选修三分子结构与性质共价键PPT课件

1、第1页/共33页 化学是在化学是在分子分子层次上研究物质的科学。分子由原子构成，绝大多数物质分子是由原子相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合构成的，只有极少数物质的分子是由互结合构成的，只有极少数物质的分子是由单个原子构成单个原子构成（稀有气体稀有气体）。）。 20世纪初，在原子结构理论的基础上，建立了化学键的电子理论。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。共价键是现代化学键共价键是现代化学键的理论核心的理论核心第2页/共33页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

2、 3、共价键是如何形成的？、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一、共价键一、共价键第3页/共33页 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 2Cl

3、Cl、ClCl3 3分子的形成？分子的形成？第4页/共33页 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分子分子第5页/共33页1 1、HH2 2分子的形成过程分子的

4、形成过程二、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HHHH第6页/共33页2 2、HClHCl分子的形成过程分子的形成过程HCl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 第7页/共33页3 3、ClCl2 2分子的形成过程分子的形成过程ClClCl 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第8页/共33页二、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

5、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。第9页/共33页相互靠拢相互靠拢(2)、类型(a)s-s 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。第10页/共33页(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(c)p-p 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第11页/共33页(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。相互靠拢相互靠拢第12页/共33页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第13页/共33页2、键的形成键的形成电子云重叠键的电子云 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，：形成共价键

7、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 键的形成键的形成第14页/共33页(3)键的特征键的特征电子云重叠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重叠程度小于键，的稳定性小于键，键较易断裂。第15页/共33页PzPzPzPz键键yNNzzyN2分子形

8、成分子形成zzyyxxzzx1个键，2个键第16页/共33页乙烷、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。第17页/共33页 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，

9、另两个为键。键。第18页/共33页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？第19页/共33页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

10、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第20页/共33页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

11、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 。 第21页/共33页三、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.第22页/共33页 某

12、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，键越稳定第23页/共33页1 1 根据表根据表2-12-1数据，计算数据，计算1molH1molH2 2分别跟分别跟1

13、molCl1molCl2 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

14、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.第24页/共33页(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，共价键越稳定第25页/共33页共价半径共价半径(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。第26页/共33页(三三)键角：在原子数超过键角：在原子数超过2的分子中，两

15、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第27页/共33页 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、价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征，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- -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

16、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-正四面体正四面体第28页/共33页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、

17、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 B2 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120120D D、3 3个个BFBF键均为键均为键键C C第29页/共33页3 3、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B B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

18、键角越大，分子越牢固D D在同一分子中，键和键的分子轨道重叠程度一样多，只是重叠的方向不同A A第30页/共33页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 D5 5、下列共价键的键能按由小到大排列的是（ ）A ANCl NBr NFNCl NBr NFB BHCl HS HPHCl HS HPC CSeH SH OHSeH SH OHD DCH NH OHCH NH OHCDCD第31页/共33页7 7、某些化学键的键