化学键与分子间作用力演示课件

1、化学键,主讲 汪毅,一、化学键,一关于化学键的概念：,相邻原子间的强相互作用。,使离子相结合或原子相结合的作用力。,二化学键的分类：,1、共价键,2、离子键,3、金属键,一、化学键,三化学键与化学反应,1、化学键与化学反应中的物质变化。,化学反应的实质： “旧键的断裂与新键的形成”。,2、化学键与化学反应中的能量变化。,（1）化学反应的活化能,（2）“吸热反应”与“放热反应”,究竟是破坏“旧键”需要的能量多， 还是形成“新键”放出的能量多。,“需要加热的放热反应”,二、共价键,一共价键的形成及本质 二 键和键 三共价键的特征 四极性键和非极性键 五共价键的键参数 六配位键,一共价键的形成及本质

2、,1、共价键定义：,原子间通过共用电子对形成的化学键,其本质是：,原子间形成共用电子,成键微粒是：,原子,（注意与离子键及金属键区别）,2、共价键的存在：,大多数分子内,；原子晶体内。,3、共价键的表示方法 ：,电子式,结构式,课堂练习 （1）写出CO2的电子式； （2）写出乙烯的结构式。 （3）用电子式表示H2S的形成过程。,（能量降低）,二 键和键,1、键的特征：,以形成化学键的两原子核的连线做为轴旋转 操作，共价键电子云的图形不变,称为轴对称。,X,ss,X,pxs,X,pxpx,轴对称,形成键的电子称为电子。,“头碰头”,二 键和键,2、键的特征,键特点:两个原子轨道以平行或“肩并肩”

3、 方式重叠；原子重叠的部分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，它们互为镜像，称为镜像对称。,由于键重叠程度要比键小,所以键的强度要比键大。,“肩并肩”,烯烃和炔烃要比烷烃活泼。,乙烷、乙烯和乙炔分子结构比较,在由两个原子形成的多个共价键中， 只能有一个 键，而 键可以是一个或多个。,两种大键,石墨的“覆盖整个层”的大键,则分子中 有 个键， 个键,及时巩固 事半功倍,7,3,1、某有机物的结构简式为 ：,CH2=CHCCH,三共价键的特征,1、饱和性：,每个原子所提供的价电子数目是一定的。,思考：如果发现了H3分子，你会有什么看法？ A甲认为上述发现绝对不可能

4、，因为H3分子违背了 共价键理论 B乙认为宇宙中还可能存在另一种氢单质，因为氢 元素有三种同位素必然有三种同素异形体 C丙认为H3分子实质上是H2分子与H+以特殊共价键 结合的产物，应写成H3+ D丁认为如果上述的发现存在，则证明传统的价键 理论有一定的局限性有待继续发展,为什么不会有H3Cl分子。,要以发展的观念来看待“理论”与客观事实,三共价键的特征,2、方向性：,（1）原子轨道有一定的空间分布,（2）电子云的“最大重叠” 有利于成键,共价键的方向性决定了分子的空间构型,四极性键和非极性键,参与成键的两原子电负性相同，共 用电子对“不偏不倚”。,1、非极性键,2、极性键,参与成键的两原子电

5、负性不同，共 用电子对“偏向一边”。,思考：请按要求任举一例。（1）只含非极性键的非极性分子；（2）只含极性键的非极性分子。,五共价键的键参数,1、键能,2、键长,3、键角,表示共价键的牢固程度,描述分子空间构型，与分子的很多性质有关。 用于研究原子晶体的某些性质。,一般取正值，单位：kJmol-1,“亲密无间”,结合价层电子对互斥理论，记住一些常 见分子内共价键的键角（CO2、H2O、 NH3、CH4等等）,六配位键,1、形成配位键的基本条件：,一方最外层有孤对电子，另一方价电子层有空轨道,2、配位键的本质：,单方面提供电子对的“共价键”,3、应用举例：,（1）配制银氨溶液；,（2）检验Fe

6、3+离子；,（3）血红蛋白的工作原理等。,判断正误：非金属离子与金属离子之间只能形成 离子键。,及时巩固 事半功倍,2、下列各种说法中错误的是（ ） 形成配位键的条件是一方有空轨道一方有孤 对电子。 B. 配位键是一种特殊的共价键。 C. 配位化合物中的配体可以是分子也可以是阴 离子。 D. 共价键的形成条件是成键原子必须有未成对 电子。,D,及时巩固 事半功倍,3、氮可以形成多种离子，如N3，NH2，N3， NH4+，N2H5+，N2H62+等，已知N2H5+与N2H6 2+是 由中性分子结合质子形成的，类似于NH4+，因此 有类似于NH4+的性质。在这些粒子中每个氮原子 最外层都满足“8电

7、子”结构。 写出N2H62+在碱性溶液中反应的离子方程式。 等电子体的微粒往往具有相似的结构，试预测N3的构型 。,N2H6 2+ +2OHN2H4+2H2O,直线型,及时巩固 事半功倍,据报道，美国科学家卡尔克里斯特于1998年11月合成了一种名为“N5”的物质，由于其具有极强的爆炸性，又称为“盐粒炸弹”。迄今为止，人们对它的结构尚不清楚，只知道“N5”实际上是带正电荷的分子碎片，其结构是对称的，5个N排成V形。如果5个N结合后都达到8电子结构且含有2个NN键。则“N5”分子碎片所带电荷是 。,一个单位正电荷,化学键(二),主讲 汪毅,例1、某些电解质分子的中心原子最外层电子未达饱和结构，其

8、电离采取结合溶液中其他离子的形式，而使中心原子最外层电子达到饱和结构例如：硼酸分子的中心原子B最外层电子并未达到饱和，它在水中的电离过程为：,下列判断正确的是（ ） A凡是酸或碱对水的电离都是抑制的 B硼酸是三元酸 C硼酸溶液与NaOH溶液反应的离子方程式为： H3BO3OHB(OH)4 D硼酸是两性氢氧化物,C,例2、元素原子间在形成物质时，其结合方式与其核外电子排布有密切关系，已知P原子的价电子排布为3s23p3，其与Cl可形成PCl3、PCl5两种化合物，请判断下列关于该两种化合物的说法正确的是（ ） A、P原子最外层有三个未成对电子，故只能结合三个Cl原子形成PCl3 B、PCl3分子

9、中的P-Cl键都是键 C、P原子最外层有三个不成对电子，但是能形成PCl5 ，说明传统的价键理论存在缺陷 D、PCl3分子中的P-Cl键都是键,BC,例3、能够用键能的大小作为主要依据来解释的是（ ） A、常温常压下Cl2是气态而溴单质呈液态 B、硝酸是挥发性酸，而硫酸、磷酸是不挥发性的 C、稀有气体一般难于发生化学反应 D、H2O 比H2S更稳定,D,一、共价键与分子间作用力,一是分子间还是分子内？ (分子是否被破坏？),液氨,例4、干冰熔点很低是由于 （ ） ACO2是极性分子 BC=O键的键能小 CCO2化学性质不活泼 DCO2分子间的作用力较弱,氨气,D,二关于分子间作用力的大小比较,

10、1、_看分子量。 2、分子量相同时看什么？ （1）比较分子极性的大小。 （2）某些同分异构体比较支链的多少。,组成和结构相似时,CO的沸点：-191 N2的沸点：-195,邻二甲苯沸点 144.4 对二甲苯沸点 138.37 间二甲苯沸点 139,关注氢键,三关于氢键（不是化学键）,1、“常规”氢键,水分子间的氢键,水分子中的氢键,氢键只存在于分子间吗？,例5、邻羟基苯甲醛比对羟基苯甲醛熔、沸点低的原因是 （ ） A邻羟基苯甲醛不形成氢键，而对羟基苯甲醛能够形成氢键。 B邻羟基苯甲醛形成分子内氢键，而对羟基苯甲醛能够形成分子间氢键。 C对羟基苯甲醛比邻羟基苯甲醛体积小，分子更紧凑。 D对羟基苯

11、甲醛比邻羟基苯甲醛对称性高,B,例5、咖啡因对中枢神经有兴奋作用，其结构式如下。常温下，咖啡因在水中的溶解度为2 g/100g H2O，加适量水杨酸钠，由于形成氢键而增大咖啡因的溶解度。请在附图上添加水杨酸钠与咖啡因形成的氢键。,2、形成氢键的条件,例6、 氯仿在苯中的溶解度明显比1,1,1-三氯乙烷的大，请给出一种可能的原因（含图示）。,CHCl3的氢原子与苯环的 大键电子形成氢键。,不只是这种情况：X-HY,二、离子键,一概念：,“阴阳离子间通过的静电 形成的化学键”,吸引,作用,二成键条件：,成键原子所属元素的电负性相差大于1.7,三离子键的实质：,阴、阳离子间的静电引力与两离子所带电

12、子间及两离子的原子核间的斥力作用达到 平衡。,就像弹簧（势能最小）,三、离子键,四离子键的特征：,无饱和性与方向性，总是尽可能多排列带 异种电荷的离子。,四、金属键,一组成粒子：,金属阳离子和自由电子,二成键特征：,无方向性、无饱和性,自由电子属于整块金属,“共产主义”,三金属键及金属特性：,导电性 导热性 延展性,金属的延展性,例7、下列说法正确的是（ ） A .有阳离子的晶体中必然含有阴离子。 B .金属晶体中的自由电子在外加电场作用下可发 生定向移动 C .金属晶体中的金属阳离子在外加电场作用下可 发生定向移动 D .金属晶体在外加电场作用下可失去电子,C,性质,金属内部的 特殊结构,金属的物理共性,导电性,延展性,结构,金属阳离子,自由电子,金属键,导热性,熔沸点高低 硬度大小,决定,例8、2005年1月,美国科学家在Science上发表论 文，宣布发现Al的超原子结构,如Al13、A