《共价键》拓展课件

《共价键》目标素养1.认识原子间通过原子轨道重叠形成共价键,了解共价键具有饱和性和方向性。培养宏观辨识与微观探析的化学核心素养。2.知道根据原子轨道的重叠方式,共价键可以分为σ键和π键等类型。培养证据推理与模型认知的化学核心素养。3.知道共价键的键能、键长和键角可以用来描述键的强弱和分子的空间结构。培养宏观辨识与微观探析的化学核心素养。知识概览自主预习一、共价键1.定义:原子间通过

共用电子对

所形成的相互作用为共价键。

2.共价键的特征:上述共价键的定义表明共价键具有饱和性。3.共价键的类型。(1)σ键。(2)π键。

(3)判断σ键、π键的一般规律。共价单键为

σ

键;共价双键中有一个

σ

键、一个

π

键;共价三键由一个

σ

键和两个

π

键构成。

微思考1乙烯和乙炔的化学性质为什么比乙烷活泼呢?提示:乙烯分子中的碳碳双键和乙炔分子中的碳碳三键中分别含有1个π键和2个π键,π键的原子轨道重叠程度小,不稳定,容易断裂。而乙烷分子中没有π键,σ键稳定,不易断裂。二、键参数——键能、键长与键角1.键能。(1)键能是

气态分子

中1mol化学键解离成气态原子所

吸收

的能量。键能的单位是

kJ·mol-1

;键能通常是

298.15

K

、

101

kPa

条件下的标准值。

(2)下表中是H—X的键能数据:①若使2molH—Cl断裂为气态原子,则发生的能量变化是

吸收863.6

kJ的能量

。

②表中共价键最难断裂的是

H—F

,最易断裂的是

H—I

。

③由表中键能数据大小说明键能与分子稳定性的关系:HF、HCl、HBr、HI的键能依次

减小

,说明四种分子的稳定性依次

减弱

,即HF分子很稳定,最

难

分解,HI分子最不稳定,最

易

分解。

2.键长。(1)键长是构成化学键的两个原子的

核间距

。因此

原子半径

决定化学键的键长,

原子半径

越小,共价键的键长越短。

(2)键长与共价键的稳定性之间的关系:共价键的键长越小,往往键能越

大

,表明共价键越

稳定

。

3.键角。(1)键角是指

在多原子分子中,两个相邻共价键之间的夹角

。多原子分子的键角一定,表明共价键具有

方向

性。键角是描述分子

空间结构

的重要参数。

(2)根据分子的空间结构填写下列分子的键角:微思考2一般来说,键长越短,键能越大。但为什么F—F的键长短,键能小?提示:氟原子的半径很小,因此F—F的键长短,而由于键长短,两个氟原子形成共价键时,原子核之间的距离很近,排斥力很大,因此F—F的键能不大,F2的稳定性差,很容易与其他物质反应。预习检测1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。(1)一般来说,σ键比π键强度大,更稳定。(

)(2)CS2分子中有一个σ键和一个π键。(

)(3)N2分子中σ键与π键的个数比是2∶1。(

)(4)形成Cl2分子时,p轨道的重叠方式为

。(

)(5)键角是描述分子空间结构的重要参数。(

)√×××√(6)键长是成键两原子半径的和。(

)(7)C=C的键能等于C—C的键能的2倍。(

)(8)键长短,键能就一定大,分子就一定稳定。(

)×××2.共价键具有饱和性和方向性,下列关于共价键这两个特征的叙述中,不正确的是(

)。A.共价键的饱和性是由成键原子的未成对电子数决定的B.共价键的方向性是由成键原子的轨道的方向性决定的C.共价键的饱和性决定了分子内部原子的数量关系D.共价键的饱和性与原子轨道的重叠程度有关答案:D解析:一般地,原子的未成对电子一旦形成共用电子对成键,就不再与其他原子的未成对电子形成共用电子对成键了,故原子的未成对电子数目决定了该原子形成的共价键具有饱和性,这一饱和性也就决定了该原子成键时最多连接的原子数,故A、C两项正确。形成共价键时,原子轨道重叠的程度越大越好,为了达到原子轨道的最大重叠程度,成键的方向与原子轨道的伸展方向存在着必然的联系,故B项正确,D项错误。3.下列有关σ键和π键的说法错误的是(

)。A.含有π键的分子在反应时,π键是化学反应的积极参与者B.当原子形成分子时,首先形成σ键,可能形成π键C.有些原子在与其他原子形成分子时只能形成σ键,不能形成π键D.在分子中,化学键可能只有π键而没有σ键答案:D解析:一般来说,π键的键能小于σ键的键能,所以反应时π键易断裂,A项正确。在形成分子时为了使其能量最低,必然首先形成σ键,根据形成原子的核外电子排布来判断是否形成π键,像H、Cl原子跟其他原子只能形成σ键,B、C项正确,D项错误。4.下列有关共价键的键参数的说法不正确的是(

)。A.CH4、C2H4、CO2分子中的键角依次增大B.HF、HCl、HBr分子中的键长依次增大C.H2O、H2S、H2Se分子中的键能依次减小D.分子中共价键的键能越大,物质的熔、沸点越高答案:D解析:CH4、C2H4、CO2分子中的键角分别为109°28'、120°、180°,依次增大,A项正确。因为F、Cl、Br的原子半径依次增大,故与H形成共价键的键长依次增大,B项正确。O、S、Se的原子半径依次增大,故与H形成共价键的键长依次增大,键能依次减小,C项正确。由分子构成的物质的熔、沸点与分子间作用力有关,与共价键的键能无关,D项错误。5.(1)①H2、②Cl2、③Br2三种分子中,共价键的键长最长的是

,键能最大的是

。

(2)实验测得四种结构相似的单质分子中共价键的键长、键能的数据如下:已知D2分子的稳定性大于A2分子的稳定性,则a

(填“>”或“<”,下同)1.98,d

193;a

c,b

d。

答案:(1)③

①(2)>

>

<

>解析:(2)结构相似的单质分子中,共价键的键长越短,键能越大,分子越稳定。1.如图表示氢原子的电子云重叠示意图。以下各种说法中错误的是(

)。A.图中电子云重叠意味电子在核间出现的机会多B.氢原子核外的s电子云重叠形成共价键C.氢原子的核外电子呈云雾状,在两核间分布得密一些,将两核吸引D.氢原子之间形成σ键,s-sσ键没有方向性答案:C解析:电子云是对处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的概率密度分布的形象化描述,并不是指电子呈云雾状,图中“小点”的疏密表示电子出现概率密度的大小。2.下列不属于共价键成键因素的是(

)。A.共用电子对在两原子核之间高概率出现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.两原子体积大小要适中答案:D解析:两原子形成共价键时,原子轨道发生重叠,电子在两核之间出现的概率更大;两原子成键时原子轨道重叠越多,键越牢固,体系的能量也越低;原子的体积大小与能否形成共价键无必然联系。3.下列有关σ键的说法错误的是(

)。A.两个s轨道重叠形成的是s-sσ键B.s轨道与p轨道重叠形成s-pσ键C.p轨道和p轨道重叠不能形成σ键D.HCl分子里含有一个s-pσ键答案:C解析:p轨道与p轨道“头碰头”重叠能形成σ键,“肩并肩”重叠能形成π键,C项错误。4.NH3分子的空间结构是三角锥形结构而不是平面正三角形结构,最充分的理由是(

)。A.NH3分子内3个N—H的键长均相等B.NH3分子内3个价键的键角和键长均相等C.NH3分子内3个N—H的键长相等,键角都等于107°D.NH3分子内3个N—H的键长相等,键角都等于120°答案:C解析:若NH3分子是平面正三角形结构,3个N—H的键长相等,键角是120°;若NH3分子是三角锥形结构,3个N—H的键长相等,键角为107°,C项正确。5.(1)1个CO(NH2)2分子中含有σ键的个数为

。1mol乙醛分子中含有

σ键的数目为

个。(设NA为阿伏加德罗常数的值)

(2)已知CO和CN-与N2结构相似,CO分子内σ键与π键的个数之比为

。HCN分子内σ键与π键的数目之比为

。

(3)C、H元素形成的化合物分子中共有16个电子,该分子中σ键与π键的个数比为

。

答案:(1)7

6NA

(2)1∶2

1∶1

(3)5∶1(2)N2的结构式为N≡N,可推知CO结构式为C≡O,1个CO分子中含有1