《共价键》1课件.ppt

第二章第二章 分子结构与性质分子结构与性质第一节第一节 共价键共价键知识回顾知识回顾1、什么叫共价键？、什么叫共价键？2、你能用电子式表示、你能用电子式表示H2、HCl、Cl2分分子的形成过程吗？子的形成过程吗？3、电子云、原子轨道的概念。、电子云、原子轨道的概念。电子云是电子在原子核外空间概率密度分布电子云是电子在原子核外空间概率密度分布的形象描述的形象描述 。原子轨道是电子在原子核外的一个空间运动原子轨道是电子在原子核外的一个空间运动状态。状态。如何用电子云描述氢原子形成氢分子？如何用电子云描述氢原子形成氢分子？思考：思考：相互靠拢相互靠拢H+H H:H（1 1）键：键：原子轨道以原子轨道以 方式方式相互相互 ,导致电子在两核间出现的概率导致电子在两核间出现的概率 ,体系的能量体系的能量 ，形成的共价键。形成的共价键。1、共价键的形成、共价键的形成一、共价键一、共价键“头碰头头碰头”重叠重叠探究探究 H H2 2分子中的共价键分子中的共价键 是由两个氢原子各提供一个未成对电子是由两个氢原子各提供一个未成对电子1S1S的原子轨道重叠形成的，称为的原子轨道重叠形成的，称为S-S S-S 键。键。降低降低增大增大 s-p 键的形成键的形成 未成对电子的未成对电子的电子云相互靠拢电子云相互靠拢电子云相互重叠电子云相互重叠自主分析自主分析1 1 HClHCl分子中的共价键分子中的共价键 未成对电子的未成对电子的电子云相互靠拢电子云相互靠拢电子云相互重叠电子云相互重叠p-p 键的形成键的形成自主分析自主分析2 2 ClCl2 2分子中的共价键分子中的共价键键的特点键的特点 以以 方式形成化学键，以两方式形成化学键，以两原子核的原子核的 为轴，作为轴，作 操作，共价键电操作，共价键电子云的图形子云的图形 ，这种特征称为，这种特征称为 。连线连线旋转旋转不变不变轴对称轴对称“头碰头头碰头”未成对电子的未成对电子的电子云相互靠拢电子云相互靠拢电子云相互重叠电子云相互重叠 两个原子两个原子相互接近相互接近电子云重叠电子云重叠 由两个原子的由两个原子的p p电子以电子以 方式方式重叠形成重叠形成,导致电子在两核间出现的概率导致电子在两核间出现的概率 ,体系的体系的能量能量 ，形成的共价键。形成的共价键。“肩并肩肩并肩”（2 2）键：键：设问设问是不是分子中的共价键都是是不是分子中的共价键都是键？请键？请分析下图电子云的成键方式。分析下图电子云的成键方式。增大增大降低降低 以以 方方式式形形成成化化学学键键，电电子子云云是是由由 组组成成的的，分分别别位位于于由由两两原原子子核核构构成成平平面面的的 ，如如果果以以它它们们之之间间包包含含原原子子核核的的平平面面为为镜镜面面，它它们们互互为为 ，这这种种特特征征称称为为 。键特点键特点“肩并肩肩并肩”两块两块两侧两侧镜像镜像镜像对称镜像对称 设疑设疑氢原子与氯原子结合成氯化氢分子的原氢原子与氯原子结合成氯化氢分子的原子个数比为子个数比为1:1，而氢原子与氧原子结合成水，而氢原子与氧原子结合成水分子的原子个数比却为分子的原子个数比却为2:1，这是为什么呢？，这是为什么呢？因为每个氢原子能提供因为每个氢原子能提供 个未成对电子，氯原个未成对电子，氯原子内存在子内存在 个未成对电子，而氧原子内存在个未成对电子，而氧原子内存在 个个未成对电子，所以在共价键的形成过程中，一个氯原未成对电子，所以在共价键的形成过程中，一个氯原子的未成对电子与子的未成对电子与 个氢原子中自旋相反的未成对个氢原子中自旋相反的未成对电子配对成键，而一个氧原子的未成对电子需要电子配对成键，而一个氧原子的未成对电子需要与与 个氢原子中自旋相反的未成对电子配对成键。个氢原子中自旋相反的未成对电子配对成键。11122思考与交流思考与交流 按照共价键的共用电子对理论，按照共价键的共用电子对理论，一一个原子有几个个原子有几个 ，便可和几，便可和几个个 配对成键，这配对成键，这就共价键的就共价键的“饱和性饱和性”。2、共价键的特征、共价键的特征（1 1）具有饱和性）具有饱和性形成的共价键数形成的共价键数 未成对电子数未成对电子数未成对电子未成对电子自旋相反的电子自旋相反的电子决定分子的组成决定分子的组成XY 除除s轨道外，其它原子轨道都具有一定的空间分布。轨道外，其它原子轨道都具有一定的空间分布。在形在形成共价键时，原子轨道成共价键时，原子轨道 愈多，电子愈多，电子 愈愈大，所形成的共价键愈大，所形成的共价键愈 ，因此共价键尽可能沿，因此共价键尽可能沿着着 的方向形成，的方向形成，所以共价键具所以共价键具有方向性。有方向性。重叠重叠 在核间出现的概率在核间出现的概率 牢固牢固 电子出现概率最大电子出现概率最大（2 2）具有方向性）具有方向性p决定分子的立体构型决定分子的立体构型zzyyxNNzy科学探究科学探究1、已知氮分子的共价键是三键、已知氮分子的共价键是三键(N三三N)，你能模仿，你能模仿图图21、图、图22、图、图23，通过画图来描述吗？，通过画图来描述吗？比较比较键和键和键键 键键 键键成键方式成键方式电子云形状电子云形状 特特 点点牢固程度牢固程度判断共价键类判断共价键类型规律型规律沿轴方向沿轴方向“头碰头头碰头”平行方向平行方向“肩并肩肩并肩”轴对称轴对称镜像对称镜像对称强度大，不易断裂强度大，不易断裂 强度较小，易断裂强度较小，易断裂共价单键是共价单键是键，共价双键中一个是键，共价双键中一个是 键，另一个是键，另一个是键，共价三键中一个是键，共价三键中一个是键键，另两个为，另两个为键。键。3、价键轨道：由原子轨道、价键轨道：由原子轨道相互重叠形成的相互重叠形成的键和键和键总键总称价键轨道。称价键轨道。科学探究科学探究2.钠和氯通过得失电子同样也是形成钠和氯通过得失电子同样也是形成电子对电子对,为什么这对电子不被钠原子和氯原子共用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形成共价键而形成离子键呢?你能从原子的电负性你能从原子的电负性差别来理解吗差别来理解吗?讨论后请填写表讨论后请填写表2-2：原子原子 Na Cl H Cl C O电负性电负性电负性之电负性之 差差(绝对值绝对值)结论结论:当原子的电负性相差很大，化学反应形成当原子的电负性相差很大，化学反应形成的电子对不会被共用，形成的将是的电子对不会被共用，形成的将是_键键;而而_键是电负性相差不大的原子之间形成的化学键是电负性相差不大的原子之间形成的化学键。键。0.92.12.52.10.91.0离子离子共价共价3.03.03.5乙烷：乙烷：个个键键 乙烯：乙烯：个个键键 个个键键 乙炔：乙炔：个个键键 个个键键7 75 51 13 32 23.乙烷、乙烯和乙炔分子中的共价键分别乙烷、乙烯和乙炔分子中的共价键分别有几个有几个键和几个键和几个键组成？键组成？小结小结一、共价键一、共价键1、共价键的形成、共价键的形成 以以“头碰头头碰头”成键，呈轴对称，成键，呈轴对称，类型：类型：ssss、spsp、pppp等。等。以以“肩并肩肩并肩”成键，呈镜像对称。成键，呈镜像对称。2、共价键的特征、共价键的特征3、价键轨道、价键轨道 判断共价键类型规律判断共价键类型规律（1）键：键：（2）键：键：(1)(1)饱和性饱和性(2)(2)方向性方向性 决定分子的组成决定分子的组成决定分子的立体构型决定分子的立体构型1、氮分子中的化学键是（、氮分子中的化学键是（）A、3个个键键 B、1个个键，键，2个个键键 C、个、个键键 D、个、个键，键，1个个键键 B 反馈练习反馈练习732、3、下列说法中正确的是（、下列说法中正确的是（）A、p轨道之间以轨道之间以“肩并肩肩并肩”重叠可形成重叠可形成键键 B、p轨道之间以轨道之间以“头对头头对头”重叠可形成重叠可形成键键 C、s和和p轨道以轨道以“头对头头对头”重叠可形成重叠可形成键键 D、共价键是两个原子轨道以、共价键是两个原子轨道以“头对头头对头”重重叠形成的叠形成的C4、在氯化氢分子中，形成共价键的原子、在氯化氢分子中，形成共价键的原子轨道是（轨道是（）A、氯原子的氯原子的2p轨道和氢原子的轨道和氢原子的1s轨道轨道 B、氯原子的氯原子的2p轨道和氢原子的轨道和氢原子的2p轨道轨道 C、氯原子的、氯原子的3p轨道和氢原子的轨道和氢原子的1s轨道轨道 D、氯原子的、氯原子的3p轨道和氢原子的轨道和氢原子的3p轨道轨道C 二、键参数二、键参数键能、键长和键角键能、键长和键角1.1.键能键能 气态基态原子形成气态基态原子形成1mol1mol共价共价键释放的最低键释放的最低能量能量(或拆开或拆开1mol共价键所吸收的能量共价键所吸收的能量)，例如，例如H-HH-H键的键能为键的键能为-1-1。说明说明 键能的单位是键能的单位是kJmolkJmol-1-1形成化学键通常放出热量键能为通常取正值形成化学键通常放出热量键能为通常取正值键能越大，化学键越稳定键能越大，化学键越稳定2.2.键长键长 形成共价键的两个原子之间的核形成共价键的两个原子之间的核间的平衡距离。间的平衡距离。说明说明：键长的单位都是键长的单位都是pm=10pm=10-12-12m m键长越短往往键能就越大，共价键越稳定键长越短往往键能就越大，共价键越稳定一般而言原子半径一般而言原子半径越大，键长越大越大，键长越大3 3、键角、键角多原子分子中，两共价键之间的夹角叫做多原子分子中，两共价键之间的夹角叫做键角键角（2）常见分子的键角）常见分子的键角CO2 _ H2O _ NH3 _ CH4 _ P4 _(3)意义：意义：键角决定了分子的空间构形键角决定了分子的空间构形(4)来历：来历：共价键的方向性共价键的方向性180104.5107.31092860（1）概念：）概念：小结：小结：键能、键长、键角是共价键的键能、键长、键角是共价键的三个参数三个参数键能、键长决定了共价键的稳定性；键键能、键长决定了共价键的稳定性；键角决定了分子的空间构型。角决定了分子的空间构型。练习：1、下列说法正确的是（、下列说法正确的是（）A、分子中键能越大，键越长，则分子越稳定。、分子中键能越大，键越长，则分子越稳定。B、只有非金属原子之间才能形成共价键。、只有非金属原子之间才能形成共价键。C、水分子可以表示为、水分子可以表示为H-O-H，分子中键角，分子中键角180。D、H-O键键能键键能463 KJ/mol，故破坏，故破坏18克水分子克水分子中的中的H-O键时需要吸收的能量为键时需要吸收的能量为2X463 KJ。D2、能用键能大小解释的是、能用键能大小解释的是 （）A、N 2的化学性质比的化学性质比O2稳定。稳定。B、硝酸易挥发，硫酸难挥发。、硝酸易挥发，硫酸难挥发。C、惰性气体一般难发生化学反应。、惰性气体一般难发生化学反应。D、通常情况下，、通常情况下，Br2呈液态，呈液态，I2呈固态。呈固态。A三、等电子原理三、等电子原理原子总数原子总数价电子总数价电子总数 应用：应用：等电子体的许多性质是相近的，空间等电子体的许多性质是相近的，空间构型是相同的。所以可以利用等电子体来预测构型是相同的。所以可以利用等电子体来预测分子的空间构型和性质。分子的空间构型和性质。1、等电子体：、等电子体：是指是指 且且 都相等的粒子，具有都相等的粒子，具有相同的化学键特征。相同的化学键特征。思考探究：思考探究：在在N2、CO2、CO、N2O之间互为等电子之间互为等电子体的是谁体的是谁?请预测：请预测：1、N2O的几何构型的几何构型?2、CO 中的共价键类型？中的共价键类型？2 2、等电子原理、等电子原理 （1）.原子总数相同、价电子总数相同的分子或离子具有相似化学键特征，许多性质是相似的。此原理称为等电子原理（2）等电子体实例CO和和N2具具有有相相同同的的原原子子总总数数和和相相同同的的价价电电子子总总数数，属于等属于等电电子体，其性子体，其性质对质对比如下：比如下：分子分子熔点熔点/沸点沸点/在水中在水中的溶解的溶解度度(室室温温)分子解分子解离能离能kJ mol1分子的分子的价价电电子子总总数数CO205.05191.492.3 mL1 07510N2210.00195.811.6 mL94610（3）、等电子体的判断和利用(1)判断方法：原子总数相同，价电子总数相同的分子。(2)应用：等电子体的许多性质是相近的，空间构型是相同的。利用等电子体可以：判断一些简单分子或离子的立体构型；利用等电子体在性质上的相似性制造新材料；利用等电子原理针对某物质找等电子体。(4)一些常一些常见见的等的等电电子体子体二二原原子子10电电子子的的等等电电子子体体：N2、CO、CN、C22二原子二原子11电电子的等子的等电电子体：子体：NO、O2三三原原子子16电电子子的的等等电电子子体体：CO2、CS2、N2O、CNO、N3三原子三原子18电电子的等子的等电电子体：子体：NO2、O3、SO2四四原原子子24电电子子的的等等电电子子体体：NO3、CO32、BF3、SO3(g)11919年年，Langmuir提提出出等等电电子子体体的的概概念念，由由短短周周期期元元素素组组成成的的粒粒子子，只只要要其其原原子子数数相相同同，各各原原子子最最外外层层电电子子数数之之和和相相同同，也也可可互互称称为为等等电电子子体体。等等电电子子体体的的结结构构相相似似、物物理理性性质质相相近近。根根据据上上述述原原理理，下下列列各各对对粒粒子子中中，空空间间结结构构相相似的是似的是()ASO2与与O3 BCO2与与NO2CCS2与与NO2 DPCl3与与BF3A2、从从实实验验测测得得不不同同物物质质中中氧氧氧氧键键之之间间的的键键长长和和键键能能数数据据如如下下表表，其其中中X、Y的的键键能能数数据据尚尚未未测测定定，但但可可根根据据规规律律推推导导键键能能的的大大小小顺顺序序为为WZYX。该该规规律是律是氧氧氧氧键键数据数据O22O2O2O2键长键长/1012 m149128121112键键能能/kJmol1XYZ497.3W628A.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B3、(1)根根据据等等电电子子原原理理，仅仅由由第第二二周周期期元元素素组组成成的的共共价价分分子子中中，互互为为等等电电子子体体的的是是：_和和_；_和和_。(2)根根据据等等电电子子原原理理，由由短短周周期期元元素素组组成成的的粒粒子子，只只要要其其原原子子数数相相同同，各各原原子子最最外外层层电电子子数数之之和和相相同同，也也可可互互称称等等电电子子体体，它它们们也也具具有有相相似似的的结结构构特特征征。在在短短周周期期元元素素组组成成的的物物质质中中，与与NO2互互为为等等电电子子体体的的分分子有：子有：_。答案：答案：(1)N2COCO2N2O (2)SO2、O3 1 1、键与键与 键的形成方式有何不同？键的形成方式有何不同？2 2、键与键与 键在对称上有何不同键在对称上有何不同?3 3、键的类型键的类型?4 4、哪些共价键是、哪些共价键是 键，哪些共价键是键，哪些共价键是 键键?5 5、共价键参数有哪些？有何意义、共价键参数有哪些？有何意义?6 6、怎样判断等电子体？、怎样判断等电子体？课后小结：课后小结：