高中化学 21 共价键课件 新人教版选修3.ppt

第一节共价键 氢原子的1s电子云的物理意义是什么 如何描述氮原子的核外电子排布情况 提示处于1s轨道上的电子在空间出现的概率分布呈球形对称 而且电子在原子核附近单位体积内出现的概率大 离核越远 单位体积内电子出现的概率越小 氮原子的核外电子排布情况可用核外电子排布式1s22s22p3来表示 1 化学反应的实质是什么 化学反应为什么会伴随能量的变化 提示化学反应的实质是旧键的断裂和新键的形成 旧键的断裂需要吸收能量 新键的形成需要释放能量 所以化学反应会吸收或释放能量 物质变化的同时伴有能量的变化 2 1 知道共价键的类型 理解 键和 键的特征 2 掌握键能 键长 键角等键参数与共价键及分子性质的关系 3 知道等电子原理 并能解释有关的现象 键 1 特征是 以形成化学键的两原子核的连线为轴作 操作 共价键的电子云的图形不变 称为 2 键的类型 s s 键 如 s p 键 如 p p 键 如 键 1 特征是 电子云由两块组成 分别位于两原子核构成平面的两侧 如果以它们之间包含原子核的平面为镜面 笃学一共价键 1 2 旋转 轴对称 h2 hcl cl2 它们互为 称为 2 键的类型 常见的 p p 键 3 强度 不如 键大 易 键 键的存在规律共价单键为 键 共价双键中有一个 键 一个 键 共价三键由一个 键和两个 键组成 3 镜像 镜像对称 断裂 键能 化学键释放的 键能越 化学键越 键长 形成共价键的两个原子之间的 键长越 键能越 共价键越 键角 在原子数 的分子中 的夹角 键角是描述分子 的重要参数 笃学二键参数 1 2 3 气态基态原子形成1mol 大 稳定 核间距 短 大 稳定 最低能量 超过2 两个共价键 立体结构 等电子原理是指 相同 相同的分子具有相似的化学键特征 它们的许多性质 主要是物理性质 是相近的 笃学三等电子原理 原子总数 价电子总数 画出h2中 键的形成过程示意图 提示 慎思2 你能用电子式表示h2 hcl cl2分子的形成过程吗 慎思1 n2 o2 f2跟h2的反应能力依次增强 从键能的角度应如何理解这一化学事实 提示由教材表2 1中键能的数值可知 h f h o h n 而键长 h f h o h n 说明分子的稳定性 hf h2o nh3 所以n2 o2 f2跟h2的反应能力依次增强 慎思4 画出p电子和p电子形成 键的过程示意图 提示 慎思3 要点一 键与 键特点的比较 下列说法中 不正确的是 a 键比 键的重叠程度大 形成的共价键强度大b 两个原子之间形成共价键时 最多有一个 键c 气体单质中 一定有 键 可能有 键d n2分子中有一个 键 2个 键解析本题考查的是 键 键的区别与联系 从原子轨道重叠程度看 键轨道的重叠程度比 键轨道的重叠程度小 故 键的稳定性弱于 键 在单质分子中存在 键 如cl2 h2 键 如n2中存在 键和 键 稀有气体为单原子分子 不存在化学键 故正确答案为c 答案c 例1 下列有关 键和 键的说法错误的是 a 含有 键的分子在反应时 键是化学反应的积极参与者b 当原子形成分子时 首先形成 键 可能形成 键c 有些原子在与其他原子形成分子时 只能形成 键 不能形成 键d 在分子中 化学键可能只有 键而没有 键 体验1 解析本题主要考查 键和 键的形成 由于 键的键能小于 键的键能 所以反应时易断裂 a项正确 在分子形成时为了使其能量最低 必然首先形成 键 根据形成的原子的核外电子排布来判断是否形成 键 所以b项正确 d项错误 像h cl原子跟其他原子只能形成 键 故c项正确 答案d 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 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加以解释 同理 可用共价键牢固程度解释酸性hf hcl hbr hi及h2s h2se h2te 要点二 键参数的应用 1 2 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 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 c c cc 键能与化学反应过程中的能量关系化学反应的实质是反应物分子内旧化学键的断裂和生成物分子内新化学键的形成 化学反应过程中 旧键断裂所吸收的总能量大于新键形成所放出的总能量 反应为吸热反应 否则 反应为放热反应 3 4 5 关于键长 键能和键角 下列说法中不正确的是 a 键角是描述分子立体结构的重要参数b 键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关c c c键等于c c键键能的2倍d 因为o h键的键能小于h f键的键能 所以o2 f2与h2反应的能力逐渐增强 例2 解析键角是描述分子立体结构的重要参数 如h2o中两个h o键的键角为105 故h2o为v形分子 a项正确 键长的大小与成键原子的半径有关 如cl的原子半径小于i的原子半径 cl cl键的键长小于i i键的键长 此外 键长还和成键数目有关 如乙烯分子中c c键的键长比乙炔分子中cc键的键长要大 b项正确 c c键的键能为615kj mol 1 c c键的键能为347 7kj mol 1 二者不是2倍的关系 c项错误 o h键的键能为462 8kj mol 1 h f键的键能为568kj mol 1 o h键与h f键的键能依次增大 意味着形成这些键时放出的能量依次增大 化学键越来越稳定 o2 f2跟h2反应的能力依次增强 d项正确 答案c 下列说法中正确的是 a 分子中键能越大 键长越长 则分子越稳定b 元素周期表中的第ia族 除h外 和第 a族元素的原子间可能形成共价键c 水分子可表示为h o h 分子中键角为180 d h o键的键能为467kj mol 1 即18gh2o分解成h2和o2时 消耗能量为934kj 体验2 解析d项中 h o键键能为467kj mol 1 指的是气态基态氢原子和氧原子形成1molh o键时释放的最低能量 则拆开1molh o键形成气态氢原子和氧原子所需吸收的能量也为467kj 18gh2o即1molh2o中含2molh o键 断开时需吸收934kj的能量形成气态氢原子和氧原子 再进一步形成h2和o2时 还需释放出一部分能量 故需知h h键和o o键的键能 d项错误 查表知li的电负性为1 0 i的电负性为2 5 其差值为1 5 1 7 所以lii中存在共价键 b项正确 答案b 判断方法 原子总数相同 价电子总数相同的分子 应用 等电子体的许多性质是相近的 空间构型是相同的 利用等电子体可以 1 判断一些简单分子或离子的立体构型 2 利用等电子体在性质上的相似性制造新材料 3 利用等电子原理针对某物质找等电子体 要点三 等电子体的判断和应用 1 2 一些常见的等电子体二原子10电子的等电子体 n2 co cn c22 二原子11电子的等电子体 no o2 三原子16电子的等电子体 co2 cs2 n2o cno n3 三原子18电子的等电子体 no2 o3 so2四原子24电子的等电子体 no3 co32 bf3 so3 g 3 1 根据等电子原理 仅由第二周期元素组成的共价分子中 互为等电子体的是 和 和 2 根据等电子原理 由短周期元素组成的粒子 只要其原子数相同 各原子最外层电子数之和相同 也可互称等电子体 它们也具有相似的结构特征 在短周期元素组成的物质中 与no2 互为等电子体的分子有 例3 解析 1 仅由第二周期元素组成的共价分子中 即c n o f组成的共价分子 如n2与co价电子总数均为10 co2与n2o价电子总数均为16个电子 2 依题意 只要原子数相同 各原子最外层电子数之和也相同 可互称等电子体 no2 为三原子 各原子最外层电子数之和为 5 6 2 1 so2 o3也为三原子 各原子最外层电子数之和为6 3 18 答案 1 n2coco2n2o 2 so2 o3 1991年 langmuir提出 凡原子数与价电子总数均相等的物质 其结构相同 物理性质相近 称为等电子原理 相应的物质 互称为等电子体 化学科学家常用 等电子体 来预测不同物质的结构与性质 例如 ch4与nh4 有相同的价电子数及空间构型 请你根据等电子原理在下表空格处填上相应的化学式 体验3 解析本题考查等电子原理的应用 等电子体的要求是必须具有相同的原子总数和价电子总数 分子与离子也可以是等电子体 n2h62 是含有8个原子和14个价电子的微粒 比nh4 多3个原子和6个价电子 nh4 与ch4互为等电子体 而比ch4多3个原子和6个价电子的微粒为c2h6 同理可得其他几组答案 答案见下表 概念在元素符号周围用小黑点 或叉 表示原子或离子的最外层电子的式子叫做电子式 原子的电子式书写原子的电子式时 一般将原子的最外层电子写在元素符号上 下 左 右四个位置上 如 氢原子钙原子氮原子氧原子氯原子 探究原理 1 2 实验探究三电子式的书写方法 离子的电子式书写离子的电子式时 由于简单阳离子是原子失去最外层电子后形成的 故只写其元素符号 并在元素符号的右上角注明所带电荷数 如na mg2 等 由于简单阴离子得到电子后最外层一般为8电子稳定结构 书写时要在元素符号周围标出电子 用 括起来 并在右上角注明所带电荷数 如等 较复杂的阴 阳离子一般也要用 括起来 例如等 3 用电子式表示共价化合物 离