选修三--第二章分子结构与性质第一节--共价键--tgx

1、 化学是在化学是在分子分子层次上研究物质的科学。分子由层次上研究物质的科学。分子由 原子构成，绝大多数物质分子是由原子相互结原子构成，绝大多数物质分子是由原子相互结 合构成的，只有极少数物质的分子是由合构成的，只有极少数物质的分子是由单个原单个原 子构成子构成（稀有气体稀有气体）。）。 20世纪初，在原子结构理论的基础上，建立了世纪初，在原子结构理论的基础上，建立了 化学键的电子理论。化学键的电子理论。共价键是现代化学键的理共价键是现代化学键的理 论核心论核心 1 1、什么是共价键？、什么是共价键？ 2 2、通常哪些元素之间可以形成共价键？、通常哪些元素之间可以形成共价键？ 3 3、共价键是如

2、何形成的？、共价键是如何形成的？ 1 1、定义、定义: : 原子之间通过原子之间通过共用电子对共用电子对所形成的相互作所形成的相互作 用，叫做用，叫做共价键。共价键。 2 2、成键元素、成键元素: :一般为非金属与非金属 一般为非金属与非金属 类型类型:共价键共价键 极性共价键极性共价键 非极性共价键非极性共价键 3、本质、本质:共用电子对对原子电性作用共用电子对对原子电性作用 电负性相差不大电负性相差不大 一、共价键一、共价键 你能用电子式表示你能用电子式表示H H2 2、HClHCl、ClCl2 2 分子的形成过程吗？分子的形成过程吗？ 为什么不可能有为什么不可能有H H3 3、H H2

3、2ClCl、ClCl3 3 分子的形成？分子的形成？ 4 4 共价键具有饱和性共价键具有饱和性 按照共价键的共用电子对理论，按照共价键的共用电子对理论，一个原一个原 子有几个未成对电子，便可和几个子有几个未成对电子，便可和几个自旋相反自旋相反 的电子配对成键，这就共价键的的电子配对成键，这就共价键的“饱和性饱和性”。 HH 原子、原子、ClCl原子都只有一个未成对电子，因原子都只有一个未成对电子，因 而只能形成而只能形成HH2 2、HClHCl、ClCl2 2分子，不能形成分子，不能形成 HH3 3、HH2 2ClCl、ClCl3 3分子分子 1 1、HH2 2分子的形成过程分子的形成过程 二

4、、用电子云来描述共价键的形成过程二、用电子云来描述共价键的形成过程 H H HH 2 2、HClHCl分子的形成过程分子的形成过程 H Cl 用电子云来描述共价键的形成过程用电子云来描述共价键的形成过程 ClH 3 3、ClCl2 2分子的形成过程分子的形成过程 ClCl Cl Cl 用电子云来描述共价键的形成过程用电子云来描述共价键的形成过程 二、共价键的形成二、共价键的形成 电子云在两个原子核间重叠，意味着电子云在两个原子核间重叠，意味着电子出现在核间的概电子出现在核间的概 率增大率增大，电子带负电，因而可以形象的说，核间电子好比，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

5、带负电的桥梁，把带正电的两个原子核在核间架起一座带负电的桥梁，把带正电的两个原子核 “黏结黏结”在一起了。在一起了。 相互靠拢相互靠拢 (2)、类型、类型 (a)s-s 键的形成键的形成 1、键的形成键的形成 (1)(1)定义定义：形成共价键的未成对电子的原子：形成共价键的未成对电子的原子 轨道，按照轨道，按照头碰头的方式头碰头的方式重叠成键重叠成键。 (b)s-p 键的形成键的形成 未成对电子的未成对电子的 电子云相互靠拢电子云相互靠拢 电子云相互重叠电子云相互重叠 (c)p-p 键的形成键的形成 未成对电子的未成对电子的 电子云相互靠拢电子云相互靠拢 电子云相互重叠电子云相互重叠 (3)、

6、键的键的特征特征 轴对称轴对称：以形成化学键的两原子核的连：以形成化学键的两原子核的连 线为轴作旋转操作，得到的电子云图形不线为轴作旋转操作，得到的电子云图形不 变，叫变，叫轴对称。轴对称。 稳定性稳定性：形成的：形成的键的原子轨道重键的原子轨道重 叠程度大叠程度大，键越稳定键越稳定。 相互靠拢相互靠拢 用电子云来描述共价键的形成过程用电子云来描述共价键的形成过程 4 4、P-PP-P的另一种重叠方式的另一种重叠方式 2、键的形成键的形成 电子云重叠电子云重叠 键的电子云键的电子云 未成对电子的未成对电子的 电子云相互靠拢电子云相互靠拢 (1)定义定义：形成共价键的未成对电子的原子轨道，：形成

7、共价键的未成对电子的原子轨道， 按照按照肩并肩的方式肩并肩的方式重叠成键重叠成键。 (2)P-P 键的形成键的形成 (3)键的特征键的特征 电子云重叠电子云重叠 键的电子云键的电子云 镜像对称镜像对称：键的电子云由两块组成，分别键的电子云由两块组成，分别 位于由两原子核构成平面的两侧，如果以它位于由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，它们互为们之间包含原子核的平面为镜面，它们互为 镜像，这种特征为镜像，这种特征为镜像对称。镜像对称。 未成对电子的未成对电子的 电子云相互靠拢电子云相互靠拢 键的键的重叠程度小于重叠程度小于键，键，的的稳定性稳定性小于小于 键键，键键较

8、易断裂较易断裂。 PzPzPzPz键键 y N N z z y N2分子形成分子形成 zz yy x x zz x 1个个键，键，2个个键键 乙烷、乙烯、乙炔分子中的共价键分别是由乙烷、乙烯、乙炔分子中的共价键分别是由 几个几个键和几个键和几个键组成。键组成。 键型键型 项目项目 键键 键键 成键方向成键方向 电子云形状电子云形状 牢固程度牢固程度 成键判断成键判断 规律规律 沿轴方向沿轴方向 “头碰头头碰头” 平行方向平行方向 “肩并肩肩并肩” 轴对称轴对称镜像对称镜像对称 强度大，强度大， 不易断裂不易断裂 强度较小，强度较小， 易断裂易断裂 共价单键是共价单键是键，共价双键中一个键，共价

9、双键中一个 是是 键，另一个是键，另一个是键，共价三键键，共价三键 中一个是中一个是键，另两个为键，另两个为键。键。 构成分子的原子个数构成分子的原子个数(数量关系数量关系) 决定分子空间构型决定分子空间构型 饱和性饱和性 方向性方向性 共共 价价 键键 形成形成H2、HCl、Cl2分子，为什么不能形成分子，为什么不能形成H3、 H2Cl、Cl3分子？分子？ 1 1、下列说法正确的是（、下列说法正确的是（ ） A A、非金属元素之间只能形成共价键，而不能、非金属元素之间只能形成共价键，而不能 形成离子键形成离子键 B B、共价键的方向性决定了原子形成分子时相、共价键的方向性决定了原子形成分子时

10、相 互结合的数量关系互结合的数量关系 C C、烯烃比烷烃的化学性质活泼是由于烷烃中、烯烃比烷烃的化学性质活泼是由于烷烃中 只含只含键，而烯烃中含有键，而烯烃中含有键键 D D、乙醇分子中不存在、乙醇分子中不存在键键 CD 2、在下列分子中，、在下列分子中，HF，Br2，H2O， N2，CO2，H2，H2O2，HCN 分子中只有分子中只有键的是键的是 ，分子中含有，分子中含有 键的是键的是 ，分子中所有原子都满足最，分子中所有原子都满足最 外层为外层为8个电子结构的是个电子结构的是 ，分子中含，分子中含 有由两个原子的有由两个原子的s轨道重叠形成的轨道重叠形成的键的键的 是是 ，分子中含有由一个

11、原子的，分子中含有由一个原子的s轨道轨道 与另一个原子的与另一个原子的p轨道重叠形成的轨道重叠形成的键的键的 是是 ，分子中含有由一个原子的，分子中含有由一个原子的p轨道轨道 与另一个原子的与另一个原子的p轨道重叠形成的轨道重叠形成的键的是键的是 。 三、键参数三、键参数(键能、键长、键角键能、键长、键角) (一一)键能键能：气态基态原子形成：气态基态原子形成1mol化学键化学键释放释放 的的最低能量最低能量。(KJ/mol)。 例如例如:形成形成1molH-H键释放的最低能量键释放的最低能量 为为436.0kJ,形成形成1molN2键释放的最低能键释放的最低能 量为量为946kJ,这些能量就

12、是相应化学键的这些能量就是相应化学键的 键能键能,通常取正值通常取正值. 某些共价键的键能某些共价键的键能 三、键参数三、键参数 (一一)键能键能：气态基态原子形成：气态基态原子形成1mol化学键化学键释放释放 的的最低能量最低能量。(KJ/mol)。 a a、键能越大键能越大，形成化学键时放出的能量越多，形成化学键时放出的能量越多， 其其共价键越稳定共价键越稳定，越不容易被打断。，越不容易被打断。 b、键能：三键双键单键、键能：三键双键单键 （注：键能不成倍数关系注：键能不成倍数关系） c、元素非金属性越强，、元素非金属性越强，HR键键能越大，键越稳定键键能越大，键越稳定 1 1 根据表根据

13、表2-12-1数据，计算数据，计算1molH1molH2 2分别跟分别跟1molCl1molCl2 2、 1molBr1molBr2 2（蒸气）反应，分别生成（蒸气）反应，分别生成2molHCl2molHCl和和 2molHBr2molHBr分子，哪个反应放出的能量多？分子，哪个反应放出的能量多？ H2 + Cl2 = 2HCl 436.0kJmol-1 + 242.7kJmol-1 2431.8kJmol-1 = 184.9kJ H2 + Br2 = 2HBr 436.0kJmol-1 + 193.7kJmol-1 2366kJmol-1 = 102.7kJ HCl释放能量比释放能量比HBr

14、释放能量多释放能量多,因而生成的因而生成的HCl更稳定更稳定,即即HBr更容更容 易发生热分解生成相应的单质易发生热分解生成相应的单质. (2)键长键长：形成共价键的：形成共价键的两个原子之间的两个原子之间的核间距核间距。 键长越短，键能越大，共价键越稳定键长越短，键能越大，共价键越稳定 ( (二二) )、键长、键长 定义：定义： 形成共价键的两个原子核之间距离。形成共价键的两个原子核之间距离。 键长越短，键能越大，共价键越稳定键长越短，键能越大，共价键越稳定 共价半径共价半径(教材教材P32) 相同原子相同原子的共价键键长的一半称为共价半径。的共价键键长的一半称为共价半径。 (三三)键角：在

15、原子数超过键角：在原子数超过2的分子中，两个共的分子中，两个共 价键之间的夹角价键之间的夹角（决定分子的空间构型）（决定分子的空间构型） 由于共价键具有由于共价键具有方向性，因此方向性，因此 多原子分子的键角一定多原子分子的键角一定 CO分子和分子和N2分子的某些性质分子的某些性质 四、等电子原理四、等电子原理： 原子总数相同、价电子总数相同原子总数相同、价电子总数相同的分子具有的分子具有 相似的相似的化学键特征化学键特征，它们的许多性质是相近的，它们的许多性质是相近的 类型类型实例实例空间构型空间构型 双原子双原子1010电子电子N N2 2，CO,CCO,C2 22- 2-,CN ,CN-

16、 -直线直线 三原子三原子1616电子电子COCO2 2，CSCS2 2，N N2 2O,BeClO,BeCl2 2直线直线 三原子三原子1818电子电子O O3 3，SOSO2 2，NONO2 2- -V V型型 四原子四原子2424电子电子NONO3 3- -,CO,CO3 32- 2-， ，BFBF3 3，SOSO3 3平面三角形平面三角形 五原子五原子3232电子电子CClCCl4 4，SOSO4 42- 2-， ，POPO4 43- 3- 正四面体正四面体 1 1、能够用键能的大小作为主要依据来解释的是（、能够用键能的大小作为主要依据来解释的是（ ） A A、稀有气体一般难以发生化学

17、反应、稀有气体一般难以发生化学反应 B B、氮气的化学性质比氧气稳定、氮气的化学性质比氧气稳定 C C、二氧化碳是一种直线型分子、二氧化碳是一种直线型分子 D D、硝酸是挥发性酸，而硫酸是不挥发性酸、硝酸是挥发性酸，而硫酸是不挥发性酸 B B 2 2、能说明、能说明BFBF3 3分子中的分子中的4 4个原子处于同一平面的理由是（个原子处于同一平面的理由是（ ） A A、3 3个个BFBF键的键能相同键的键能相同 B B、3 3个个BFBF键的键长相同键的键长相同 C C、3 3个个BFBF键的键角均为键的键角均为120120 D D、3 3个个BFBF键均为键均为键键 C C 3 3、下列说法

18、中正确的是、下列说法中正确的是 （ ） A A双原子分子中化学键键能越大，分子越牢固双原子分子中化学键键能越大，分子越牢固 B B双原子分子中化学键键长越长，分子越牢固双原子分子中化学键键长越长，分子越牢固 C C双原子分子中化学键键角越大，分子越牢固双原子分子中化学键键角越大，分子越牢固 D D在同一分子中，在同一分子中，键和键和键的分子轨道重叠程度一样多，键的分子轨道重叠程度一样多， 只是重叠的方向不同只是重叠的方向不同 A A 4 4、下列说法中不正确的是（、下列说法中不正确的是（ ） A A、双键、三键都有、双键、三键都有键键 B B、成键原子间原子轨道重叠越多，共价键越牢固、成键原子间原子轨道重叠越多，共价键越牢固 C 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、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 D、所有原子轨道在空间都有自己的方向性、所有原子轨道在空间都有自己的方向性 D D 5 5、下列共价键的键能按由小到大排列的是（、下列共价键的键能按由小到大排列的是（ ） A ANCl NBr NFNCl NBr NF B BHCl HS HPHCl HS HP C CSeH SH OHSeH SH OH D DCH NH OHCH NH OH CDCD 7 7、某些化学键的键能如下表所示