍵，這種性質(zhì)被稱為飽和性。共價(jià)鍵形成條件1原子軌道重疊原子軌道重疊能形成共價(jià)鍵2能量降低形成共價(jià)鍵后能量降低3電子共享原子間共享電子形成共價(jià)鍵共價(jià)鍵化合物性質(zhì)熔點(diǎn)和沸點(diǎn)低共價(jià)鍵化合物之間的分子間作用力較弱，因此通常熔點(diǎn)和沸點(diǎn)較低。溶解性差異大共價(jià)鍵化合物在水中溶解度差異很大，取決于其極性。易揮發(fā)由于分子間作用力弱，許多共價(jià)鍵化合物在常溫下易揮發(fā)。導(dǎo)電性差共價(jià)鍵化合物在固態(tài)和液態(tài)時(shí)通常不導(dǎo)電，因?yàn)樗鼈儾缓杂梢苿?dòng)的離子。金屬鍵金屬鍵是一種化學(xué)鍵，它存在于金屬單質(zhì)內(nèi)部。金屬鍵形成的原因是金屬原子最外層電子脫離原子核的束縛，形成自由電子。金屬鍵特點(diǎn)自由電子金屬鍵中電子不屬于特定原子，在金屬晶體中自由移動(dòng)。強(qiáng)度高金屬鍵具有很高的強(qiáng)度，金屬具有很高的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)。導(dǎo)電性強(qiáng)由于自由電子的存在，金屬具有良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性。延展性好金屬原子可以相互滑動(dòng)，金屬具有良好的延展性和可塑性。金屬鍵形成條件1自由電子金屬原子最外層電子2金屬陽離子金屬原子失去電子3電子云自由電子在金屬陽離子之間運(yùn)動(dòng)金屬鍵形成于金屬原子之間。金屬原子最外層電子容易失去，形成金屬陽離子。失去的電子在金屬陽離子之間自由移動(dòng)，形成電子云。電子云將金屬陽離子結(jié)合在一起，形成金屬鍵。金屬鍵化合物性質(zhì)高熔點(diǎn)和沸點(diǎn)金屬鍵強(qiáng)度高，需要大量能量才能破壞金屬鍵，因此金屬化合物熔點(diǎn)和沸點(diǎn)較高。良好導(dǎo)電性金屬原子外層電子可以自由移動(dòng)，形成電子海，導(dǎo)致金屬具有良好的導(dǎo)電性。良好導(dǎo)熱性電子?？梢杂行У貍鬟f熱量，因此金屬具有良好的導(dǎo)熱性。延展性金屬原子可以相對自由地滑動(dòng)，因此金屬具有良好的延展性和可塑性，可以被拉伸或彎曲成各種形狀。氫鍵氫鍵是一種特殊的分子間作用力。它比范德華力強(qiáng)，但比化學(xué)鍵弱。氫鍵特點(diǎn)弱相互作用氫鍵比離子鍵和共價(jià)鍵弱得多。方向性氫鍵的方向性明顯，通常指向電負(fù)性強(qiáng)的原子。影響物質(zhì)性質(zhì)氫鍵對物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、溶解度等性質(zhì)有顯著影響。氫鍵形成條件1極性分子氫鍵只存在于極性分子之間，且必須含有氫原子。2電負(fù)性差異氫原子必須與電負(fù)性較高的原子（如氧、氮、氟）相連接，形成極性共價(jià)鍵。3空間取向氫原子與電負(fù)性較高的原子之間的距離必須足夠近，以便形成氫鍵。氫鍵化合物性質(zhì)11.熔點(diǎn)和沸點(diǎn)氫鍵使分子間作用力增強(qiáng)，提高熔點(diǎn)和沸點(diǎn)。22.溶解性氫鍵使極性分子更容易溶解在極性溶劑中。33.粘度和表面張力氫鍵增加液體粘度和表面張力。44.穩(wěn)定性氫鍵穩(wěn)定分子結(jié)構(gòu)，影響化學(xué)反應(yīng)速率。雜化軌道雜化軌道是原子軌道在形成化學(xué)鍵時(shí)，發(fā)生線性組合而形成的新軌道。原子軌道在形成分子時(shí)，為了達(dá)到能量最低，穩(wěn)定性最高的原則，可能會(huì)發(fā)生混合，形成新的原子軌道，稱為雜化軌道。共價(jià)鍵方向性鍵角影響共價(jià)鍵的方向性是由電子對之間的排斥力決定的?？臻g結(jié)構(gòu)這種排斥力導(dǎo)致電子對盡可能遠(yuǎn)地分開，從而決定了分子的空間結(jié)構(gòu)。分子形狀共價(jià)鍵的方向性也決定了分子的形狀，例如線性、角形、四面體形等。分子極性極性分子正負(fù)電荷中心不重合，形成偶極矩非極性分子正負(fù)電荷中心重合，無偶極矩水分子水分子是典型的極性分子二氧化碳分子二氧化碳分子是非極性分子極性鍵與非極性鍵極性鍵兩種不同元素原子形成的共價(jià)鍵。由于原子電負(fù)性不同，電子對偏向電負(fù)性較強(qiáng)的原子一側(cè)，形成電偶極。非極性鍵相同元素原子形成的共價(jià)鍵。原子電負(fù)性相同，電子對在兩個(gè)原子核之間對稱分布，無電偶極。偶極矩概念衡量分子極性大小的物理量定義正負(fù)電荷中心之間的距離與電荷量的乘積單位德拜(D)影響因素鍵的極性，分子空間結(jié)構(gòu)偶極矩反映了分子內(nèi)部電荷分布的不均勻性，是理解分子間相互作用和物質(zhì)性質(zhì)的重要指標(biāo)。分子式與分子結(jié)構(gòu)分子式用元素符號和數(shù)字表示分子組成的式子。分子結(jié)構(gòu)分子中原子在空間的排列方式，包括鍵長、鍵角、原子間距離等。二者關(guān)系分子式只能反映分子中各元素的種類和原子個(gè)數(shù)，不能反映分子結(jié)構(gòu)。分子結(jié)構(gòu)確定方法1電子式電子式可以預(yù)測分子結(jié)構(gòu)，特別是共價(jià)鍵化合物的結(jié)構(gòu)。2價(jià)層電子對互斥理論價(jià)層電子對互斥理論是根據(jù)中心原子價(jià)層電子對之間的排斥作用來預(yù)測分子幾何構(gòu)型的理論。3雜化軌道理論雜化軌道理論可以解釋一些共價(jià)鍵化合物的鍵角和形狀。4光譜學(xué)方法紅外光譜、核磁共振譜等可以用于確定分子結(jié)構(gòu)。分子間作用力分子間作用力是分子之間相互作用力的總稱，它比化學(xué)鍵弱得多，但對物質(zhì)的物理性質(zhì)，例如熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、溶解度、蒸汽壓等有很大的影響。分子間作用力類型11.范德華力范德華力是一種弱的、普遍存在的分子間吸引力，包括倫敦色散力、偶極-偶極力和偶極-誘導(dǎo)力。22.氫鍵氫鍵是一種特殊的強(qiáng)極性相互作用力，由一個(gè)電負(fù)性很強(qiáng)的原子（如氧、氮或氟）與另一個(gè)原子上的氫原子之間形成的。33.離子-偶極力離子-偶極力發(fā)生在離子與極性分子之間，離子帶正電或負(fù)電，吸引極性分子中帶相反電荷的部分。44.偶極-誘導(dǎo)力偶極-誘導(dǎo)力發(fā)生在極性分子與非極性分子之間，極性分子會(huì)誘導(dǎo)非極性分子產(chǎn)生瞬時(shí)偶極，從而產(chǎn)生吸引力。分子間作用力影響沸點(diǎn)和熔點(diǎn)分子間作用力越強(qiáng)，物質(zhì)的沸點(diǎn)和熔點(diǎn)越高。黏度分子間作用力越強(qiáng)，液體的黏度越大。溶解度分子間作用力越強(qiáng)，物質(zhì)的溶解度越