化学 第2章 第1节 化学键与分子间作用力精品课件 鲁科版选修《物质结构与性质》.ppt

第2章化学键与分子间作用力 第2章化学键与分子间作用力 第1节共价键模型 课程标准导航1 了解共价键的本质 2 了解共价键的分类 3 了解共价键的键参数及其与分子结构和性质的关系 自主学习一 共价键1 共价键的形成及本质 共用电子 电子 电性作用 非金属 一对共用电子 想一想1 非金属元素之间形成的化学键都是共价键吗 提示 不一定 如nh4cl是离子化合物 2 键与 键 1 键原子轨道以 方式相互重叠导致电子在核间出现的概率增大而形成的共价键称为 键 2 键原子轨道以 方式相互重叠导致电子在核间出现的 头碰头 肩并肩 概率增大而形成的共价键称为 键 3 共价键的特征 1 共价键的饱和性每个原子所能形成共价键的总数或以单键连接的原子数目是一定的 这称为共价键的饱和性 共价键的饱和性决定了各种原子形成分子时相互结合的 关系 数量 2 共价键的方向性在形成共价键时 原子轨道重叠的越多 电子在核间出现的概率越大 所形成的共价键越 因此 共价键将尽可能沿着电子出现概率最大的方向形成 这就是共价键的方向性 共价键的方向性决定着分子的 牢固 空间构型 想一想2 所有共价键都有方向性和饱和性吗 提示 不是 所有共价键均有饱和性 但不一定具有方向性 如s轨道与s轨道重叠形成的 键无方向性 4 共价键的分类 不偏移 不同 二 键参数1 三个重要的键参数 气态a原子 原子核 两个化学键 强弱程度 空间构型 想一想3 在hx中为何其稳定性按hf hcl hbr hi的顺序依次减弱 提示 从f到i原子半径越来越大 键长越来越长 键能逐渐减小 共价键越来越不牢固 故稳定性依次减弱 2 常见物质的键角及分子构型 直线形 三角锥 自主体验1 下列物质的分子中既有 键又有 键的是 a hfb cl2c c2h2d ch4解析 选c 在hcl cl2 ch4中只存在 键 在c2h2中存在3个 键2个 键 2 下列对共价键的说法中 不正确的是 a 共价键是通过形成共用电子对或通过原子轨道重叠形成的b 形成共价键的原子之间电负性相同或相差不大c 一般情况下 一个原子有几个不成对电子就会和几个自旋方向相反的未成对电子成键 d 共价键是通过共用电子对形成的 不属于电性作用解析 选d 共价键的本质是两个原子核之间的电子与原子核之间的电性作用 3 下列说法中 错误的是 a 非金属元素可能形成离子化合物b 共价键具有方向性 饱和性c 共价键的键长和键角决定分子的形状 d 键长愈长 化学键愈牢固解析 选d 非金属元素可能形成离子化合物 如铵盐 共价键具有方向性和饱和性 键长 键角都是用以描述分子空间构型的参数 键长愈长 键愈不牢固 探究导引1为什么氢气是双原子分子 而稀有气体是单原子分子 提示 氢原子的s轨道上有一个单电子 不稳定 故2个氢原子形成一个共价键 即形成一个稳定分子 而稀有气体元素的原子轨道上均有2个自旋方向相反的成对电子 能量低处于稳定状态 探究导引2在乙烯分子中两个碳原子间的共价键相同吗 为什么一个共价键易断裂 提示 不同 乙烯分子中的碳原子之间形成2个共价键 一个是两原子轨道 头碰头 形成的 键 一个是两原子轨道 肩并肩 形成的 键 键不稳定 易发生断裂 要点归纳1 共价键的特征 1 共价键的饱和性 按照共价键的共用电子对理论 一个原子有几个未成对电子 便可和几个自旋方向相反的电子配对成键 这就是共价键的 饱和性 h原子 cl原子都只有一个未成对电子 因而只能形成h2 hcl cl2分子 不能形成h3 h2cl cl3等分子 共价键的饱和性决定了共价分子的组成 2 共价键的方向性共价键形成时 两个参与成键的原子轨道总是尽可能沿着电子出现概率最大的方向重叠 而且原子轨道重叠越多 电子在两核间出现概率越大 形成的共价键就越牢固 电子所在的原子轨道都有一定的形状 所以要取得最大重叠 共价键必然有方向性 2 类型 3 键和 键的比较 即时应用1 下列关于共价键的说法不正确的是 a h2s分子中两个共价键的键角接近90 的原因是共价键有方向性b n2分子中有一个 键 两个 键c 两个原子形成共价键时至少有1个 键d 在双键中 键的键能小于 键的键能 解析 选d a项 s原子的价电子构型是3s23p4 有2个未成对电子 并且分布在相互垂直的3px和3py轨道中 当与两个h原子配对成键时 形成的两个共价键间夹角接近90 这体现了共价键的方向性 是由轨道的伸展方向决定的 b项 n2分子中有三个化学键 其中有一个 键和两个 键 c项 两个原子形成的共价键 首先有一个 键 其余为 键 d项 键的重叠程度比 键大 故键能 键大于 键 探究导引1描述共价键的参数有哪些 提示 键长 键角 键能 探究导引2分子的稳定性和空间构型分别与哪些参数有关 提示 分子的稳定性是由键能和键长决定的 分子的空间构型是由键长和键角决定的 要点归纳1 键参数的应用 1 共价键的键能和键长反映了共价键的强弱程度 键长和键角常被用来描述分子的空间构型 2 一般来讲 形成共价键的两原子半径之和越小 共用电子对数越多 则共价键越牢固 含有该共价键的分子越稳定 如hf hcl hbr hi中 分子的共用电子对数相同 1对 因f cl br i的原子半径依次增大 故共价键牢固程度h f h cl h br h i 因此 稳定性hf hcl hbr hi 氧族元素气态氢化物的稳定性递变规律可用类似的方法解释 3 当两个原子形成共价键时 原子轨道发生重叠 重叠程度越大 键长越短 键能越大 4 有机物中碳原子与碳原子形成的共价键的键长规律如下 c c cc c c 2 键参数与分子性质的关系 即时应用2 据下表所列键能数据判断 最不稳定的分子是 a hclb hbrc h2d br2解析 选d 共价键的键能越高 共价键越牢固 分子越稳定 反之 分子越不稳定 下列分子中共价键的类型完全相同的是 a ch4与nh3b c2h6与c2h4c h2与cl2d cl2与n2 思路点拨 此题的关键要注意两点 一是准确理解共价键形成的本质 二是了解 键和 键的区别与成键特征 解析 a项中存在的都是h的s轨道与c n的p轨道形成的 键 b项的c2h4中还有 键 c项中虽然都是 键 但氢分子是s s 键 氯分子是p p 键 d项中n2中除有p p 键外 还有p p 键 答案 a 能说明bf3分子的四个原子在同一平面的理由是 a b f键的键角为120 b b f键是非极性键c 三个b f键的键能相同d 三个b f键的键长相等 思路点拨 解答本题的关键是理解共价键的参数实际上是共价键的特征 方向性与饱和性的具体体现 解析 分子的空间构型由分子中化学键的键角决定 当键角为120 时 bf3分子中的三个b f键完全相同 故分子中4个原子共面 呈平面三角形 答案 a 某些化学键的键能如下表 kj mol 1 1 1molh2在2molcl2中燃烧 放出热量 kj 2 在一定条件下 1molh2与足量的cl2 br2 i2分别反应 放出热量由多到少的顺序是 填序号 a cl2 br2 i2b i2 br2 cl2预测1molh2在足量f2中燃烧比在cl2中燃烧放热 思路点拨 解此题的关键是弄清化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成 必与键能有关 解析 1molh2在2molcl2中燃烧 参加反应的h2和cl2都是1mol 生成hcl2mol 故放出的热量为431kj mol 1 2mol 436kj mol 1 1mol 247kj mol 1 1mol 179kj 2 由于键能cl cl键 br br键 i i键 故h2在cl2中燃烧放热最多 在i2中燃烧放热最少 由于键能f f键 cl cl键 故知h2在f2中燃烧比在cl2中燃烧放热多 答案 1 179 2 a多 规律方法 化学反应热 焓变 h 反应物的键能之和 生成物的键能之和 h生 h反 单位 kj mol 1 共价键在元素推断题中的应用 经典案例 2012 南昌高二检测 有三种物质ac2 b2c2 ad4 元素a在自然界中形成的物质种类最多 元素b的单质能在c的气态单质中剧烈燃烧 火焰呈黄色 并生成淡黄色固体b2c2 元素d的负一价阴离子的电子层结构与氩原子相同 则 1 a b c d的元素名称分别是 2 a