【化学】2023-2024学年鲁科版选择性必修二 共价键模型 课件.pptx

第第1节共价键模型节共价键模型课程标准1认识原子间通过原子轨道重叠形成共价键。2了解共价键具有饱和性和方向性。3知道根据原子轨道的重叠方式，共价键可分为键和键等类型。4知道共价键可分为极性和非极性共价键。5了解共价键的键能、键长和键角可以用来描述键的强弱和分子的空间结构。学法指导1.通过H2、N2、HCl等的形成过程，认识共价键的形成、本质和分类，了解共价键的特征。2结合教材中的图示，探讨利用电负性判断共价键的极性。3通过对简单分子结构和性质的分析，明确键长、键角、键能的含义。知识点一共价键的形成与特征1.共价键的形成 概念 原子间通过_形成的化学键本质高概率地出现在两个原子核之间的电子与两个原子核之间的电性作用形成元素通常电负性相同或差值小的_之间形成的化学键为共价键表示方法用一条短线表示由_所形成的共价键，如HH用“=”表示原子间共用_所形成的共价键，如C=C用“”表示原子间共用_所形成的共价键，如CC共用电子非金属元素原子一对共用电子两对电子三对电子2.共价键的特征特征概念作用饱和性每个原子所能形成共价键的_或以共价键连接的_是一定的共价键的饱和性决定了各种原子形成分子时相互结合的_关系方向性共价键将尽可能沿着_的方向形成，这就是共价键的方向性。在形成共价键时，原子轨道重叠得_，电子在核间出现的概率愈大，所形成的共价键就_共价键的方向性决定分子的_总数原子数目数量电子出现概率最大愈多愈牢固空间结构微点拨并不是只有非金属元素之间才能存在共价键，金属元素与非金属元素之间也可以形成共价键，如AlCl3。也不是所有物质中的原子间都存在化学键，如稀有气体的原子间没有化学键。学思用1判断下列说法是否正确，正确的打“”，错误的打“”。(1)金属元素与非金属元素之间能形成共价键。()(2)共价键是一种电性吸引。()(3)只有非金属元素之间才能存在共价键。()(4)所有物质中的原子间都存在化学键。()(5)原子轨道在空间都具有方向性。()2下列不属于共价键成键因素的是()A共用电子B成键原子的原子轨道发生重叠C形成化学键，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：共价键是原子间通过共用电子形成的化学键。两原子形成共价键时原子轨道发生重叠，使电子在核间区域出现的概率增大，原子核对两个电子都产生吸引作用，使体系的能量逐渐下降，但对成键原子体积的大小没有要求。综上所述，D项符合题意。知识点二共价键的类型1.键与键：(按原子轨道重叠方式分类)键原子轨道以“_”方式相互重叠导致电子在核间出现的概率_而形成的共价键键原子轨道以“_”方式相互重叠导致电子在核间出现的概率_而形成的共价键头碰头增大肩并肩增大2.极性键和非极性键：(按共用电子对是否偏移分类)类型形成元素共用电子对偏移原子电性非极性键_元素两原子电负性相同，共用电子对_两原子都不显电性极性键_元素共用电子对偏向电负性_的原子电负性较大的原子显_电性，电负性较小的原子显_电性同种不偏移不同种较大负正学思用1判断下列说法是否正确，正确的打“”，错误的打“”。(1)s轨道只能形成键，而p轨道只能形成键。()(2)原子轨道重叠越多，共价键越牢固。()(3)NH3分子中N原子为1个，氢原子可能为2也可能为3。()(4)共价键的方向性与原子轨道的重叠程度有关。()(5)若成键后两原子的原子核距离更近些，体系的能量会更低。()2下列分子中既含有键又含有键的是()ACH4BNH3CCO2DF2答案：C解析：CO2分子中含有碳氧双键，一个双键中含有一个键和一个键，而CH4、NH3、F2中均只含有键。知识点三键参数1.概念和应用概念意义键长两个成键原子的_间的距离键长愈短，化学键愈强，键就愈牢固键角在多原子分子中，两个化学键的_常用于描述多原子分子的空间结构键能在1105Pa、298K条件下，断开1molAB(g)分子中的化学键，使其分别生成_所吸收的能量表示化学键的强弱，键能愈大，键愈牢固原子核夹角气态A原子和气态B原子2.对物质性质的影响3分子光谱(1)概念：分子从一种能级改变到另一种能级时_或_的光谱。(2)影响因素：_、_和电荷分布等。(3)应用：测定和鉴别_结构。吸收发射键长键角分子学思用1判断下列说法是否正确，正确的打“”，错误的打“”。(1)键长越短，键能一定越大。()(2)键长是成键两原子半径的和。()(3)破坏化学键时，消耗能量，而形成新的化学键时，则释放能量。()(4)碳碳双键键能是碳碳单键键能的两倍。()(5)共价键的键能和键长反映了共价键的强弱程度。()2用“”或“”填空。(1)比较键能大小：CH_NH_HO；HF_HCl。(2)比较键长大小。CH_NH_HO；HF_HCl。(3)比较键角大小：CO2_NH3；H2O_NH3。关键能力课堂探究提升点一共价键的类型和特点1.共价键的类型2键与键的区别键类型键键原子轨道重叠方式沿键轴方向“头碰头”重叠沿键轴方向“肩并肩”重叠类型ss键、sp键、pp键pp键原子轨道重叠部分两原子核之间，在键轴处键轴上方和下方，键轴处为零原子轨道重叠程度大小键的强度较大较小化学活泼性不活泼活泼键的存在共价单键为键，共价双键、三键中含有一个键共价双键、三键分别含有1个、2个键，两原子间最多能形成2个键3.键与键常见的类型(1)键的常见类型。类型形成过程ss型sp型pp型(2)键的常见类型pp键。互动探究问题1美国物理化学家路易斯提出了共价学说，建立了经典的共价键理论。此理论的核心是原子间通过共用电子对形成最外层8电子的稳定结构(ns2np6)(氢除外)，故路易斯价键理论又称八隅体理论。据此思考：共价键形成的本质是什么？共价键有哪些特点？主要有哪些分类？提示：共价键的本质是原子间形成共用电子对。共价键具有方向性和饱和性，主要有两种分类方式，分别是按照电子云的重叠方式分为键和键；按照共用电子对是否偏移，分成极性键和非极性键。问题2乙烷、乙烯和乙炔分子中的共价键分别由几个键和几个键组成？提示：乙烷分子中的共价键由7个键组成；乙烯分子中的共价键由5个键和1个键组成；乙炔分子中的共价键由3个键和2个键组成。典例示范典例1下列有关化学键类型的判断不正确的是()Ass键与sp键的对称性不同B分子中含有共价键，则至少含有一个键C已知乙炔的结构式为HCCH，则乙炔分子中存在2个键(CH)和3个键(CC)D乙烷分子中只存在键，即6个CH键和1个CC键都为键，不存在键答案：C素养训练训练1下列说法正确的是()AC2H4分子中C=C键中的键强于键B两个原子形成共价键时，至少有1个键C气体单质分子中，一定含有键，可能含有键DHClO分子中有sp键和pp键答案：A解析：键一般比键重叠程度大，所以C2H4分子中C=C键中的键强于键，A项正确；两个原子形成的共价单键为键，B项错误；稀有气体单质是单原子分子，没有键也没有键，C项错误；HClO分子的结构式为HOCl，HO键为sp键，OCl键为pp键，D项错误。提升点二共价键的键参数1.共价键键参数与分子性质的关系键能越大，键长越短，分子越稳定。2共价键强弱的判断(1)由原子半径和共用电子数判断：成键原子的原子半径越小，共用电子数越多，则共价键越牢固，含有该共价键的分子越稳定。(2)由键能判断：共价键的键能越大，共价键越牢固。(3)由键长判断：共价键的键长越短，共价键越牢固。(4)由电负性判断：元素的电负性差别越大，该元素的原子对共用电子的吸引力越大，形成的共价键越稳定。互动探究碳和硅的有关化学键键能如下表所示，简要分析和解释下列有关事实：回答下列问题：问题1通常条件下，比较CH4和SiH4的稳定性谁强谁弱？化学键CCCHCOSiSiSiHSiO键能/(kJmol1)347413358226323368提示：因为CH键的键能大于SiH键的键能，所以CH4比SiH4稳定。问题2硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是什么？提示：CC键和CH键的键能比SiH键和SiSi键的键能都大，因此烷烃比较稳定，而硅烷中SiSi键和SiH键的键能较低，易断裂，导致长链硅烷难以生成。问题3SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是什么？提示：CH键的键能大于CO键，CH键比CO键稳定，而SiH的键能却小于SiO键，所以SiH键不稳定而倾向于形成稳定性更强的SiO键。典例示范典例2根据氢分子的形成过程示意图回答问题。(1)HH键的键长为_，中，体系能量由高到低的顺序是_。(2)下列说法中正确的是_。A氢分子中含有一个键B由到，电子在核间出现的概率增大C由到，必须消耗外界的能量D氢分子中含有一个极性共价键0.074nmBC(3)已知几种常见化学键的键能如下表：比 较 SiSi键 与 SiC键 的 键 能 大 小(填“”“”或“”)：x_226kJmol1。H2被喻为21世纪人类最理想的燃料，而更有科学家提出硅是“21世纪的能源”“未来的石油”的观点。已知1mol单质硅含有2molSiSi键，1molSiO2含4molSiO键，试计算：每千克H2燃烧(生成水蒸气)放出的热量约为_；每摩尔硅完全燃烧放出的热量约为_。化学键SiOHOO=OSiSiSiC键能/(kJmol1)368467498226x124500kJ522kJ素养训练训练2KH2PO4晶体具有优异的非线性光学性能。我国科学工作者制备的超大KH2PO4晶体已应用于大功率固体激光器，填补了国家战略空白。已知有关氮、磷的单键和三键的键能(kJmol1)如表：从能量角度看，氮以N2、而白磷以P4(结构式可表示为)形式存在的原因是_。NNNNPPPP193946197489在原子数目相同的条件下，N2比N4具有更低的能量，而P4比P2具有更低的能量，能量越低越稳定。课 堂 总 结知识导图误区警示1由于分子中的原子始终处于不断振动之中，故键长只是振动着的原子处于平衡位置时的核间距，这个距离增大或减小，分子的稳定性都将减小。2FF键的键长比ClCl键的键长短，而键能却比ClCl键的键能小的原因：F原子的半径很小，FF键的键长短，两个F原子成键时，原子核之间的距离很小，排斥力很大，因此FF键的键能比ClCl键的键能小。因为FF键的键能小，所以F2的稳定性差，很容易与其他物质反应。3共价键断裂的难易程度与共价键的键能有关，共价分子(如非金属氢化物)的稳定性的差异可用分子中共价键键能的大小来解释，而它们的熔、沸点的高低则与键能无关，因为熔化或升华只需增大分子间的距离而不破坏共价键，这是物理变化。随堂检测强化落实1共价键HH键、HF键、HO键、NH键、PH键中，键的极性由弱到强的顺序正确的是()ABCD答案：C解析：元素周期表中，同一周期的主族元素原子，从左到右吸引电子的能力逐渐增强；同一主族从上到下，元素原子半径逐渐增大，吸引电子的能力逐渐减弱，故吸引电子的能力：FONP；HH键是由吸引电子能力相同的同种原子形成的非极性键。所以C项正确。2(双选)氰气的化学式为(CN)2，结构式为NCCN，性质与卤素相似。下列关于氰气的叙述正确的是()A不与氢氧化钠溶液发生反应B分子中原子的最外层均达到8电子稳定结构C分子中含有2个键和4个键D分子中既有极性键，又有非极性键答案：BD解析：氯气能与NaOH反应，氰气与氯气的性质相似，则氰气能与氢氧化钠溶液发生反应，A项错误；由氰气的结构式NCCN可知，碳原子和氮原子的最外层均达到8电子稳定结构，B项正确；氰气分子中含有3个键和4个键，C项错误；氰气分子中CC键为非极性键，NC键为极性键，D项正确。3下列说法正确的是()A分子中化学键键能越大，键长越长，分子越稳定B元素周期表中第A族和第A族元素原子间可能形成共价键C水分子的结构式为HOH，分子中的键角为180DHO键的键能为463kJmol1，即18gH2O分解成H2和O2时吸收的能量为2463kJ答案：B4根据如表所列键能数据，可推出下列分子中最不稳定的是()A.HClBHBrC.H2DBr2化学键HHHClHBrClClBrBr键能/(kJmol1)436.0431.8366.0242.7193.7答案：D解析：由表中数据可知，键能：E(HH)E(HCl)E(HBr)E(ClCl)E(BrBr)，键能越大物质越稳定，故Br2分子最不稳定，D项符合题意。5在下列物质中：HClN2NH3Na2O2H2O2NH4ClNaOHArCO2C2H4(1)只存在非极性键的分子是_(填序号，下同)；既存在非极性键又存在极性键的分子是_；只存在极性键的分子是_。(2)只存在单键的分子是_；存在三键的分子是_；只存在双键的分子是_；既存在单键又存在双键的分子是_。(3)只存在键的分子是_，既存在键又存在键的分子是_。(4)不存在化学键的是_。