人教版选修3 第2章第1节共价键 课件（78张）.ppt

欢迎走进化学课堂 有了防晒霜 再也不怕晒 防晒霜为何能防晒呢 第二章分子结构与性质 第一节共价键 1 化学键的定义 相邻的原子之间的强烈的相互作用叫做化学键 2 化学键的种类 离子键 使阴 阳离子结合成化合物的静电作用 共价键 原子之间通过共用电子对所形成的相互作用 判断依据 活泼的金属元素和活泼非金属元素 或者带正 负电荷的原子团之间形成离子键 非金属元素之间形成共价键 两种成键元素间的电负性差值 1 7 它们之间通常形成离子键 反之 形成的共价键 分子中相邻原子之间是靠什么作用而结合在一起 知识回顾 共价键 极性键 非极性键 共用电子对偏移的共价键 共用电子对不偏移的共价键 3 化合物的分类 离子化合物 共价化合物 含有离子键的化合物 所含的化学键全部是共价键的化合物 4 电子式 用 或者 x 来表示原子或分子最外层电子的方法 5 电子云 原子轨道的概念 电子云是电子在原子核外空间概率密度分布的形象描述 原子轨道是电子在原子核外的一个空间运动状态 练习 h2hclcl2nabr hcloh2o2naohnh4cl 写出以下物质的电子式 学与问 你能用电子式表示下列物质的形成过程吗 1 共价键的特征 饱和性 为什么不可能有h3 h2cl cl3分子的形成 一 共价键 按照共价键的共用电子对理论 一个原子有几个 便可和几个 配对成键 这就共价键的 饱和性 决定分子的组成 未成对电子 自旋相反的电子 氢原子形成氢分子的电子云描述 键 s s 键 头碰头 式 如何用电子云描述氢原子形成氢分子 思考 1 键 原子轨道以 方式相互 导致电子在两核间出现的概率 体系的能量 形成的共价键 2 共价键的形成 一 共价键 头碰头 重叠 小结 h2分子中的共价键 是由两个氢原子各提供一个未成对电子1s的原子轨道重叠形成的 称为s s 键 降低 增大 提示 电子云在两个原子核间重叠 意味着电子出现在核间的概率增大 电子带负电 因而可以形象的说 核间电子好比在核间架起一座带负电的桥梁 把带正电的两个原子核 黏结 在一起了 价键理论的要点 1 电子配对原理 2 最大重叠原理 两原子各自提供1个自旋方向相反的电子彼此配对 两个原子轨道重叠部分越大 两核间电子的概率密度越大 形成的共价键越牢固 分子越稳定 cl cl的p p 键的形成 h cl的s p 键的形成 自主分析1 hcl分子中的共价键 自主分析2 cl2分子中的共价键 键的特征 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 连线 旋转 不变 轴对称 头碰头 电子云相互重叠 a s s 键的形成 键的种类 形成氯化氢分子的电子云描述 形成氯气分子的电子云描述 p p 键的形成 肩并肩 式 设问 是不是分子中的共价键都是 键 请分析下图电子云的成键方式 由两个原子的p电子以 方式重叠形成 导致电子在两核间出现的概率 体系的能量 形成的共价键 2 键 肩并肩 增大 降低 2 键 互相靠拢 电子云重叠 键的电子云 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 键特征 肩并肩 两块 两侧 镜像 镜像对称 小结 共价键按电子云重叠方式分为 键 头碰头 键 肩并肩 共价单键都是 键 键比 键重叠程度更大 所以 键不稳定 容易断裂 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 因而含有 键的化合物与只有 键的化合物的化学性质不同 如我们熟悉的乙烷和乙烯的性质不同 以上由原子轨道相互重叠形成的 键和 键总称价键轨道 是分子结构的价键理论中最基本的组成部分 3 由原子轨道相互重叠形成的 键和 键总称价键轨道 x y 除s轨道外 其它原子轨道都具有一定的空间分布 在形成共价键时 原子轨道愈多 电子 愈大 所形成的共价键愈 因此共价键尽可能沿着 的方向形成 所以共价键具有方向性 重叠 在核间出现的概率 牢固 电子出现概率最大 2 共价键特征二 具有方向性 p 决定分子的立体构型 科学探究 1 已知氮分子的共价键是三键 你能模仿图2 1 图2 2 图2 3 通过画图来描述吗 提示 氮原子各自用三个p轨道分别跟另一个氮原子形成一个 键和两个 键 n2中p p 键和p p 键的形成过程 2 钠和氯通过得失电子同样也是形成电子对 为什么这对电子不被钠原子和氯原子共用形成共价键而形成离子键呢 你能从原子的电负性差别来理解吗 讨论后请填写表2 2 0 93 0 2 13 0 2 53 5 2 1 0 9 1 0 离子 共价 3 乙烷 乙烯和乙炔分子中的共价键分别有几个 键和几个 键组成 乙烷分子中由7个 键组成 乙烯分子中由5个 键和1个 键组成 乙烯分子中由3个 键和2个 键组成 小结 1 共价键的形成条件 2 共价键的本质 3 共价键的特征 成键原子要有未成对电子 且自旋方向相反 可通过共用电子对达各自稳定结构 成键原子的原子轨道在空间上发生重叠 当成键原子相互接近时 原子轨道发生重叠 自旋方向相反的未成对电子形成共用电子对 两原子核间的电子云密度增加 体系能量降低 饱和性 方向性 4 共价键的类型 键 以形成化学键的两原子核的连线为轴作旋转操作 共价键电子云的图形不变 这种特征称为轴对称 如h h键 类型 s s 键 s p 键 p p 键等 特点 肩并肩 两块组成 镜像对称 容易断裂 键 由两个原子的p电子 肩并肩 重叠形成 特点 头碰头 电子云为轴对称 键强度大 不易断裂 6 判断共价键类型规律 共价单键是 键 共价双键中有一个是 键 另一个是 键 共价三键中有一个是 键 另两个是 键 5 价键轨道 由原子轨道相互重叠形成的 键和 键 练习 1 关于乙醇分子的说法正确的是 a 分子中共含有8个极性键b 分子中不含非极性键c 分子中只含 键d 分子中含有1个 键 c 7 3 3 下列说法中正确的是 a p轨道之间以 肩并肩 重叠可形成 键b p轨道之间以 头对头 重叠可形成 键c s和p轨道以 头对头 重叠可形成 键d 共价键是两个原子轨道以 头对头 重叠形成的 c 4 在氯化氢分子中 形成共价键的原子轨道是 a 氯原子的2p轨道和氢原子的1s轨道b 氯原子的2p轨道和氢原子的2p轨道c 氯原子的3p轨道和氢原子的1s轨道d 氯原子的3p轨道和氢原子的3p轨道 c 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 5 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 6 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 作业 1 练习册第一课时2 预习内容二 二 键参数 键能 键长 键角 一 键能 1 定义 气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量 反之 成立 例如 形成lmolh h键释放的最低能量为436 0kj 形成1moln n键释放的最低能量为946kj 这些能量就是相应化学键的键能 通常取正值 化学键的形成要释放能量 化学键的断裂要吸收能量 某些共价键键能 kj mol 1 表2 1 观察表中数据 分析键能大小与化学键稳定性的关系 2 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 越不容易被打断 思考与分析 1 通过键能判断物质反应活性如 比较n和p n2和p4的反应活性解析 非金属性n p n比p更容易得电子有更大的反应活性 p p键能201kj mol n n键能941 69kj mol 故n2比p4的反应活性小 3 键能的应用 练习 由下表的数据判断 下列分子的稳定性 a cl2 br2 i2b nh3 h2o 又如 已知c c c c c c键能分别为347 7kj mol 615kj mol 812kj mol 利用这些数据说明乙烷 乙烯 乙炔的反应活性 解析 c c键能小于c c键能的两倍 c c键能小于c c键能的三倍 说明乙烯 乙炔中 键不牢固 容易被试剂进攻发生加成反应 2 求近似反应热 如 求1moln2完全反应合成nh3的反应热解析 对反应n2 3h2 2nh3 查表知n n h h n h的键能分别为946kj mol 436 0kj mol 390 8kj mol 则1moln2完全反应的反应热是 946kj 436 0kj 2 390 8kj 6 526 8kj答 1moln2完全反应合成nh3放出的热量是526 8kj 1 查表知h h cl cl br br h cl h br的键能分别是436 0kj mol 242 7kj mol 193 7kj mol 431 8kj mol 366kj mol 对于反应h2 cl2 2hcl 若有1molh2和1molcl2反应 则 反应热 体系能量增加值 436 0kj 242 7kj 431 8kj 2 184 9kj对于反应h2 br2 2hbr 若有1molh2和1molbr2反应 则 反应热 体系能量增加值 436 0kj 193 7kj 366kj 2 102 7kj由计算结果知 生成2molhcl比生成2molhbr放出的热量多 hbr更容易发生热分解生成相应的单质 思考与交流p32 某些共价键键能 kj mol 键长 pm 1pm 10 12m 表2 2 2 键长 形成共价键的两个原子之间的核间距 键长是衡量共价稳定性的另一个参数 讨论 对比表2 1和表2 2找出键长与键能及稳定性的关系 规律 1 键长越短 一般键能越大 化学键越牢固 由该键形成的分子越稳定 练习 由下表的数据判断 下列分子的稳定性a h2 cl2b hcl hbr hi 2 单键键长 双键键长 叁键键长 思考与交流 2 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 3 通过上例子 你认为键长 键能对分子的化学性质有什么影响 一般地 形成的共价键的键能越大 键长越短 共价键越稳定 含有该键的分子越稳定 化学性质越稳定 3 键角 两个共价键之间的夹角称为键角 键角一定 表明共价键具有方向性 键角和键长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 键角决定分子的空间构型 h2o105 nh3107 co2180 ch4109 28 多原子分子的键角一定 表明共价键具有方向性 小结 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 能说明bf3分子中的4个原子处于同一平面的理由是 a 3个b f键的键能相同b 3个b f键的键长相同c 3个b f键的键角均为120 d 3个b f键均为 键 c 3 下列各说法中正确的是 a 分子中键能越高 键长越大 则分子越稳定b 元素周期表中的 a族 除h外 和 a族元素的原子间可能形成共价键c 水分子可表示为ho h 分子中键角为180 d h o键键能为463kj mol 即18克h2o分解成h2和o2时 消耗能量为2 463kj b 观察 p32页中表2 3的数据 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 表2 3co分子和n2分子的某些性质 等电子体 原子总数相同 价电子总数相同的分子 等电子体原理 原子总数 价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征 它们的许多性质是相近的 三 等电子原理 物理性质 例举一些常见的等电子体 so2 o3 no2 so3 no3 sio32 c6h6 b3n3h6 no2 no2 n2 co c22 co2 n2o cs2 nh3 h3o ch4 nh4 cn alo2 练习 原子数相同 最外层电子总数相同的分子 互称为等电子体 等电子体的结构相似 物理性质相似 1 根据上述原理 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 2 等电子原理又有发展 例如 由短周期元素组成的物质中 与no2 互为等电子体的分子有 n2o co2 n2 co so2 o3 课堂小结 二 键参数 键能 键长和键角 键能 气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量 键能越大 化学键越稳定 键长 形成共价键的两个原子之间的核间距 键长越短 键能越大 化学键越稳定 键角 两个共价键之间的夹角 破坏1mol化学键形成气态基态原子所需的最低能量 应用 计算化学反应的反应热和比较稳定性 h 反应物键能总和 生成物键能总和 课堂小结 等电子体 原子总数 价电子总数相同的分子 等电子体原理 原子总数 价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征 它们的许多性质相近 三 等电子原理 反馈练习 1 能够用键能的大小作为主要依据来解释的是 a 稀有气体一般难以发生化学反应b 氮气的化学性质比氧气稳定c 二氧化碳是一种直线型分子d 硝酸是挥发性酸 而硫酸是不挥发性酸 b 2 下列说法正确的是 a 非金属元素之间只能形成共价键 而不能形成离子键b 共价键的方向性决定了原子形成分子时相互结合的数量关系c 烯烃比烷烃的化学性质活泼是由于烷烃中只含 键 而烯烃中含有 键d 乙醇分子中不存在 键 cd 3 下列共价键的键能按由小到大排列的是 a n cln brn fb h clh sh pc se hs ho hd c hn ho h cd 4 下列说法中正确的是 a 双原子分子中化学键键能越大 分子越牢固b 双原子分子中化学键键长越长 分子越牢固c 双原子分子中化学键键角越大 分子越牢固d 在同一分子中 键要比 键的分子轨道重叠程度一样多 只是重叠的方向不同 a 5 下列说法中不正确的是 a 双键 三键都有 键b 成键原子间原子轨道重叠越多 共价键越牢固c 因每个原子未成对电子数是一定的 故配对原子个数也一定d 所有原子轨道在空间都有自己的方向性 d 6 在下列分子中 hf br2 h2o n2 co2 h2 h2o2 hcn分子中只有 键的是 分子中含有 键的是 分子中所有原