共价键、原子晶体苏教版课件

1、第三单元 共价键 原子晶体专题3 微粒间作用力与物质性质共价键1.定义：2.成键本质：原子间通过共用电子对所形成的的化学键。共用电子对知识回顾3.成键元素：非金属元素之间以及少数金属与非金属元素（如AlCl3）之间4.存在共价键的物质：非金属单质 共价化合物 离子化合物a、电子式：b、结构式 ：5、共价键的表示方法 H-H O=O N N 6、共价键表示分子的形成过程2H+ OH OH问题探究一1、两个原子为什么要成键？2、是否所有的非金属单质中都存在共价键？3、 两个氢原子一定能形成氢气分子吗？降低体系能量， 由不稳定趋于稳定稀有气体中没有能量E0核间距E0为两个远离的氢原子的能量之和+两个

2、核外电子自旋方向相同的氢原子靠近的模拟动画+能量E0核间距E0为两个远离的氢原子的能量之和E1=-436kJ/molr=74pm两个核外电子自旋方向相反的氢原子靠近的模拟动画思考1：从两个模拟动画中可以得出什么结论？能量E0核间距E0为两个远离的氢原子的能量之和E1=-436kJ/molr=74pm思考2：由此可知共价键形成的本质是什么？思考3：你认为可把图中的r=74pm和E1=436kJ/mol 定义为什么比较恰当？思考4：当两个自旋相反的氢原子的1s轨道最大重叠成键后，能否再与另一个氢原子成键，为什么？2s22px22py22pz1F原子1s1H原子思考1：当F原子与H原子成键后，F原子

3、能否再与其它氢原子形成共价键？思考2：比较离子键成键特点，总结共价键的成键特点。共价键有方向性和饱和性讨论：HF分子中共价键是怎样形成的？一、共价键1.定义：原子间通过共用电子对所形成的化学键2.本质：原子轨道重叠，自旋相反的未成对电子形成电子对，原子核间电子密度增加，体系能量降低。3.共价键的特点：饱和性和方向性4.共价键的键参数 P49（1）键长：（2）键能：两原子核间的平均间距1mol气态AB分子生成气态A原子和B原子过程中吸收的能量5. 键强度量度：定量可用键能定性可用键长引申到原子半径（1）写出氮原子的轨道表示式（2）写出N2分子的电子式和结构式（3）分析氮分子中氮原子的原子轨道是如

4、何形成共价键的？2px2py2pz2px2py2pz2sN2sN2p交流与讨论2s22px12py12pz1N原子2s22px12py12pz1N原子键键键键：“头碰头”键：“肩并肩”NN键键键二、共价键的类型1、按轨道重叠方式分键：有s-s s-p p-p等键：p-p s-s(键)键电子云1s1 1s13p1ss-p(键) 键电子云3p3pp-p(键)键电子云ppp-p(键)键电子云s-s(键)p-p (键)s-p (键)pz-pz (键)py-py (键)回忆乙烯、乙炔与溴发生加成反应的反应方程式。并思考：在乙烯、乙炔和溴发生的加成反应中，乙烯、乙炔分子断裂什么类型的共价键？为什么？都断键

5、，因为形成键时电子云重叠程度要比形成键时大得多，所以，碳原子与碳原子之间形成的键比键牢固，在化学反应中，键易断裂问题解决苯分子中的共价键请看课本P46P47的相应内容。 拓展视野2.按共用电子对是否偏 移的方式分极性共价键非极性共价键练习：完成教材p47交流与讨论HHHClClCl思考：判断H2、Cl2 、HCl 、H2O分子中共用电子对是否发生偏移，若偏移判断偏移方向HOH不偏移不偏移偏向氯偏向氧0000+1-1+1-2+1成键原子电负性相差越大，共价键的极性越大NH3 + H+ = NH4+形成配位键配位键由一个原子提供一对电子（ ）与另一个接受（ ）电子对的原子形成共价键，这样的共价键称

6、为配位键孤对电子有空轨道(2)表示方法用箭头“”指向接受孤对电子对的原子 HH N H+ H(1)定义已知水电离成为氢氧根离子和水合氢离子，试写出阳离子的结构式 . HH O + H二、共价键的分类1、按轨道重叠方式分键：有s-s s-p p-p等键：p-p 2、按共用电子对是否偏移的方式分极性共价键非极性共价键3、按共用电子的方式分一般共价键配位键三、共价键的键能与化学反应的反应热 共价键的键能用来衡量共价键牢固程度，共价键键能越大表示该共价键越牢固，即越不容易被破坏。1.共价键的键能： 在101kPa、298K条件下，1mol气态AB分子生成气态A原子和气态B原子的过程所吸收的能量，称为A

7、B间共价键的键能。2.键长：成键两原子间的平均间距。3.共价键键能与键长的关系：请认真分析P49 表3-5。结论： 键长越短，键能越大，共价键越稳定。 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。4.键能与反应过程中能量变化的关系 问题解决N2O2NO+吸收能量946KJ/mol吸收能量498KJ/mol放出能量2632KJ/molP49 旧键断裂所吸收的总能量大于新键形成所放出的总能量，即反应物的键能总和生成物的键能总和，则此反应为吸热反应。Cl2H2HCl+吸收能量 243KJ/mol吸收能量436KJ/mol放出能量2431KJ

8、/mol 旧键断裂所吸收的总能量小于新键形成所放出的总能量，即反应物的键能总和生成物的键能总和，此反应为放热反应。H =反应物的键能总和生成物的键能总和 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。提醒：H =生成物的总能量反应物的总能量 （正好与上面相反）H0，放热反应；H0，吸热反应。问题解决 (2)H=2 436kJ/mol+498kJ/mol22463kJ/mol =482kJ/mol.(1)H = 946kJ/mol+3436kJ/mol23393kJ/mol = 104kJ/molP502.H-X的键能分别是： HF = 567kj/mol HCl = 431kj/

9、molHBr = 366kj/mol HI = 298kj/mol结论：键能越大，分子的稳定性越强。1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。2物理性质(1)熔点和沸点很高。(2)硬度很大(金刚石是天然存在的最硬的物质)。四、原子晶体 3. 常见的原子晶体：金刚石、晶体硅、碳化硅（金刚砂）、二氧化硅、氮化硼（BN）晶体硼(B)、晶体锗(Ge)等。4典型原子晶体结构分析 (1)金刚石： 图甲为金刚石的立体结构图，从其空间网状结构中截取出一个立方体就是金刚石的晶胞(图乙)，该晶胞为面心立方结构，碳原子位于立方体的八个顶点、六个面心以及晶胞内部还有四个碳原子，该晶胞中实际含有的碳

10、原子数为8。由图还可看出，在金刚石晶体中每个C原子与4个C原子紧邻成键，由5个C原子形成正四面体结构单元，CC键的夹角为10928。晶体中的最小环为六元环，为空间六边形，每个C原子被12个六元环共有。晶体中每个碳原子参与了4个CC键的形成，而每个CC键为两个碳原子共有，故C原子数与CC键数之比为12。 (2)二氧化硅晶体： SiO2晶体可看成是晶体硅(结构类似于金刚石)中的每个SiSi键中插入一个氧原子而形成的，每个Si原子与4个O原子紧邻成键，每个O原子与2个Si原子紧邻成键，晶体中Si原子数与O原子数之比为12，Si原子与SiO键数目之比为14。晶体中的最小环为十二元环，其中有6个Si原子

11、和6个O原子。问题解决2 （1）观察金刚石晶胞，判断碳原子的成键情况及每个晶胞中所含碳原子数（2）推测同为原子晶体的晶体硅和碳化硅SiC的晶胞是怎样的？（3）比较三种原子晶体的熔点和硬度的高低，说明理由？金刚石晶体硅碳化硅原子晶体键能/kJmol键长/pm熔点/硬度金刚石（CC）348154355010晶体硅（SiSi）34823414157碳化硅（CSi）34818426009问题解决：对照三种原子晶体的键长、键能数据，体会影响原子晶体熔点和硬度大小的因素 结论： 对于结构相似得得原子晶体而言，共价键的键长越短，键能就越大，晶体的熔点越高，硬度越大。例、如右图所示，在石墨晶体的层状结构中，每一个最小的碳环完全拥有碳原子数为_，每个C拥有CC数为_石墨中CC夹角为120， CC键长为 1.421010 m层间距 3.35 1010 m23知识拓展石墨P51 整理与归纳化学键成键本质键的方向性和饱和性影响键强弱的因素金属键金属离子和自由电子间的静电作用没有方向性和饱和性金属原子半径和价电子数离子键阴阳离子间的静电作用没有方向性和饱和性离子半径和离子电荷数共价键成键原子轨道的