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第二章第二章分子结构分子结构与性质与性质第二章第二章 分子结构分子结构与性质与性质第一节第一节共价键共价键 分子中相邻原子之间是靠什么分子中相邻原子之间是靠什么作用而结合在一起？作用而结合在一起？什么是化学键？什么是化学键？什么是离子键？什么是离子键？什么是共价键？什么是共价键？化学键：分子中相邻原子之间强烈的相互作用化学键：分子中相邻原子之间强烈的相互作用离子键：阴、阳离子之间通过静电作用形成的离子键：阴、阳离子之间通过静电作用形成的 化学键。化学键。共价键：原子间通过共用电子对形成的化学键。共价键：原子间通过共用电子对形成的化学键。1.1.定义：定义：带相反电荷离子之间的相互作用带相反电荷离子之间的相互作用2.2.成键微粒：成键微粒：阴、阳离子阴、阳离子3.3.相互作用：相互作用：静电作用静电作用 （静电引力和静电排斥力）（静电引力和静电排斥力）4.4.存在：存在：离子化合物中离子化合物中离子键离子键含有离子键的化合物就是离子化合物；含有离子键的化合物就是离子化合物；由金属阳离子或铵根离子和非金属阴离子构成的。由金属阳离子或铵根离子和非金属阴离子构成的。原子之间通过原子之间通过共用电子对共用电子对所形成所形成的相互作用的相互作用2.2.成键微粒：成键微粒：3.3.相互作用：相互作用：共价键共价键原子原子共用电子对共用电子对4.4.成键元素：成键元素：非金属与非金属非金属与非金属非金属与某些金属非金属与某些金属HClHCl H H2 2O O 等等AlClAlCl3 3 BeCl BeCl2 2 等等1.1.定义：定义：5.5.分类分类非极性共非极性共价键：价键：共用电子对不发生偏移的共价键共用电子对不发生偏移的共价键极性共极性共价键：价键：共用电子对发生偏移的共价键共用电子对发生偏移的共价键不同原子间形成的共价键：不同原子间形成的共价键：H-H-ClCl、C-HC-H相同原子间形成的共价键：相同原子间形成的共价键：H-HH-H、Cl-ClCl-Cl结构式结构式6.6.共价键的数目：共价键的数目：7.7.存在于：存在于：非金属单质非金属单质:共价化合物共价化合物:复杂离子化合物复杂离子化合物:N2 O2 H2 O3 Cl2等等HCl H2S H2O H2SO4等等 NaOH Na2O2 KNO3等等等于未成对电子的数目。等于未成对电子的数目。H2 Cl2 N2 HCl H2S CO21对对1311+12+2稀有气体分子中不存在化学键！稀有气体分子中不存在化学键！共价化合物：共价化合物：含有共价键的化合物含有共价键的化合物不一定不一定是共价化合物是共价化合物如如:NaOHNaOH HNa O 原子仅以共价键结合形成的化合物原子仅以共价键结合形成的化合物离子化合物：离子化合物：含有离子键的化合物；含有离子键的化合物；（也可能含共价键）（也可能含共价键）两者区别：两者区别：熔化时能够导电的化合物是离子化合物熔化时能够导电的化合物是离子化合物NaNa2 2O O MgOMgO NaClNaCl NH NH4 4ClClKOH NaKOH Na2 2O O2 2 Na Na2 2COCO3 3 H H2 2O O2 2 ArAr N N2 2 HClHCl H H2 2O O判断下列物质中含有怎样的化学键？判断下列物质中含有怎样的化学键？CHCH4 4 HClOHClO CO CO2 2 MgBr MgBr2 2离离离离离离离、极离、极离、极离、极离、非离、非离、极离、极极、非极、非无无非非极极极极极极极极极极离离用电子式表示用电子式表示H H2 2、HClHCl、ClCl2 2分子分子的形成过程的形成过程为什么不可能有为什么不可能有H H3 3、H H2 2ClCl、ClCl3 3分子？分子？共价键具有饱和性共价键具有饱和性H H H HH H H H H H ClCl ：ClCl H H ClCl ClCl ：ClCl：ClCl：原子之间通过共用电子对原子之间通过共用电子对所形成的相互作用所形成的相互作用一、共价键一、共价键非非极性共极性共价键：价键：如如H-HH-H极极性共性共价键：价键：如如H-H-ClCl两种分类方法：两种分类方法：1 1、按照共用电子对是否偏移：、按照共用电子对是否偏移：2 2、按照电子云、按照电子云(原子轨道原子轨道)重叠程度：重叠程度：键键键键相互靠近相互靠近(a).s-sa).s-s键的形成键的形成(1)(1)键的形成键的形成P28H H H HH H H H 1s11s1 未成对电子的未成对电子的电子云相互靠近电子云相互靠近电子云相互重叠电子云相互重叠P29(b b).s-).s-p p键的形成键的形成(1)(1)键的形成键的形成H H ClCl ：ClCl H H 1s1Ne3s23p5 未成对电子的未成对电子的电子云相互靠近电子云相互靠近电子云相互重叠电子云相互重叠P29(c c).).p p-p p键的形成键的形成(1)(1)键的形成键的形成 ClCl ClCl ：ClCl：ClCl：3s23p53s23p5小结小结键键：类型：类型：s-s，s-p，p-p特征：轴对称，可以旋转特征：轴对称，可以旋转重叠方式：重叠方式：“头碰头头碰头”，重叠程度最大，牢，重叠程度最大，牢固固以形成化学键的两原子核连线为轴以形成化学键的两原子核连线为轴 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键的电子云键的电子云(2 2)键的形成键的形成P29NN的形成：的形成：N：1s22s22p3 N N：N N ：N N：N N：2p2p3 32p2p3 3P P能级的能级的3 3个原子轨道个原子轨道,相互垂直相互垂直！分别以分别以Px,Py,PzPx,Py,Pz表示表示两个两个PxPx头碰头，最大程度重叠成头碰头，最大程度重叠成键；键；PyPy与与Py,PzPy,Pz与与PzPz只能只能“肩并肩肩并肩”形成形成键！键！动动手：拇指、食指、中指表示出动动手：拇指、食指、中指表示出头碰头肩并肩？头碰头肩并肩？P P能级的原子轨道是能级的原子轨道是哑铃状哑铃状的的,每个每个P P能级有能级有3 3个原子轨道个原子轨道,它们它们相互垂直相互垂直,分别以分别以P P x x,P,Py y,P,PZ Z表示表示.P P能级的原子轨道能级的原子轨道小结小结键键：类型：类型：p-p 键键特征：镜面对称特征：镜面对称重叠方式：重叠方式：“肩并肩肩并肩”，重叠程度小，不牢，重叠程度小，不牢键键不会不会单独存在，一定与单独存在，一定与键共存！键共存！两原子成共价键时，为了键的牢固，电子云总要尽最大两原子成共价键时，为了键的牢固，电子云总要尽最大可能重叠，所以一定有可能重叠，所以一定有键！键！单键：单键：双键：双键：三键：三键：(3)3)区别和认识区别和认识键和键和键键：1个个键；键；1个个键，键，1 1个个键键 ；1个个键，键，2 2个个键键 ；可旋转可旋转不可旋转不可旋转不可旋转不可旋转甲烷：甲烷：乙烯：乙烯：乙炔：乙炔：(3)3)区别和认识区别和认识键和键和键键：4个个键；键；5个个键，键，1 1个个键键 ；3个个键，键，2 2个个键键 ；C-H，极性键，极性键C-H，极性键；，极性键；C=C，非极性键，非极性键C-H，极性键；，极性键；，CC，非极性键，非极性键对比：对比：项项 键键 目目 型型 键键 键键成键方向成键方向电子云形状电子云形状牢固程度牢固程度成键判断规律成键判断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，易断裂单键是单键是键，双键一个键，双键一个键一个键一个键，键，三键一个三键一个键键两个两个键。键。由原子轨道相互重叠形成的由原子轨道相互重叠形成的键和键和键键总称价键轨道，是分子结构的价键理论汇总称价键轨道，是分子结构的价键理论汇总最基本的组成部分。总最基本的组成部分。价键轨道理论价键轨道理论P291.1.已知氮分子的共价键是三键，模仿图已知氮分子的共价键是三键，模仿图2-12-1、图、图2-22-2、图图2-32-3，通过画图来描述？，通过画图来描述？2.2.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？不被钠原子和氯原子共用形成共价键而形成离子键呢？原子原子 Na Na ClCl H H ClCl C OC O电负性电负性电负性之差电负性之差（绝对值）（绝对值）结论：当原子的电负性相差很大，化学反应形成的电子对不结论：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，形成的将是会被共用，形成的将是_键；而键；而_键是电负性相差不键是电负性相差不大的原子之间形成的化学键。大的原子之间形成的化学键。0.9 0.9 3.03.02.1 3.02.1 3.02.5 3.52.5 3.52.12.10.90.91.01.0离子离子共价共价3.3.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？乙烷：乙烷：7 7个个乙烯：乙烯：5 5个个键和键和1 1个个键键乙炔：乙炔：3 3个个键和键和2 2个个键键二、键参数二、键参数1 1、键能：、键能：a定义：定义：b单位：单位：c意义：意义：d化学反应实质：化学反应实质：气态基态原子形成气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量化学键释放的最低能量KJ/mol键能越大，共价键越牢固，分子越稳定键能越大，共价键越牢固，分子越稳定旧键断裂旧键断裂 新键形成新键形成吸收能量吸收能量 放出能量放出能量反应热反应热H=H=反反应物键能总和应物键能总和 -生生成物键能总和成物键能总和P30二、键参数二、键参数2 2、键长：、键长：a定义：定义：b单位：单位：c意义：意义：形成共价键的两个原子之间的核间距形成共价键的两个原子之间的核间距Pm 1pm=10-12m键长越短，键长越短，往往往往键能越大，键越牢固键能越大，键越牢固P31但不一定，如：但不一定，如：F-FF-F与与Cl-ClCl-Cl2 2、键长：、键长：d规律：规律：两原子半径越大，键长越长两原子半径越大，键长越长同族元素与相同原子成键，半径越大，同族元素与相同原子成键，半径越大，键长越长，键能越小键长越长，键能越小如：键长如：键长H-F H-H-F H-ClCl H-Br H-I H-Br C=C CC-C C=C CC C如：键长如：键长Si-Si C-Si C-CSi-Si C-Si C-C键能键能Si-Si C-Si C-CSi-Si C-Si H-H-F H-ClCl H-Br H-I H-Br H-I键能键能C-C C=C CC-C C=C CC C154 133 120154 133 120二、键参数二、键参数3 3、键角：、键角：a定义：定义：b常见分子的键角：常见分子的键角：多原子分子中，两个共价键之间的夹角多原子分子中，两个共价键之间的夹角O=C=OOHH180105CH4109 28P460C2H4120 小结：小结：键能键能键长键长键角键角衡量化学键的稳定性衡量化学键的稳定性描述分子的立体结构的重要参数描述分子的立体结构的重要参数说明共价键具有方向性说明共价键具有方向性多原子分子的键角一定多原子分子的键角一定说明共价键具有饱和性说明共价键具有饱和性共价键数目一定共价键数目一定三、等电子原理三、等电子原理1 1、等电子体：、等电子体：2 2、等电子原理：、等电子原理：原子个数、价电子数均相同的分子或离子原子个数、价电子数均相同的分子或离子等电子体具有相似的化学键特征和性质等电子体具有相似的化学键特征和性质离子化合物不存在等电子体离子化合物不存在等电子体三、等电子原理三、等电子原理3 3、常考等电子体：、常考等电子体：N2 CN-CS2N2O CNO-AlO2-BeO2-SO2 SO3 H2SNH4+COCO2H2OO3BF3CH4 同族替代同族替代一左一右一左一右 N2 COSO2 O3
