山东省泰安市高二化学 第2章 第1节 共价键模型课件.ppt

第1节共价键模型 学习目标1 认识共价键的形成和本质 了解共价键的特征 2 了解 键和 键 会判断共价键的极性 3 能利用键长 键能 键角等说明分子的某些性质 课堂互动讲练 知能优化训练 课前自主学案 探究整合应用 第1节 课前自主学案 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 2 共价键的分类 1 键与 键按电子云的重叠方式可将共价键分为 键和 键 头碰头 增大 肩并肩 增大 思考感悟1 氢原子和氟原子 氯原子均可以 键相结合 其成键轨道完全相同吗 提示 不相同 氢原子的未成对电子位于1s轨道 氟原子 氯原子的未成对电子分别位于2p 3p轨道 即氢原子和氟原子成键是1s和2p轨道 头碰头 重叠 而氢原子和氯原子成键是1s和3p轨道 头碰头 重叠 2 极性键和非极性键按成键电子与两原子核的相对位置可将共价键分为极性键和非极性键 同种 不偏移 不同种 较大 3 共价键的特征 总数 原子数目 重叠 牢固 电子出 现概率越大 空间构型 思考感悟2 1 所有的共价键都有方向性吗 2 氢原子和氯原子 氧原子分别结合成氯化氢分子和水分子时比例为何不同 提示 1 并不是所有的共价键都有方向性 如s s 键就没有方向性 2 氢原子和氯原子都只有一个未成对电子 而氧原子有两个未成对电子 根据共价键的饱和性 一个氢原子和一个氯原子的未成对电子配对成键 而一个氧原子的两个未成对电子要分别和两个氢原子的未成对电子配对成键 二 共价键三个键参数1 键能 1 定义 在101 3kpa 298k条件下 断开 分子中的化学键 使其分别生成 和 所吸收的能量 2 表示方式 3 含义 键能大小可定量地表示化学键的 键愈大 共价键愈牢固 含有该键的分子愈稳定 1molab g 气态a原子 气态b原子 ea b 强弱程度 思考感悟3 h f的键能 565kj mol h cl的键能 431kj mol h i的键能 297kj mol 从上述数据分析三种分子哪一种最稳定 提示 hf最稳定 因使其分解需要能量最多 2 键长 1 概念 两成键原子之间的 2 含义 两原子间的键长越短 化学键愈 键愈 键长是影响分子空间构型的因素之一 3 键角 1 概念 多原子分子中 两个化学键之间的夹角 核间距离 强 牢固 2 常见物质的键角及分子构型 co2键角 180 分子构型 h2o键角 104 5 分子构型 nh3键角 107 3 分子构型 ch4键角 109 5 分子构型 3 含义 键角是影响分子空间构型的重要因素 直线形 v形 三角锥形 空间正四面体 解析 选a hbr分子的氢原子和溴原子是以一对共用电子对形成的共价化合物 没有电子的转移 不存在离子 所以b c错误 而d表示的是hbr的结构式 不是电子式 所以正确答案为a 2 h2s分子中两个共价键的夹角接近90 其原因是 双选 a 共价键的饱和性b s原子电子排布c 共价键的方向性d s原子中p轨道的形状和空间伸展方向解析 选cd s原子的价层电子排布为3s23p4 其最外层有两个未成对的3p电子 当它和两个氢原子结合时 以3p轨道和氢原子的1s轨道 头碰头 重叠形成2个 键 由于p轨道互相垂直 所以 h2s分子中的两个h s键的夹角接近90 3 有以下物质 hf cl2 h2o n2 c2h4 c2h6 h2 h2o2 hcn h c n 只含有极性键的是 只含有非极性键的是 既有极性键 又有非极性键的是 只有 键的是 既有 键 又有 键的是 含有由两个原子的s轨道重叠形成的 键的是 含有由一个原子的s轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的 键的是 含有由一个原子的p轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的 键的是 解析 根据极性键与非极性键的区别 键和 键的产生条件和形成过程回答 答案 课堂互动讲练 1 共价键的特征 1 饱和性因为每个原子所能提供的未成对电子的数目是一定的 因此在共价键的形成过程中 一个原子中的一个未成对电子与另一个原子中的一个未成对电子配对成键后 一般来说就不能再与其他原子的未成对电子配对成键了 即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 所以共价键具有饱和性 2 方向性除s轨道是球形对称的外 其他的原子轨道在空间都具有一定的分布特点 在形成共价键时 原子轨道重叠得愈多 电子在核间出现的概率越大 所形成的共价键就越牢固 因此共价键将尽可能沿着电子出现概率最大的方向形成 所以共价键具有方向性 2 类型 3 键与 键 特别提醒 1 s电子与s电子重叠形成 键时 电子不是只在两核间运动 而是电子在两核间出现的概率增大 2 因s电子是球形的 故s电子和s电子形成 键时 无方向性 两个s电子只能形成 键 不能形成 键 3 两个原子间可以只形成 键 但不能只形成 键 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 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 答案 d 规律方法 键存在的规律 1 共价单键全部是 键 2 共价双键中 一个是 键 一个是 键 3 共价叁键中 一个是 键 两个是 键 变式训练1指明下列化学键类型的名称 并各举一例含有这种化学键类型的物质 化学键类型举例 1 2 3 4 5 解析 共价键具有方向性 以 头碰头 形成 键 肩并肩 形成 键 由此可知 1 2 3 形成的是 键 4 5 形成的为 键 答案 1 s s 键h2 2 s p 键hcl 3 p p 键cl2 4 pz pz 键n2 5 py py 键n2 1 键能气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量 1 键能单位为kj mol 1 2 形成化学键时通常放出能量 键能通常取正值 3 键能越大 即形成化学键时放出的能量越多 意味着这个化学键越稳定 越不容易断开 2 键长形成共价键的两个原子之间的核间距 1 键长单位常用nm表示 1nm 10 9m 2 键长越短 往往键能越大 共价键越稳定 3 键角在原子数超过2的分子中 两个共价键之间的夹角称为键角 常用于描述多原子分子的空间构型 如三原子分子co2的结构式为o c o 键角为180 为直线形分子 又如 三原子分子h2o中的键角为104 5 是一种角形 v形 分子 四原子分子nh3中的键角是107 3 分子呈三角锥形 4 与分子性质的关系 特别提醒 键能的大小可以衡量化学键的强弱 也可以用于计算化学反应的反应热 h 化学反应的 h等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差 2011年北京朝阳区高二质检 从实验测得不同物质中氧 氧键之间的键长和键能数据如下表 其中x y的键能数据尚未测定 但可根据规律推导键能的大小顺序为w z y x 该规律是 a 成键时电子数越多 键能越大b 键长越长 键能越小c 成键所用的电子数越少 键能越大d 成键时电子对越偏移 键能越大 思路点拨 解答本题要注意以下两点 1 注意微粒间主要区别在于电子数不同 2 明确各键参数的作用和影响因素 答案 b 误区警示 1 键能与键长反映键的强弱程度 键长与键角用来描述分子的立体结构 2 对键能的概念把握不准 容易忽略键能概念中的前提条件 气态基态原子 变式训练2能说明bf3分子的4个原子在同一平面的理由是 a 两个键之间的夹角为120 b b f键为非极性共价键c 3个b f键的键能相同d 3个b f键的键长相等 探究整合应用 a b c d e五种元素原子序数依次增大 a元素原子的价电子排布为ns2np2 b元素的最外层电子数是其电子层数的3倍 e元素原子的价电子排布为3d64s2 c d的电离能数据如下 kj mol 1 1 化合价是元素的一种性质 由c d的电离能数据判断 c通常显 价 d显 价 2 某气态单质甲与化合物ab分子中电子总数相等 则甲分子中包含1个 键 2个 键 3 ab的总键能大于甲的总键能 但ab比甲容易参加化学反应 根据下表数据 说明ab比甲活泼的原因是 解析 1 由 b元素的最外层电子数是其电子层数的3倍 可推知b为氧 因原子序数b a 可知a的价电子排布为2s22p2 a为碳 c元素的i3 i2 故c最外层有2个电子 d元素的i4 i3 故d元素的最外层有3个电子 由于原子序数依次增大 且e的价电子排布为3d64s2为铁元素 故c d分别为镁和铝元素 2 ab分子为co 共1