化学：21共价键课件（人教版选修3）.ppt

1第一节共价键第一节共价键2学习目标学习目标1.知道共价键的主要类型知道共价键的主要类型键和键和键。键。2.能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。质。3.结合实例说明结合实例说明“等电子原理等电子原理”的应用。的应用。3课堂互动讲练课堂互动讲练课前自主学案课前自主学案知能优化训练知能优化训练第第一一节节共共价价键键4课前自主学案课前自主学案一、共价键一、共价键1概念概念原子间通过原子间通过_形成的化学键。形成的化学键。共用电子对共用电子对3类型类型(1)键键5形成形成成键原子的成键原子的s轨道或轨道或p轨道轨道“_”重叠而形成重叠而形成类类型型ss型型sp型型pp型型头碰头头碰头6特特征征以形成化学键的两原子核的以形成化学键的两原子核的_为轴作旋为轴作旋转操作，共价键电子云的图形转操作，共价键电子云的图形_，这种特征称为这种特征称为_；键的强度键的强度_连线连线不变不变轴对称轴对称较大较大7(2)键键形成形成由两个原子的由两个原子的p轨道轨道“_”重叠重叠形成形成pp 键键特征特征键的电子云具有键的电子云具有_性，即每个性，即每个键的电子云由两块组成，分别位于由键的电子云由两块组成，分别位于由_构成平面的两侧，如果以它构成平面的两侧，如果以它们之间包含原子核的平面为镜面，它们互为们之间包含原子核的平面为镜面，它们互为_；键键_旋转；不如旋转；不如键牢固，较易键牢固，较易_肩并肩肩并肩镜像对称镜像对称两原子核两原子核镜像镜像不能不能断裂断裂8思考感悟思考感悟1.所有的共价键都有方向性吗？所有的共价键都有方向性吗？【提示提示】并不是所有的共价键都有方向性，如并不是所有的共价键都有方向性，如ss 键就没有方向性。键就没有方向性。9二、键参数二、键参数键能、键长与键角键能、键长与键角概念概念作用作用键键能能_原子形成原子形成1 mol化学键化学键_的最的最低能量低能量键能越大，键越键能越大，键越_，越不易，越不易_键键长长形成共价键的两个原子之形成共价键的两个原子之间的间的_键长越短，键能键长越短，键能_，键越，键越_键键角角两个两个_之间的夹之间的夹角角表明共价键有表明共价键有_，决定分，决定分子的子的_气态基态气态基态释放释放稳定稳定被打断被打断核间距核间距共价键共价键越大越大稳定稳定方向性方向性立体构型立体构型1011思考感悟思考感悟2试从键长和键能的角度分析卤素氢化物稳定性逐试从键长和键能的角度分析卤素氢化物稳定性逐渐减弱的原因。渐减弱的原因。【提示提示】卤素原子从卤素原子从F到到I原子半径逐渐增大，分原子半径逐渐增大，分别与别与H原子形成共价键时，按原子形成共价键时，按HF、HCl、HBr、HI，键长逐渐增长，键能逐渐减小，故分子，键长逐渐增长，键能逐渐减小，故分子的稳定性逐渐减弱。的稳定性逐渐减弱。12三、等电子原理三、等电子原理1等电子原理及等电子体等电子原理及等电子体等电子原理：等电子原理：_相同、相同、_相相同的分子具有相似的同的分子具有相似的_，它们的，它们的许多性质是相近的。许多性质是相近的。满足等电子原理的分子称为等电子体。满足等电子原理的分子称为等电子体。原子总数原子总数价电子总数价电子总数化学键特征化学键特征132等电子体实例等电子体实例CO和和N2具有相同的原子总数和相同的价电子总数具有相同的原子总数和相同的价电子总数，属于等电子体，其性质对比如下：，属于等电子体，其性质对比如下：分子分子熔点熔点/沸点沸点/在水中的溶解在水中的溶解度度(室温室温)分子解离能分子解离能/kJmol1分子的价分子的价电子总数电子总数CO205.05191.492.3 mL107510N2210.00195.811.6 mL9461014思考感悟思考感悟3.根据所学知识和等电子原理，试举出几种等电根据所学知识和等电子原理，试举出几种等电子体。子体。【提示提示】H2O和和H2S，SO2和和O3，CO2和和CS2，卤素的氢化物。卤素的氢化物。15课堂互动讲练课堂互动讲练共价键的特征和类型共价键的特征和类型1共价键的特征共价键的特征(1)饱和性饱和性因为每个原子所能提供的未成对电子的数目是一定因为每个原子所能提供的未成对电子的数目是一定的，因此在共价键的形成过程中，一个原子中的一的，因此在共价键的形成过程中，一个原子中的一个未成对电子与另一个原子中的一个未成对电子配个未成对电子与另一个原子中的一个未成对电子配对成键后，一般来说就不能再与其他原子的未成对对成键后，一般来说就不能再与其他原子的未成对电子配对成键了，即每个原子所能形成共价键的总电子配对成键了，即每个原子所能形成共价键的总数或以单键连接的原子数目是一定的，所以共价键数或以单键连接的原子数目是一定的，所以共价键具有饱和性。具有饱和性。16(2)方向性方向性除除s轨道是球形对称的外，其他的原子轨道在空间轨道是球形对称的外，其他的原子轨道在空间都具有一定的分布特点。在形成共价键时，原子都具有一定的分布特点。在形成共价键时，原子轨道重叠的愈多，电子在核间出现的概率越大，轨道重叠的愈多，电子在核间出现的概率越大，所形成的共价键就越牢固，因此共价键将尽可能所形成的共价键就越牢固，因此共价键将尽可能沿着电子出现概率最大的方向形成，所以共价键沿着电子出现概率最大的方向形成，所以共价键具有方向性。具有方向性。172类型类型分类标准分类标准类型类型共用电子对数共用电子对数单键、双键、三键单键、双键、三键共用电子对的偏移程度共用电子对的偏移程度极性键、非极性键极性键、非极性键原子轨道重叠方式原子轨道重叠方式键、键、键键183.键与键与键键键类型键类型键键键键原子轨道重原子轨道重叠方式叠方式沿键轴方向沿键轴方向“头头碰头碰头”重叠重叠沿键轴方向沿键轴方向“肩并肩并肩肩”重叠重叠原子轨道重原子轨道重叠部位叠部位两原子核之间，两原子核之间，在键轴处在键轴处键轴上方和下方，键轴上方和下方，键轴处为零键轴处为零原子轨道重原子轨道重叠程度叠程度大大小小键的强度键的强度较大较大较小较小19特别提醒：特别提醒：(1)s轨道与轨道与s轨道重叠形成轨道重叠形成键时，电子键时，电子不是只在两核间运动，而是电子在两核间出现的不是只在两核间运动，而是电子在两核间出现的概率增大。概率增大。(2)因因s轨道是球形的，故轨道是球形的，故s轨道和轨道和s轨道形成轨道形成键时键时，无方向性。两个，无方向性。两个s轨道只能形成轨道只能形成键，不能形成键，不能形成键。键。(3)两个原子间可以只形成两个原子间可以只形成键，但不能只形成键，但不能只形成键键。2021【解析解析】A项项S原子的价电子构型是原子的价电子构型是3s23p4，有，有2个个未成对电子，并且分布在相互垂直的未成对电子，并且分布在相互垂直的3px和和3py轨道轨道中，当与两个中，当与两个H原子配对成键时，形成的两个共价原子配对成键时，形成的两个共价键间夹角接近键间夹角接近90，这体现了共价键的方向性，是，这体现了共价键的方向性，是由轨道的伸展方向决定的。由轨道的伸展方向决定的。B项项N2分子中有三个化分子中有三个化学键，其中有一个学键，其中有一个键、两个键、两个键。键。C项，两个原子项，两个原子形成的共价键，首先有一个形成的共价键，首先有一个键，其余为键，其余为键。键。D项项，键的重叠程度比键的重叠程度比键大，故键能键大，故键能键大于键大于键。键。【答案答案】D22【规律方法规律方法】、键存在的规律键存在的规律(1)共价单键全部是共价单键全部是键。键。(2)共价双键中，一个是共价双键中，一个是键，一个是键，一个是键。键。(3)共价三键中，一个是共价三键中，一个是键，两个是键，两个是键。键。23变式训练变式训练1关于乙醇分子的说法正确的是关于乙醇分子的说法正确的是()A分子中共含有分子中共含有8个极性键个极性键 B分子中不含非极性键分子中不含非极性键C分子中只含分子中只含键键 D分子中含有分子中含有1个个键键解析：解析：选选C。乙醇的结构式为。乙醇的结构式为 共共含有含有8个共价键，其中个共价键，其中CH、CO、OH键为键为极性键，共极性键，共7个，个，CC键为非极性键。由于全为键为非极性键。由于全为单键，故无单键，故无键。键。24键参数与分子性质键参数与分子性质1一般来讲，形成共价键的两原子半径之和越小一般来讲，形成共价键的两原子半径之和越小，共用电子对数越多，则共价键越牢固，含有该，共用电子对数越多，则共价键越牢固，含有该共价键的分子越稳定。共价键的分子越稳定。如如HF、HCl、HBr、HI中，分子的共用电子对数中，分子的共用电子对数相同相同(1对对)，因，因F、Cl、Br、I的原子半径依次增大的原子半径依次增大，故共价键牢固程度，故共价键牢固程度HFHClHBrHI，因此，稳定性，因此，稳定性HFHClHBrHI。2键长越短，往往键能越大，共价键越稳定。键长越短，往往键能越大，共价键越稳定。253键能与键长是衡量共价键稳定性的参数，键角键能与键长是衡量共价键稳定性的参数，键角是描述分子立体构型的参数。一般来说，如果知道是描述分子立体构型的参数。一般来说，如果知道分子中的键长和键角，这个分子的立体构型就确定分子中的键长和键角，这个分子的立体构型就确定了。如氨分子的了。如氨分子的HNH键角是键角是107，NH键的键的键长是键长是101 pm，就可以断定氨分子是三角锥形分子，就可以断定氨分子是三角锥形分子，如图：，如图：264FF键键长短，键能小的解释键键长短，键能小的解释氟原子的半径很小，因此其键长短，而由于键长短氟原子的半径很小，因此其键长短，而由于键长短，两氟原子形成共价键时，原子核之间的距离很近，两氟原子形成共价键时，原子核之间的距离很近，排斥力很大，因此键能不大，排斥力很大，因此键能不大，F2的稳定性差，很的稳定性差，很容易与其他物质反应。容易与其他物质反应。特别提醒：特别提醒：(1)通过键长、键角可以判断分子的立通过键长、键角可以判断分子的立体构型。体构型。(2)键长不是成键两原子半径的和，而是小于其半键长不是成键两原子半径的和，而是小于其半径的和。径的和。275键能与化学反应的能量变化关系键能与化学反应的能量变化关系(1)化学反应过程中，旧键断裂吸收的总能量大于新化学反应过程中，旧键断裂吸收的总能量大于新键形成所放出的总能量，则反应为吸热反应，吸热反键形成所放出的总能量，则反应为吸热反应，吸热反应使反应体系的能量增加，故规定反应的热量变化应使反应体系的能量增加，故规定反应的热量变化H为为“”。化学反应过程中，旧键断裂所吸收的总能量小于新键化学反应过程中，旧键断裂所吸收的总能量小于新键形成放出的总能量，则反应为放热反应，放热反应使形成放出的总能量，则反应为放热反应，放热反应使反应体系的能量降低，故规定反应的热量变化反应体系的能量降低，故规定反应的热量变化H为为“”。(2)利用键能计算反应的热量变化利用键能计算反应的热量变化(H)H反应物的键能总和生成物的键能总和。反应物的键能总和生成物的键能总和。28从实验测得不同物质中氧从实验测得不同物质中氧氧键之间的键长氧键之间的键长和键能数据如下表，其中和键能数据如下表，其中X、Y的键能数据尚未测的键能数据尚未测定，但可根据规律推导键能的大小顺序为定，但可根据规律推导键能的大小顺序为WZYX。该规律是。该规律是()29A成键时电子数越多，键能越大成键时电子数越多，键能越大B键长越长，键能越小键长越长，键能越小C成键所用的电子数越少，键能越大成键所用的电子数越少，键能越大D成键时电子对越偏移，键能越大成键时电子对越偏移，键能越大【思路点拨思路点拨】解答本题要注意以下两点：解答本题要注意以下两点：(1)键长越长键能越小。键长越长键能越小。(2)共价键的本质：自旋方向相反的未成对电子形成共价键的本质：自旋方向相反的未成对电子形成共用电子对时，原子轨道发生重叠。共用电子对时，原子轨道发生重叠。30【答案答案】B31【误区警示误区警示】(1)键能与键长反映键的强弱程度键能与键长反映键的强弱程度，键长与键角用来描述分子的立体构型。，键长与键角用来描述分子的立体构型。(2)对键能的概念把握不准，容易忽略键能概念中对键能的概念把握不准，容易忽略键能概念中的前提条件的前提条件气态基态原子。气态基态原子。32变式训练变式训练2(2011年黄冈高二检测年黄冈高二检测)能够用键能的能够用键能的大小作为主要依据来解释的是大小作为主要依据来解释的是()A常温常压下氯气呈气态而溴单质呈液态常温常压下氯气呈气态而溴单质呈液态B硝酸是挥发性酸，而硫酸、磷酸是不挥发性硝酸是挥发性酸，而硫酸、磷酸是不挥发性酸酸C稀有气体一般难发生化学反应稀有气体一般难发生化学反应D空气中氮气的化学性质比氧气稳定空气中氮气的化学性质比氧气稳定33解析：解析：选选D。共价分子构成物质的状态与分子内共价。共价分子构成物质的状态与分子内共价键的键能无关；物质的挥发性与分子内键能的大小键的键能无关；物质的挥发性与分子内键能的大小无关；稀有气体是单原子分子，无化学键，难发生无关；稀有气体是单原子分子，无化学键，难发生化学反应的原因是它们的价电子已形成稳定结构；化学反应的原因是它们的价电子已形成稳定结构；氮气比氧气稳定是由于氮气比氧气稳定是由于N2分子中形成共价键的键能分子中形成共价键的键能(946 kJ/mol)比比O2分子中共价键键能分子中共价键键能(497.3 kJ/mol)大大，在化学反应中更难于断裂。，在化学反应中更难于断裂。