第一节 共价键21.ppt

1、第二章 分子结构与性质 第一节 共价键,自然界中美丽的雪花,雪花的外部结构,水分子间的整齐排列,水分子模型,分子之间通过分子 间作用力结合,氢氧原子间通过共价键结合,分子之间通过什么 作用结合？,氢氧原子间通过什么作用结合？,1、化学键,相邻的原子之间的强烈的相互作用。,2、化学键的种类,离子键：,阴 阳离子结合成化合物的静电作用。,共价键：,原子之间通过共用电子对所形成的相互作用。,判断依据：活泼的金属元素和活泼非金属元素，或者带正、负电荷的原子团之间形成离子键；非金属元素之间形成共价键。,两种成键元素间的电负性差值1.7,它们之间通常形成离子键;反之,形成的共价键。,知识回顾,共价键,极性

2、键：,非极性键：,共用电子对偏移,共用电子对不偏移,3、电子式,用“”或者“X”来表示原子或分子最外层电子的方法。,例如：HCl,例如：Cl2,练习：,H2 HCl Cl2,H2O,写出以下物质的电子式。,学与问,你能用电子式表示下列物质的形成过程吗？,NaOH,问题：共价键是怎样形成的呢？,一、共价键,1S,1S,互相靠拢,电子云重叠,HH共价键,氢原子形成氢分子的电子云描述,(1)键,1、共价键的形成,ClCl的p-p键的形成,HCl的s-p键的形成,键的种类： 根据形成键的轨道不同可分为 SS键、SP键、PP键等。,键的特征： 电子云为轴对称，即是以形成化学键的两个原子核的连线为轴作旋转

3、操作， 键电子云的图形不变。,s-s、s-px 和px-px 轨道重叠,(2)键,互相靠拢,电子云重叠,键的电子云,键的特征： (1)电子云为镜像，即是每个键的电子云由两块组成，分别位于由两个原子核构成的平面的两侧。,(2)不稳定,容易断裂。,键,键的种类： 根据形成键的轨道不同可分为 PP键、Pd键、dd键等等。,小结：共价键按电子云重叠方式分为：,键, 头碰头,键, 肩并肩,共价单键都是键,键比键重叠程度更大,1、共价键的形成条件,共价键,未成对,重叠,2、共价键的本质,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 。,重叠,相反,未成对

4、,共用电子对,增加,降低,3、形成共价键应遵循的原则：,(1)电子配对原理,(2)最大重叠原理,两原子各自提供1个 的电子彼此配对。,自旋方向相反,两个原子轨道重叠部分越 ，形成的共价键越 ，分越 。,大,牢固,稳定,4、共价键的特征,按照共价键的共用电子对理论，一个原子有几个 ，便可和几个 配对成键，这就共价键的“饱和性”。 H 、Cl原子都只有 ，因而只能形成H2、HCl、Cl2分子，不能形成H3、H2Cl、Cl3分子。,（1）具有饱和性,未成对电子,自旋相反的电子,一个未成对电子,决定分子组成,（2）具有方向性,p,决定分子立体结构,共价单键是键；共价双键是一个是键，另一个是键；共价三键

5、是一个是键，另两个是键。,小结：比较键和键,在形成共价键时，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，而且原子轨道重叠越多，电子在两核间出现的机会越多，体系的能量下降也就越多，形成的共价键越牢固。因此，一个原子与周围的原子形成的共价键就表现出方向性（ s 轨道与 s 轨道重叠形成的共价键无方向性，例外）。,1.氮分子中原子轨道重叠方式如何？,科学探究,2.钠和氯通过得失电子同样也是形成电子对,为什么这对电子不被钠原子和氯原子共用形成共价键而形成离子键呢?你能从原子的电负性差别来理解吗?讨论后请填写表2-2：,0.9 3.0,2.1 3.0,2.5 3.5,2.1,0.

6、9,1.0,离子,共价,有机物中的共价键,1、C H 是键。,2、CC 是键。,3、C=C 一个键，一个键。,4、C 一个键，两个键。,乙烯、乙炔分子中C-C 键比较稳定不容易断裂， 键比较容易断裂。,乙烷： 个键；乙烯： 个键 个键；乙炔： 个键 个键,7,5,1,3,2,练习：请指出乙烷、乙烯、乙炔分子中存在哪些类型的共价键，分别有几个键，几个键？,1、氮分子中的化学键是( ) A. 3个键 B. 1个键，2个键 C. 3个键 D. 2个键，1个键,B,反馈练习,2、下列说法中正确的是( )A. p轨道之间以“肩并肩”重叠可形成键 B. p轨道之间以“头对头”重叠可形成键 C. s和p轨道

7、以“头对头”重叠可形成键 D. 共价键是两个原子轨道以“头对头”重叠形成的,C,3、在氯化氢分子中，形成共价键的原子轨道是( )A. 氯原子的2p轨道和氢原子的1s轨道 B. 氯原子的2p轨道和氢原子的2p轨道 C. 氯原子的3p轨道和氢原子的1s轨道 D. 氯原子的3p轨道和氢原子的3p轨道,C,4、下列说法正确的是( ) A.若把H2S分子写成H3S分子，违背了共价键的饱和性 B.H3O离子的存在，说明共价键不应有饱和性 C.所有共价键都有方向性 D.两个原子轨道发生重叠后，两核间的电子不仅仅存在于两核之间，而是绕两个原子核运动,A,全部由非金属元素组成的化合物一定是共价化合物。 在气态单

8、质分子里一定有共价键。,错，如 NH4Cl 等铵盐是离子化合物,错，He、Ne等稀有气体无共价键,判断：,键的常见类型有(1)s-s, (2)s-px, (3)px-px，请指出下列分子键所属类型: A. HF B. NH3 C. F2 D. H2,s-px,s-px,px-px,s-s,课堂小结,(1)共价键的形成条件,(2)共价键的本质,(3)共价键的特征,成键原子要有未成对电子，且自旋方向相反，可通过共用电子对达各自稳定结构；,成键原子的原子轨道在空间上发生重叠 。,当成键原子相互接近时，原子轨道发生重叠 ，自旋方向相反的未成对电子形成共用电子对，两原子核间的电子云密度增加，体系能量降低

9、。,饱和性；方向性。,(4)共价键的类型,键：以形成化学键的两原子核的连线为轴作旋转操作，共价键电子云的图形不变，这种特征称为轴对称。如H-H键。,类型：ss键 、sp键、pp键等。,特点：肩并肩、两块组成、镜像对称、容易断裂。,键：由两个原子的p电子“肩并肩”重叠形成。,特点：头碰头、电子云为轴对称，键强度大，不易断裂。,(6)断共价键类型规律,共价单键是键； 共价双键中有一个是键，另一个是键； 共价三键中有一个是键，另两个是键。,(5) 价键轨道,由原子轨道相互重叠形成的键和键 。,二、键参数键能、键长和键角,1.键能：气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量。,键能越大，化学键越稳定

10、。,破坏1mol化学键形成气态基态原子所需的最低能量。,应用：计算化学反应的反应热。,某些共价键键能/kJmol-1,表2-1,思考,(1)键能是共价键强度的一种标度，键能的大小与键的强度有什么关系? (2)键能与化学反应的能量变化有什么联系?怎样利用键能的数据计算反应的热效应?,规律: 键能越大,化学键越牢固,由该键形成的分子越稳定。,练习:由下表的数据判断,下列分子的稳定性： A.Cl2, Br2, I2 B.NH3 , H2O,稳定性： Cl2Br2I2 NH3H2O,根据表2-1，计算1molH2分别跟1molCl2、1molBr2反应，分别生成2molHCl和2molHBr分子，哪个

11、反应放出的能量多？,H2 + Cl2 = 2HCl H=436.0kJmol-1 + 242.7kJmol-1-2431.8kJmol-1 = -184.9kJ,H2 + Br2 = 2HBr H=436.0kJmol-1+193.7kJmol-1-2366kJmol-1 =-102.7kJ,H为负值说明该反应为放热反应。即负值越大，放出能量越多。通过刚才计算，可知，生成2molHCl比生成2molHBr放出能量多。相反HBr分子比HCl更容易发生热分解生成相应的单质。说明稳定性比HCl差。,2、键长：形成共价键的两个原子之间的核间距。键长是衡量共价稳定性的另一个参数。,讨论：对比表2-1和表

12、2-2找出键长与键能及稳定性的关系。,某些共价键键能(kJ/mol)键长/pm (1pm=10-12m),表2-2,规律:键长越短,一般键能越大，化学键越牢固,由该键形成的分子越稳定。,练习:由下表数据判断,下列分子的稳定性 A.H2 , Cl2 B.HCl, HBr ,HI,稳定性： H2Cl2 HClHBrHI,思考与交流, N2、O2、F2跟H2的反应能力依次增强，从键能的角度应如何理解这一化学事实？ 通过上例子，你认为键长、键能对分子的化学性质有什么影响？,一般地，形成的共价键的键能越大，键长越短，共价键越稳定，含有该键的分子越稳定，化学性质越稳定。,3、键角：两个共价键之间的夹角称为

13、键角。,键角一定，表明共价键具有方向性。键角是描述分子立体结构的重要参数，分子的许多性质与键角有关。,键角决定分子的空间构型。,H2O 105,NH3 107,CO2 180,CH4 10928,观察P32页中表2-3的数据,从表中可以看出，CO分子与N2分子在许多性质上十分相似，这些相似性，可以归结为它们具有相等的价电子数，导致它们具有相似的化学结构。,表2-3 CO分子和N2分子的某些性质,三、等电子原理,原子总数相同、价电子总数相同的分子或离子，互称为等电子体。等电子体的结构相似、性质相近。,CO2和 N2O,SO2和O3,例如：,例举一些常见的等电子体：,SO2,O3,NO2-,SO3,NO3-,SiO32-,C6H6,B3N3H6,NO2,-NO2,N2,CO,C22-,CO2,N2O,CS2,NH3,H3O+,CH4,NH4+,CN,AlO2-,1、下列说法中，错误的是( ) .键长越长，化学键越牢固 .成键原子间原子轨道重叠越多，共价键越牢固 .对双原子分子来讲，键能越大，含有该键的分子越稳定 .原子间通过共用电子对所形成的化学键叫共价键,练习,A,2、能