高二化学-共价键-课件

第二章分子结构和性质第一节共价键复习回忆分子中相邻原子之间是靠什么作用而结合在一起？什么是化学键？什么是离子键和共价键？化学键：分子中相邻原子之间强烈的相互作用。离子键：阴、阳离子间通过静电作用形成的化学键。定义：原子间通过共用电子对作用形成的化学键一、共价键

（电子云的重叠）

（1）电子配对原理

（2）最大重叠原理两原子各自提供1个自旋方向相反的电子彼此配对。两个原子轨道重叠部分越大，两核间电子的概率密度越大，形成的共价键越牢固，分子越稳定。1、共价键的形成条件2、共价键的形成本质重叠相反未成对共用电子对增加降低

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

。你能用电子式表示H2、HCl、Cl2分子的形成过程吗？为什么不可能有H3、H2Cl、Cl3分子的形成？3、共价键的特征（1）具有饱和性在成键过程中,每种元素的原子有几个未成对电子通常就只能形成几个共价键形成的共价键数

未成对电子数（2）具有方向性

两个参与成键的原子轨道总是尽可能沿着电子出现机会最大的方向重叠成键。（s与s轨道重叠时无方向性）①σ键:沿轴方向“头碰头”重叠相互靠拢H·+H·H:Hs轨道—s轨道（1）σ键和π键（按重叠方向分）4、共价键类型HHHH氢原子形成氢分子的电子云描述s-sσ键形成σ键的电子称为σ电子轴对称HClH－Clp-pσ键的形成s-pσ键的形成ClClClClCl·+·Cl

Cl

Cl··························H·+·Cl

HCl··············σ键的特征：轴对称

强度大不易断裂①σ键：沿轴方向“头碰头”重叠（1）σ键和π键（按重叠方向分）4、共价键类型σ键的类型S-Sσ键S-Pσ键P-Pσ键（2）π键：平行方向“肩并肩”重叠π键特征：镜面对称强度不大，易断裂形成π键的电子称为π电子p-pπ键的形成zzyyxσNNπzπy氮分子中原子轨道重叠方式示意图N2中p-pσ键和p-pπ键的形成过程N2N≡N分子结构π键的类型pz—pz

(π键)py—py

(π键)由原子轨道相互重叠形成的σ键和π键总称价键轨道小结项键目型σ键π键成键方向成键特征牢固程度成键判断规律沿轴方向“头碰头”平行方向“肩并肩”轴对称镜像对称强度大，不易断裂强度较小，易断裂共价单键是σ键;共价双键中一个是σ键,另一个是π键，共价三键中一个是σ键，另两个为π键。CH3－CH3分子结构乙烯分子中原子轨道重叠方式示意图CH2＝CH2分子结构乙炔分子中轨道重叠方式示意图CH≡CH分子结构有机物中的共价键1、C–H是σ键。2、C—C是σ键。3、C=C一个σ键，一个π键。4、C≡Ｃ一个σ键，两个π键。乙烯、乙炔分子中C-Cσ键比较稳定不容易断裂，π键比较容易断裂。乙烷：

个σ键；乙烯：

个σ键

个π键；乙炔：

个σ键

个π键75132请指出乙烷、乙烯、乙炔分子中存在哪些类型的共价键，分别有几个σ键，几个π键？1.σ键的常见类型有(1)s-s,(2)s-px,(3)px-px，请指出下列分子σ键所属类型:A.HFB.NH3

C.F2

D.H2

s-pxs-pxpx-pxs-s练习2.下列化合物分子中一定既含σ键又含π键的是

A．N2B．CO2

C．C2H4OD．H2O2733、4.下列不属于共价键的成键因素的是()

Ａ.共用电子对在两核间高频率出现Ｂ.共用的电子必须配对Ｃ.成键后体系能量降低，趋于稳定Ｄ.两原子核体积大小要适中Ｄ5.下列说法正确的是（）A、有共价键的化合物一定是共价化合物B、分子中只有共价键的化合物一定是共价化合物C、由共价键形成的分子一定是共价化合物D、只有非金属原子间才能形成共价键

BB.C6.下列微粒中原子最外层电子数均为8的是()A.PCl5B.NF3C.CO2D.BF37.下列分子中含有非极性键的共价化合物是F2B.C2H2C.Na2O2

D.NH3E.C2H6F.H2O2G.CO2B.E.F8.关于乙醇分子的说法正确的是（）

A.分子中共含有8个极性键

B.分子中不含非极性键

C.分子中只含σ键

D.分子中含有1个π键C9.下列分子中不含有π键的是()A.Na2O2B.CaC2C.F2D.C6H6E.氯乙烯

A.C10.下列物质分子中无π键的是（）

A.N2B.O2C.Cl2D.C2H4C11.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CD4、共价键类型（1）σ键和π键（按重叠方向分）（2）极性键和非极性键（按共用电子对是否偏移分）（3）普通共价键和配位键（按共用电子对来源分）

NH3+HCl=NH4Cl

NH3+H+=NH4+

氨分子中各原子均达稳定结构，为什么还能与氢离子结合？

﹕HN

﹕﹕

﹕H

HH+

氮原子有孤对电子，氢离子有空轨道。＋→

﹕HNH

﹕﹕

﹕H

H＋或H－N

→HH

H＋

共用电子对全部由氮原子提供。配位键①定义：由一个原子提供孤电子对，另一个原子提供空轨道形成的共价键称配位键。H

﹕

﹕HO

﹕﹕＋H+＋H

﹕

﹕HO

﹕﹕H

②表示：配位键用“→”表示，箭头指向接受孤电子对的原子。如：H[HNH]+H

H[HO]+H二、键参数

1.键能气态基态原子形成1mol共价键释放的最低能量(或拆开1mol共价键所吸收的能量)。【均为正值】例如H-H键的键能为436.0kJ.mol-1。键能越大，即成键时放出能量越多，化学键越稳定。2.键长形成共价键的两个原子之间的核间距。一般来说,键长越短,键能越大,共价键越稳定.3.键角分子中两个相邻共价键之间的夹角称键角。

(共价键具有方向性)键角决定分子的立体结构和分子的极性.键键能(kJ/mol)键长（pm）H-H436.074Cl-Cl242.7198Br-Br193.7228I-I152.7267N≡N946110O=O497N-H390101O-H460.296H-F568H-Cl431.8H-Br366H-I298.7思考与交流

1、发现键长，键能，和共价键稳定性的关系，2、判断HFHClHBrHI的键长相对大小，推测哪个更容易发生热分解生成相应的单质？说明分子的结构如何影响分子的化学性质。1.影响共价键键能的主要因素2．键能大小与分子稳定性的关系：对结构相似的分子，键长越短，键能越大，一般含该键的分子越稳定。（2）一般情况下，成键电子数越多，键长越短，形成的共价键越牢固，键能越大.（1）一般原子半径越小，键长越短，键能越大.小结：CO分子和N2分子的某些性质分子熔点/℃水中溶解度(室温)分子解离能(kJ/mol)分子的价电子总数CO-205.052.3mL10N2沸点/℃-210.00-190.49-195.811.6mL107594610三、等电子原理1.原子总数相同、价电子总数相同的分子（即等电子体）具有相似化学键特征，许多性质相近。此原理称为等电子原理2.应用：等电子体的性质相似，空间构型相同，可预测分子某些性质和空间构型例举常见的等电子体：SO2O3NO2-SO3NO3-CO32-N2COC22-CO2N2OCS2NH3H3O+CH4NH4+CN－AlO2-价电子总数1018SiO32-241688原子总数234345天蓝色天蓝色天蓝色无色无色无色配合物理论简介：实验2-1固体颜色溶液颜色CuSO4CuCl2.2H2OCuBr2NaClK2SO4KBr白色绿色深褐色白色白色白色思考：前三种溶液呈天蓝色大概与什么物质有关？依据是什么？CuOH2H2OH2OH2O2+★配位化合物，简称配合物，通常是由中心离子（或原子）与配位体(某些分子或阴离子)以配位键的形式结合而成的复杂离子或分子。结论：上述实验中呈深蓝色的物质叫做四水合铜离子，可表示为[Cu(H2O)4]2+。在四水合铜离子中，铜离子与水分子之间的化学键是由水分子中的O原子提供孤对电子对给予铜离子（铜离子提供空轨道），铜离子接受水分子的孤对电子形成的，这类“电子对给予—接受键”被称为配位键。CuOH2H2OH2OH2O2+新课讲述活动与探究【实验1】取5ml饱和硫酸铜溶液于试管中，向其中逐滴滴入浓氨水，振荡，观察实验现象。现象：

先生成蓝色沉淀,后沉淀溶解,溶液变为深蓝色【实验2】取5%的氯化铜溶液、硝酸铜溶液各2mL,进行如上实验，观察现象。现象：

先生成蓝色沉淀,后沉淀溶解,溶液变为深蓝色【实验3】实验1的溶液中加入NaOH溶液，振荡，观察是否有沉淀产生。

活动与探究现象：

无蓝色沉淀生成【实验4】向实验1的溶液中加入BaCl2溶液，振荡，观察。并分析原理。

现象：

有白色沉淀生成原理：

Ba2++SO42-=BaSO4↓实验结论:硫酸铜溶液中加入浓氨水生成了一种复杂离子—[Cu(NH3)4]2+

讨论与结论实验说明了什么?2+CuNH3H3NNH3NH3实验2-2已知氢氧化铜与足量氨水反应后溶解是因为生成[Cu(NH3)4]2+

，其结构简式为：试写出实验中发生的两个反应的离子方程式？Cu

2++2NH3

.H2OCu（OH）2+2NH4+

Cu（OH）2+

4NH3

.H2O[Cu(NH3)4]2++2OH—+4H2O蓝色沉淀深蓝色溶液或Cu

2++4NH3

.H2O[Cu(NH3)4]2+

+

2OH-实验2-3Fe3++SCN—

[Fe(SCN)]2+

硫氰酸根血红色由于该离子的颜色极似血液，常被用于电影特技和魔术表演。练习书写：向硝酸银溶液中逐渐滴加氨水的离子方程式通常把金属离子（或原子）与某些分子或离子(称为配体)以配位键结合形成的化合物称为配位化合物，简称配合物配合物理论简介配合物的组成新课讲述配位体中心体配位数

[Zn

(NH3)4

]SO4外界内界

1.中心离子或原子(也称形成体)有空轨道

主要是一些过渡金属，如铁、钴、镍、铜、银、金、铂等金属元素的离子；

或是具有高氧化数的非金属元素，硼，硅、磷等，如Na[BF4]中的B(Ⅲ)、K2[SiF6]中的Si(Ⅳ)和NH4[PF6]中的P(Ⅴ)；

或是不带电荷的中性原子，如[Ni(CO)4],[Fe(CO)5]中的Ni,Fe都是中性原子，

碱金属、碱土金属等可作为螯合物的形成体。

[Cu(NH3)4]SO4中，NH3是配位体，N为配位原子。2.

配位体和配位原子有孤对电子a.单齿配位体(一个配位体中只有一个配位原子)含氮配位体NH3,NCS-;含硫配位体SCN-;含卤素配位体F-,Cl-,

Br-,

I-;含碳配位体CN-,CO含氧配位体H2O,OH-，羧酸，醇，醚等b.多齿配位体(有两个或两个以上的配位原子)

乙二胺NH2一CH2一CH2一NH2简写为en，乙二胺四乙酸根（EDTA）等。

3．配位数与中心离子直接以配位键结合的配位原子个数。例：[AlF6]3-

配位数6、[Cu(NH3)4]SO4配位数4、

[Co(NH3)2(en)2](NO3)3配位数6*中心离子的电荷高，对配位体的吸引力较强，有利于形成配位数较高的配合物。

常见的配位数与中心离子的电荷数有如下的关系：中心离子的电荷：+1+2+3+4

常见的配位数：24(或6)6(或4)6(或8)*中心离子半径越大，其周围可容纳配体就越多，配位数越大。[AlF6]3-[AlCl4]-[BF4]-[AgI2]-[AgI4]2-

从这些配离子你看出配位数有什么规律？配位数的大小主要决定于中心离子的性质大小、电荷数的多少，配体大小有关

4.配离子的电荷配离子的电荷等于中心离子电荷与配位体总电荷的代数和。如K2[PtCl4]

配合物的盐与复盐的比较

复盐,能电离出两种或两种以上阳离子的盐如明矾KAl(SO4)2·12H2O、光卤石KCl·MgCl2·6H2O等，仅在固态时稳定存在，一旦溶于水，几乎全部解离成各组分离子：

KAl(SO4)2·12H2O(溶于水)→K++Al3++2SO42-+12H2OKCl·MgCl2·6H2O(溶于水)→K++Mg2++3Cl-+6H2O

配合物盐，是在配合物的溶液或晶体中，十分明确地存在着含有配位键的、能独立存在的复杂组成的离子：

[Cu(NH3)4]SO4·H2O→[Cu(NH3)4]2++SO42-+H2O形成配合物时性质的改变1、颜色的改变Fe3++nNCS-==[Fe(NCS)n](n-3)-2、溶解度的改变：AgCl＋HCl

＝[AgCl2]-+H+AgCl+2NH3==[Ag(NH3)2]++Cl-Au+HNO3+4HCl==H[AuCl4]+NO+2H2O3Pt+4HNO3+18HCl=3H2[PtCl6]+4NO+8H2O例题一：下列分子或离子中都存在着配位键的是()A．NH3、H2OB．NH4+

、H3O+

C．N2、HClOD．[Cu(NH3)4]2+

、PCI3B例题二：下列各种说法中错误的是（）A、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现有两种配合物晶体[Co(NH3)6]Cl3和[Co(NH3)5Cl]Cl2，一种为橙黄色，另一种为紫红色。请设计实验方案将这两种配合物区别开来。（提示：先写出两者的电离方程式进行比较）练习小结：

极性键单键双键三键（1）按成键方式分（2）按共用电子对有无偏移分（3）按两原子间的共用电子对的数目分2．一种特殊的共价键--配位键σ键：头碰头重叠π键：肩并肩重叠非极性键（1）定义：1.共价键的类型（3）配位键的存在（2）配位键的成键条件非极性键、极性键与配位键的比较共价键键型特点形成条件示例非极性键极性键配位键共用电子对不发生偏移共用电子对偏向一方原子共用电子对由一方提供相同非金属元素原子的电子配对成键不同非金属元素原子的电子配对成键一方原子有孤电子对，另一方原子有价层空轨道H2HClNH4+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。

H[HO]+H

练习例5（08苏21/选/结构）已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数A＜B＜C＜D＜E。其中A、B、C是同一周期的非金属元素。化合物DC的晶体为离子晶体，D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构。AC2为非极性分子。B、C的氢化物的沸点比它们同族相邻周期元素氢化物的沸点高。E的原子序数为24，ECl3能与B、C的氢化物形成六配位的配合物，且两种配体的物质的量之比为2∶1，三个氯离子位于外界。请根据以上情况，回答下列问题（A-E用所对应元素符号表示）：（1）A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为

。（2）B的氢化物的分子空间构型是

。其中心原子采取

杂化。（3）写出化合物AC2的电子式

；一种由B、C组成的化合物与AC2互为等电子体，其化学式为

。（4）E的核外电子排布式是

，ECl3形成的配合物的化学式为

。（5）B的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液与D的单质反应时，B被还原到最低价，该反应的化学方程式是

。25．四种元素X、Y、Z、W位于元素周期表的前四周期，已知它们的核电荷数依次增加，且核电荷数之和为51；Y原子的L层