物质结构共价键

物质结构共价键第1页，课件共28页，创作于2023年2月(2).为什么H原子和Cl原子结合形成HCl分子时H:Cl原子个数比为1:1？而H和O原子结合形成H2O分子时原子个数比为2:1？(而不是HCl2和H3O2)共价键(1).H原子为什么会和O原子Cl原子结合形成稳定的H2O、HCl分子？(3).为什么原子间可以通过共用电子对形成稳定的分子？(4).共价键究竟是怎样形成的，其特征又是怎样的呢？第2页，课件共28页，创作于2023年2月

电子云在两个原子核间重叠，电子在两核间出现的概率增大，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带负电的桥梁，把带正电的两个原子核“黏结”在一起了，它们同时受到两个原子核的吸引，导致体系的能量降低，形成了化学键。1、共价键的形成及本质一、共价键(1).共价键：原子间通过共用电子对形成的化学键。(2).共价键的本质：在两个原子核之间的电子与原子核之间的电性作用是共价键的本质。第3页，课件共28页，创作于2023年2月H原子1s轨道上有一个未成对电子、Cl原子3p轨道上也有一个未成对电子，因而它们以自旋相反配对形成HCl分子,即原子个数比为1:1;两个Cl原子间只能各以3p轨道上的一个电子自旋相反配对形成Cl2分子；类推：氧原子有2个未成对的2p电子，因此1个O原子能与2个H原子共用两对电子形成化学键生成H2O分子。第4页，课件共28页，创作于2023年2月(3).共价键的表示和分类练习1：试写出下列分子的结构式：CS2、H2S、P4。练习2：下列分子中只含共价单键的是()A.NH3B.N2C.CO2D.C2H5OHE.CH3COOH用一条短线“—”表示一对共用电子所形成的共价键(单键)。如:H2和HCl及H2O分子分别表示为:H-H,H-Cl;H-O-H。类推：用“=”“”分别表示原子间共用2对和3对电子形成的双键和叁键。共价键可分为单键、双键和叁键。如：CO2和HCN分子:O=C=O;H-CN。结构式：用短线来表示的分子中的共价键的式子叫结构式。电子式：用小黑点或小圆圈来表示化学键的式子叫电子式。第5页，课件共28页，创作于2023年2月(5).形成共价键的条件

通常，电负性相同或电负性相差较小的元素原子之间形成的化学键为共价键。

（通常是非金属元素之间,但也可是金属与非金属元素之间）如:H与X、N、O、C原子之间都能形成共价键。(6).共价化合物：仅含共价键的化合物。酸、非金属氧化物、气态氢化物、有机物都是共价化合物。练习5：下列那些化合物是通过共价键形成的化合物（）

A.MgCl2B.KIC.CCl4D.HF练习6：下列物质属于共价化合物的是()

A.NH4HCO3B.C60C.H2SO4DHFE.C2H5OH第6页，课件共28页，创作于2023年2月(7).共价键的存在：共价键可存在于单质和化合物分子中，也可存在于离子化合物中。练习7:下列化合物中只含共价键的是()

A.HNO3BNH4ClCCl2DAlF3EN2O3练习8:下列化合物中不含共价键的是()

A.NaNO3BNH4ClCKOHDNa2OENa2O2练习9:下列化合物中既有共价键又有离子键的是()

A.HNO3BNH4HCO3CNaOHDNa2OENa2O2第7页，课件共28页，创作于2023年2月电子配对原理最大重叠原理两原子各自提供一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。。共价键理论的要点2.共价键的特征思考：为什么H2S分子中原子个数比为2:1,为什么H2S分子是V字形分子？为什么两个键的夹角约为900?第8页，课件共28页，创作于2023年2月a.共价键的饱和性:一个原子有几个未成对电子，便可和几个自旋相反的电子配对成键，这就共价键的“饱和性”。

H原子1s轨道上有一个未成对电子、Cl原子3p轨道上也有一个未成对电子，因而它们以自旋相反配对形成HCl分子,即原子个数比为1:1,HCl分子中只有一个H-Cl单键;

b.共价键的饱和性这一特征决定了原子形成分子时原子的数量关系和每个原子形成共价键的总数.

练习1：试用原子结构知识和共价键的饱和性解释NH3、H2S的成键情况？硫原子有2个未成对的3p电子，因此1个硫原子能与2个H原子共用两对电子形成化学键生成H2S分子。硫化氢分子中有两个S-H单键.(1).共价键特征之一------共价键的饱和性第9页，课件共28页，创作于2023年2月(2).共价键特征之二------共价键的方向性以HCl成键为例说明形成H-Cl键的方向。表示H原子的1s轨道表示Cl的成单3px轨道

H原子的1s轨道电子云沿着Cl原子p轨道的x轴方向成键，s和p两个原子轨道电子云重叠部分最大，两核间电子的概率密度最大，形成的共价键才最牢固，分子最稳定。说明形成共价键是有方向性的，这是共价键的第2个重要特征。

a.共价键的方向性：在形成共价键时，共价键将尽可能沿着电子概率出现最大的方向重叠成键，这就是共价键的方向性。有效成键XZ第10页，课件共28页，创作于2023年2月XZ以H2S为例说明共价键的方向性。表示H原子的1s轨道表示S的两个3p轨道即3px和3pz

一个H原子的1s轨道电子云沿着硫原子p轨道的X轴方向成键，另一个H原子的1s轨道电子云沿着硫原子p轨道的Z轴方向成键，形成了V字型的H-S-H分子。由于硫原子3px与3pz互相垂直，所以两个键的键角约为900。有效成键HHSXZ有效成键H2S是V字形分子第11页，课件共28页，创作于2023年2月3.σ键与π键b.共价键的方向性的特征决定了分子的立体构型。练习2：试用共价键和原子结构等知识解释NH3和H2O的成键和分子的空间结构。我们已经知道HCl、H2O、NH3的成键情况。N原子构成N2分子的结构是怎样的呢？为什么N2非常稳定,不易参加好象反应？第12页，课件共28页，创作于2023年2月相互靠拢(a).s-sσ键的形成(1).σ键的形成和分类σ键：原子轨道中的电子云以“头碰头”的方式相互重叠形成的共价键。s-sσ键:两个s轨道的电子云以“头碰头”的方式相互重叠形成的共价键叫s-sσ键。H2分子中有一个s-sσ键。第13页，课件共28页，创作于2023年2月(b).s-pσ键的形成未成对电子的电子云相互靠拢电子云相互重叠s-pσ键：一个s轨道的电子云和一个p轨道的电子云以“头碰头”的方式相互重叠形成的共价键叫s-pσ键。一般是H原子与其它元素的原子形成的σ键属于s-pσ键。第14页，课件共28页，创作于2023年2月未成对电子的电子云相互靠拢电子云相互重叠(c)、p-pσ键的形成p-pσ键：原子的一个p轨道的电子云和另一个原子的一个p轨道的电子云以“头碰头”的方式相互重叠形成的共价键叫p-pσ键。练习3：试分析NH3、CCl4、CH3CH2OH分子中σ键的个数和σ键的种类。第15页，课件共28页，创作于2023年2月(2).π键的形成两个原子的P轨道电子云相互接近电子云重叠π键的电子云π键一般存在于C=C键、C=O键、CC键、CN键、NN键、苯环等中。π键：2个p轨道的电子云以”肩并肩”方式相互重叠形成的共价键。σ

键与π键两种共价键谁更稳定？为什么？σ

键比π键更稳定。因为“头碰头”比“肩并肩”轨道重叠得更多，共价键更牢固。第16页，课件共28页，创作于2023年2月项键目型σ键π键成键方式电子云形状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。σ键和π键的比较第17页，课件共28页，创作于2023年2月思考1.已知氮分子的共价键是三键，分析叁键是由什么键组成？是怎样形成这些共价键的？你能通过画图来描述吗？练习4：下列分子中含有π键的是()A.CF4B.CH3CH3C.C2H2D.CH3OCH3练习5：下列分子中含有两个π键的是()A.CO2B.CH3CHOC.C2H6D.N2

结合氮分子的化学键了解N2非常稳定,不易参加好象反应的原因。采取什么措施可改变传统的合成氨工艺？第18页，课件共28页，创作于2023年2月思考2.乙烷、乙烯和乙炔分子中的共价键分别有几个σ键和几个π键组成？乙烷分子中由7个σ键组成；乙烯分子中由5个σ键和1个π键组成；乙烯分子中由3个σ键和2个π键组成。练习：下列共价分子中的化学键没有方向性的是

A.HClBH2OCCl2DH2第19页，课件共28页，创作于2023年2月练习.关于乙烯可使溴水褪色，这时发生加成反应是指（）A.破坏了分子中p-pσ键B.破坏了分子中s-pσ键

C破坏了分子中1个π键D.破坏了分子中2个π键练习:73第20页，课件共28页，创作于2023年2月Na+[Cl]-+Na

ClHH+HHHH(结构式)极性键:共用电子对偏向吸引电子能力较强的原子或由不同种元素的原子形成的共价键。4、极性键和非极性键或由同种元素的原子形成的共价键。H+ClHClHCl非极性键:共用电子对不偏向任何原子的共价键。练习：下列分子中共价键的极性最强的是（）

A.H2OBNH3CHFDHCl第21页，课件共28页，创作于2023年2月练习：下列分子中既含有极性键又含非极性键的是()

A.H2OBH2O2CCH4DCH3CH2CH3二、键参数HCl与HI的分子结构非常相似，但表现的稳定性却大不一致，HCl>HI,在1000℃时，HCl只有0.001%分解率，而HI的分解率高达33%。这是为什么？键参数：指键长、键能、键角等表示化学键的物理量。第22页，课件共28页，创作于2023年2月H+H1、键能HH+436KJ键能越大—化学键越牢固—分子越稳定。（1）.键能:指在101.3kPa、298K条件下，拆开1molAB(g)分子中的化学键，使其生成气态A原子和气态B原子所吸收的能量。H2(g)2H(g)E=436kJ/molCl2(g)2Cl(g)E=243kJ/molHCl(g)Cl(g)+H(g)E=431kJ.molN2(g)2N(g)E=945kJ/molC=O(g)C(g)+O(g)E=745kJ/mol（2).键能的大小表示化学键的强弱。练习：下列分子最稳定的是()A.HIB.HBrCHFD.HCl第23页，课件共28页，创作于2023年2月

例：已知：H2的键能为436kJ/mol,Cl2的键能为243kJ/mol,HCl的键能为431kJ/mol,试求：H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的焓变△H为多少？

焓变与键能的关系式：

△H=Σ(反应物)键能-Σ(产物)键能

=(436kJ/mol+243kJ/mol)-2×431kJ/mol

=-184.6kJ/mol（即放热184.6kJ/mol）(3).焓变△H与键能的关系：

练习3：已知：H2的键能为436kJ/mol,N2的键能为945.8kJ/mol,N-H的键能为391.0kJ/mol,试求：合成氨反应的反应热△H