共价键 原子晶体课件.ppt

共价键原子晶体,共价键的形成,2、共价键的成键微粒是原子,1、共价键是原子间通过共用电子对所形成的的化学键。,通过必修的学习,我们了解到:,3、共价键的存在：,非金属单质共价化合物离子化合物,课本P39,值得思考的问题：,1、是否所有的非金属单质中都存在共价键？,2、2个氢原子一定能形成氢分子吗？,两个核外电子自旋方向相反的氢原子靠近,v,r,0,V：势能r：核间距,r0,v,r,0,r0,V：势能r：核间距,r0,v,r,0,r0,V：势能r：核间距,r0,v,r,0,r0,V：势能r：核间距,两个核外电子自旋方向相同的氢原子靠近,v,r,0,V：势能r：核间距,值得思考的问题：,1、是否所有的非金属单质中都存在共价键？,2、2个氢原子一定能形成氢分子吗？,3、未成对电子是怎样形成共用电子对的？形成时又有何要求？,一、共价键的形成条件,A、有自旋方向相反的未成对电子。,B、原子轨道要实现最大限度的重叠。,二、共价键的形成本质,成键原子相互接近时，原子轨道发生，自旋方向的电子形成，两原子核间的电子密度，体系的能量。,重叠,相反,未成对,共用电子对,增加,降低,值得思考的问题：,1、是否所有的非金属单质中都存在共价键？,2、2个氢原子一定能形成氢分子吗？,4、为什么C、N、O、F与H形成简单的化合物(CH4、NH3、H2O、HF)中H原子数不等？,3、未成对电子是怎样形成共用电子对的？形成时有何要求？,三、共价键的特点,1、具有饱和性,形成的共价键数=未成对电子数,2、具有方向性,p,头碰头重叠键,ss,ps,pp,+,肩并肩重叠键,键键比较说明：键的重叠程度小于键，所以键不如键稳定。,乙烷、乙烯和乙炔分子中的共价键分别由几个键和几个键组成？,乙烷：个键；乙烯：个键个键；乙炔：个键个键,7,乙烯分子中轨道重叠方式示意图,乙炔分子中轨道重叠方式示意图,四。共价键的分类非极性键和极性键（1）非极性键（2）极性键键的极性强弱比较一般情况下，两个成键原子间的电负性差值越大，两个成键原子间形成的共价键极性越。,3.特殊的共价键配位键由一个原子单方面提供一对电子与另一个接受电子的原子共用而形成共价键。要求一个原子提供孤对电子，另一个原子有空轨道，两者形成配位键,小结：,共价键的形成条件,共价键的形成本质,共价键的特点,一、共价键,1、定义：,2、成键微粒：,3、成键本质：,4、成键原因：,原子间通过共用电子对所形成的的化学键。,同种或不同种非金属元素原子之间.(稀有气体元素除外),共用电子对没有电子得失,不稳定要趋于稳定；体系能量降低,知识总结,5、成键的条件：,电负性相同或差值小的非金属原子之间且成键的原子最外层未达到饱和状态,即成键原子有成单电子。,6、存在范围：,非金属单质共价化合物离子化合物,共价键的形成条件和存在范围,一般非金属元素的原子之间通过共价键结合。如非金属气态氢化物、水、酸、非金属氧化物等物质中的元素都以共价键结合。共价键存在于非金属单质、共价化合物中，也可存在于离子化合物中（例如，氢氧化钠、过氧化钠、硫酸钾等）。,7、影响共价键强弱的主要因素,键长（成键原子的核间距）,一般键长越，键能越，共价键越，分子就越。,小,大,牢固,稳定,8.共价键的本质原子轨道（电子云）重叠，自旋方向相反的未成对电子形成共用电子对，两原子核间的电子密度增加，体系的能量降低9.共价键的方向性和饱和性沿着电子出现机会最大的方向重叠成键每种元素的原子有几个未成对电子，通常就只能和几个自旋方向相反的电子成键,a、电子式：,b、结构式：,10、共价键的表示方法,1、相距很远的两个自旋方向相反的H原子相互逐渐接近,在这一过程中体系能量将（）A、先变大后变小B、先变小后变大C、逐渐变小D、逐渐增大,课堂练习,B,课堂练习,2、下列不属于共价键的成键因素的是（）、共用电子对在两核间高频率出现、共用的电子必须配对、成键后体系能量降低，趋于稳定、两原子核体积大小要适中,课堂练习,N2H2OCO2NH3,3、用电子式表示下列共价分子的形成的过程,五、共价键的参数1.键能键能的定义表示方法根据键能的大小比较键的稳定性2.键长键长的定义根据键长的长短比较键的稳定性,3.键角定义“代表化合物”分子化学键的夹角及其分子的空间构形。,六。共价键的键能与化学反应热,回忆：共价键的键能,气态原子形成一摩共价单键所释放的能量（或破坏一摩单键所吸收的能量）叫做键能。单位:KJmol-1,H+HH2+436kJ,键能越大，键越牢固。,H2+436kJH+H,试比较氯化氢及碘化氢的稳定性，解释原因。,结论(1)原子间形成共价键,原子轨道发生重叠。原子轨道重叠程度越大，共价键的键能越大，两原子核的平均间距键长越短。（2）一般说来：结构相似的分子，其共价键的键长越短，共价键的键能越大，分子越稳定。见P45表3-5,1.共价键的物理量（键参数）,（1）键能：。键能越大，共价键越，含有该键的分子越。（2）键长：。键长越短，键就越（强或弱），越。（键长取决于成键原子的半径大小和键数）（3）键角：。键角可反映分子的空间构型，可进一步帮助我们判断分子的极性。（4）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，键就越牢固。,思考：共价键的键能与化学反应热有何关系？,2.反应热和键能的关系,（1）反应热应该为断开旧化学键（拆开反应物原子）所需要吸收的能量与形成新化学键（原子重新组合成反应生成物）所放出能量的差值。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，反之为放热反应。（2）由于反应后放出的热量使反应本身的能量降低，故规定H为“”，则由键能求反应热的公式为H=反应物的键能总和生成物的键能总和。提醒：反应热H=生成物的总能量反应物的总能量。（正好与上面相反）,（3）放热反应的H为“”，H0；吸热反应的H为“+”，H0。（4）反应物和生成物的化学键的强弱决定着化学反应过程中的能量变化。,4.利用键能计算化学反应中的H（1）反应热应该为断开旧化学键（拆开反应物原子）所需要吸收的能量与形成新化学键（原子重新组合成反应生成物）所放出能量的差值。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，反之为放热反应。（2）由于反应后放出的热量使反应本身的能量降低，故规定H为“”，则由键能求反应热的公式为H=反应物的键能总和生成物的键能总和。提醒：反应热H=生成物的总能量反应物的总能量。（正好与上面相反）（3）放热反应的H为“”，H0；吸热反应的H为“+”，H0。（4）反应物和生成物的化学键的强弱决定着化学反应过程中的能量变化。,巩固练习：,1.请书写H2、Cl2、N2、HCl、H2O、H2O2、OH、NH3、HClO分子的电子式。,2.用电子式表示HCl分子的形成过程。,3.乙烯与乙炔分子与溴发生加成反应时，断裂哪种类型的键？为什么？,4.只有在化合物中才能存在的化学键是（）A.离子键B.共价键C.极性键D.非极性键,A、C,已知：HH：键能为436kJ/mol,ClCl键能为243kJ/mol,HCl键能为431kJ/mol。通过计算确定反应：H2（g）+Cl2(g)=2HCl(g)的反应热。【解题回顾】拆开化学键要消耗能量，形成化学键会放出能量。化学反应的过程就是折开反应物的化学键，形成生成物的化学键的过程如果反应物的键能总和生成物的键能总和则为吸热反应,结论：H总=H反应物H生成物H反应物，H生成物分别代表反应物生成物键能总和,5.下列物质分子中无键的是（）A.N2B.O2C.Cl2D.C2H4,C,6.H2S分子中两个共价键的夹角接近90。，其原因是（）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,CD,180,10928,Si,O,共价键,二氧化硅晶体结构示意图,10928,共价键,金刚石的晶体结构示意图,二原子晶体（共价晶体）,概念：相邻原子间以共价键相结合而形成空间立体网状结构的晶体。构成原子晶体的粒子是原子，原子间以较强的共价键相结合。,金刚石,观察思考,对比分子晶体和原子晶体的数据，原子晶体有何物理特性？,原子晶体的物理特性,在原子晶体中，由于原子间以较强的共价键相结合，而且形成空间立体网状结构，所以原子晶体的熔点和沸点高硬度大一般不导电且难溶于一些常见的溶剂,常见的原子晶体,某些非金属单质：金刚石（C）、晶体硅(Si)、晶体硼（B）、晶体锗(Ge)等某些非金属化合物：碳化硅（SiC）晶体、氮化硼（BN）晶体某些氧化物：二氧化硅（SiO）晶体、Al2O3,解释：结构相似的原子晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体熔点越高金刚石硅锗,交流与研讨,1、怎样从原子结构角度理解金刚石、硅和锗的熔点和硬度依次下降？,2、“具有共价键的晶体叫做原子晶体”。这种说法对吗？为什么？,石墨晶体结构,知识拓展石墨,石墨,石墨为什么很软？石墨为层状结构，各层之间是范德华力结合，容易滑动，所以石墨很软。石墨的熔沸点为什么很高（高于金刚石）？石墨各层均为平面网状结构，碳原子之间存在很强的共价键（大键），故熔沸点很高。石墨属于哪类晶体？为什么？石墨为混合键型晶体,10电子微粒,18电子微粒,等电子体,1919年，Langmuir提出等电子原理：原子数相同、电子总数相同