分子结构与性质.ppt

第一节共价键 第一课时 第二章分子结构与性质 1 分子中相邻原子之间是靠什么作用而结合在一起 分子中相邻原子之间强烈的相互作用 化学键 a 离子键 阴 阳离子之间通过静电作用形成的化学键 b 共价键 原子间通过共用电子对形成的化学键 2 1 原子的电子式 电子式 钠原子镁原子碳原子 硫原子氯原子 3 b 阴离子的电子式 2 离子的电子式 a 阳离子的电子式 一般用离子符号表示 钾离子镁离子钙离子 氟离子氧离子硫离子 4 d 共价化合物 共用电子对写在成键原子中间 每个原子最外层电子都要标出 c 离子化合物 由阳离子的电子式和阴离子的电子式组合而成 5 3 用电子式形成过程 6 学与问 大家讨论 1 为什么不可能有H3 H2Cl Cl3分子的形成 说明 共价键具有饱和性 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分子 7 一 键的形成 1 s s 键的形成 8 2 s p 键的形成 一 键的形成 9 3 p p 键的形成 一 键的形成 10 键的特点 以方式形成化学键 以两原子核的 为轴 作操作 共价键电子云的图形 这种特征称为 头碰头 连线 旋转 不变 轴对称 11 2 键的形成 两个原子相互接近 电子云重叠 键的电子云 成键原子轨道采取 肩并肩 式重叠 12 键特点 以方式形成化学键 电子云是由 组成的 分别位于由两原子核构成平面的 如果以它们之间包含原子核的平面为镜面 它们互为 这种特征称为 以形成 键的两原子核的连线为轴 任意一个原子 肩并肩 两块 两侧 镜像 镜像对称 不能单独旋转 若旋转则破坏 键 13 科学探究 已知氮分子的共价键是三键 你能通过画图来描述吗 提示 氮原子的三个2p轨道的伸展方向互相垂直 14 小结 沿轴方向 头碰头 平行方向 肩并肩 轴对称 镜像对称 强度大 不易断裂 强度较小 易断裂 共价单键是 键 共价双键中一个是 键 另一个是 键 共价三键中一个是 键 另两个为 键 15 例 乙烷 乙烯和乙炔分子中的碳碳键分别由几个 键和几个 键组成 乙烷分子中的碳碳键由 键组成 乙烯分子中的碳碳键由1个 键和1个 键组成 乙炔分子中的碳碳键由1个 键和2个 键组成 16 第一节共价键 第二课时 第二章分子结构与性质 17 1 键能 气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量 数值上也等于破坏1mol化学键形成气态基态原子所需吸收的最低能量 应用 判断化学键的稳定性 计算化学反应的反应热 焓变 H E断 E成 键参数 键能 键长 键角 说明 键能的单位是kJ mol 1 形成化学键通常放出热量 键能通常取正值 键能越大 化学键越稳定 18 某些共价键键能 kJ mol 1 表2 1 19 2 键长 形成共价键的两个原子之间的核间距 键长是衡量共价键稳定性的另一个参数 20 说明 键长的单位都是pm 1pm 10 12m 键长越短 键能越大 共价键越稳定 原子半径越大 键长越大 某些共价键键能 kJ mol 1 与键长 pm 表2 2 21 3 键角 两个共价键之间的夹角称为键角 2 键角表明共价键具有方向性 键角是描述分子立体结构的重要参数 分子的许多性质与键角有关 1 键角决定分子的空间构型 22 CO2180 H2O105 NH3107 23 观察 P32页中表2 3的数据 表2 3CO分子和N2分子的某些性质 从表中可以看出 CO分子与N2分子在许多性质上十分相似 这些相似性 可以归结为它们具有相等的价电子数 导致它们具有相似的化学结构 24 等电子体 原子总数相同 价电子总数相同的粒子 等电子体原理 原子总数 价电子总数相同的粒子具有相似的化学键特征 它们的许多性质是相近的 尤其是结构上有很大相似性 物理性质 等电子原理 25 例举一些常见的等电子体 SO2 O3 NO2 SO3 NO3 N2 CO C22 CO2 N2O CS2 NH3 H3O CH4 NH4 CN V形 26 例举一些常见的等电子体 已知SO3结构为正三角形 NO3 结构也为正三角形 已知CO2结构为直线形 N2O结构也为直线形 27 总结 由已知推未知 是懒人学习化学最好的方法 1 对角线规则已知铝 Al 的性质 联想铍 Be 的性质 2 等电子体已知NH3的结构 联想 的结构已知CH4的结构 联想 的结构 三角锥形 H3O NH4 正四面体 28 1 下列说法中 错误的是 键长越长 化学键越牢固 成键原子间原子轨道重叠越多 共价键越牢固 对双原子分子来讲 键能越大 含有该键的分子越稳定 原子间通过共用电子对所形成的化学键叫共价键 练习 A 2 能够用键能解释的是 氮气的化学性质比氧气稳定 常温常压下 溴呈液体 碘为固体 稀有气体一般很难发生化学反应 硝酸易挥发 硫酸难挥发 A 29 3 下列哪些说法可以作为判断H2O与H2S稳定性大小的依据 1 由元素周期律 O元素比S元素的非金属性强 2 由原子半径推导 H O键短 H S键长 3 由键能推导 H O的键能464 H S的键能339 4 由键角推导 H O H的键角105度 H S H的键角92度 5 由沸点推导 H2O沸点100 H2S沸点 60 4 练习 1 2 3 干扰项 干扰项 30 氢化物稳定性判断的解答思路 原子半径键长键能稳定性 化学性质 越小越短越大越高键角决定了分子的空间构型 与稳定性无关沸点物理性质 与稳定性无关 31 4 N2 O2 F2与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 练习 提示 从N H O H F H键的键能上考虑 正解 N H O H F H键的键长依次减小 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 也就是生成物NH3 H2O HF的稳定性依次增大 所以N2 O2 F2与H2的反应能力依次增强 32 5 N2与H2在常温下很难发生反应 必须在高温下才能发生反应 而F2与H2在冷暗处就能剧烈化合 为什么 练习 正解 氮气分子中存在N N 氮氮三键 键能很大 946kJ mol 而氟单质中存在F F键 键能较小 157kJ mol 意味着断开N N比断开F F键困难得多 往往需要更为苛刻的反应条件 33 N2发生的反应 大多是较为苛刻的反应条件 N2 3H2 2NH3N2 O2 2NO 拓展 高温 高压 催化剂 高温 或放电 有N2生成的反应 往往放出大量的热 因为形成氮氮三键释放的能量很高 这正是某些含氮化合物应用于火箭推进剂的原因 NH4NO3 TNT N3 N5 都属于易爆物 原因也正在于此 34 质谱仪 在70ev电子碰撞作用下 样品分子被打掉一个电子形成分子离子 分子离子进一步发生化学键断裂形成碎片离子 由分子离子可以确定化合物分子量 由碎片离子可以得到化合物的结构 拓展 35 6 下面是某些化学键的键能 kJ mol 你能算出碳碳双键 碳碳三键中的 键平均键能为多少吗 氮氮双键 氮氮三键中的 键平均键能又为多少呢 练习 C C中 键 615 347 7 267 3 C C中 键 812 347 7 2 232 15 N N中 键 418 193 225 N N中 键 946 193 2 376 5 36 7 已知N N N N和N N键能之比为1 00