高二选修三化学第1节《共价键模型》课件 鲁科版.ppt

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1、第第1节节共价共价键键模型模型学学习习目目标标1.认认识识共共价价键键的的形形成成和和本本质质，了了解解共共价价键键的的特特征。征。2.了解了解键键和和键键，会判断共价，会判断共价键键的极性。的极性。3.能利用能利用键长键长、键键能、能、键键角等角等说说明分子的某些明分子的某些性性质质。课堂互动讲练课堂互动讲练知能优化训练知能优化训练课前自主学案课前自主学案探究整合应用探究整合应用第第1节节课前自主学案课前自主学案自主学自主学习习一、共价一、共价键键1共价共价键键的形成及本的形成及本质质概念概念原子原子间间通通过过_形形成的化学成的化学键键本本质质高概率地出高概率地出现现在两个原子核之在两个原

2、子核之间间的的_与与两个原子核两个原子核间间的的_形成形成元素元素通常是通常是电负电负性相同或差性相同或差值值小小的的_元元素原子素原子表示表示方法方法用一条短用一条短线线表示由表示由_所形成所形成的共价的共价键键，如，如HH、HCl。“_”表表示原子示原子间间共用两共用两对电对电子所形成的共价子所形成的共价键键，“_”表示原子表示原子间间共用三共用三对电对电子所形成子所形成的共价的共价键键共用共用电电子子电电子子电电性作用性作用非金属非金属一一对对共用共用电电子子=2.共价共价键键的分的分类类(1)键键与与键键按按电电子云的重叠方式可将共价子云的重叠方式可将共价键键分分为为键键和和键键。键键

3、原子原子轨轨道以道以“_”方式相互重叠方式相互重叠导导致致电电子在核子在核间间出出现现的概的概率率_而而形形成的共价成的共价键键键键原子原子轨轨道以道以“_”方式相互重叠方式相互重叠导导致致电电子在核子在核间间出出现现的概的概率率_而而形成形成的共价的共价键键头头碰碰头头增大增大肩并肩肩并肩增大增大思考感悟思考感悟1.氢氢原原子子和和氟氟原原子子、氯氯原原子子均均可可以以键键相相结结合合，其其成成键轨键轨道完全相同道完全相同吗吗？【提示提示】不相同。不相同。氢氢原子的未成原子的未成对电对电子位于子位于1s轨轨道，氟原子、道，氟原子、氯氯原子的未成原子的未成对电对电子分子分别别位于位于2p、3p

4、轨轨道，即道，即氢氢原子和氟原子成原子和氟原子成键键是是1s和和2p轨轨道道“头头碰碰头头”重叠，而重叠，而氢氢原子和原子和氯氯原子成原子成键键是是1s和和3p轨轨道道“头头碰碰头头”重叠。重叠。(2)极性极性键键和非极性和非极性键键按成按成键电键电子与两原子核的相子与两原子核的相对对位置可将共价位置可将共价键键分分为为极性极性键键和非极性和非极性键键。形成元形成元素素电电子子对对偏移偏移原子原子电电性性非极非极性性键键_元元素素因两原子因两原子电负电负性性相同，共用相同，共用电电子子对对_两原子均不两原子均不显显电电性性极性极性键键_元元素素电电子子对对偏向偏向电负电负性性_的的原子原子电负

5、电负性性较较大的大的原子原子显负电显负电性性同种同种不偏移不偏移不同种不同种较较大大3.共价共价键键的特征的特征总总数数原子数目原子数目重叠重叠牢固牢固电电子出子出现现概率越大概率越大空空间间构型构型思考感悟思考感悟2(1)所有的共价所有的共价键键都有方向性都有方向性吗吗？(2)氢氢原原子子和和氯氯原原子子、氧氧原原子子分分别别结结合合成成氯氯化化氢氢分分子子和水分子和水分子时时比例比例为为何不同？何不同？【提提示示】(1)并并不不是是所所有有的的共共价价键键都都有有方方向向性性，如如ss 键键就没有方向性。就没有方向性。(2)氢氢原子和原子和氯氯原子都只有一个未成原子都只有一个未成对电对电子

6、，而氧原子，而氧原子有两个未成子有两个未成对电对电子，根据共价子，根据共价键键的的饱饱和性，一个和性，一个氢氢原子和一个原子和一个氯氯原子的未成原子的未成对电对电子配子配对对成成键键，而一，而一个氧原子的两个未成个氧原子的两个未成对电对电子要分子要分别别和两个和两个氢氢原子的原子的未成未成对电对电子配子配对对成成键键。二、共价二、共价键键三个三个键键参数参数1键键能能(1)定定义义：在在101.3 kPa,298 K条条件件下下，断断开开_分分子子中中的的化化学学键键，使使其其分分别别生生成成_和和_所吸收的能量。所吸收的能量。(2)表示方式：表示方式：_。(3)含含义义：键键能大小可定量地表

7、示化学能大小可定量地表示化学键键的的_，键键愈大，共价愈大，共价键键愈牢固，含有愈牢固，含有该键该键的分子愈的分子愈稳稳定。定。1molAB(g)气气态态A原子原子气气态态B原子原子EAB强强弱程度弱程度思考感悟思考感悟3HF的的键键能能：565 kJ/mol，HCl的的键键能能：431 kJ/mol，HI的的键键能能：297 kJ/mol；从从上上述述数据分析三种分子哪一种最数据分析三种分子哪一种最稳稳定？定？【提示提示】HF最最稳稳定，因使其分解需要能量最定，因使其分解需要能量最多。多。2键长键长(1)概念：两成概念：两成键键原子之原子之间间的的_。(2)含含义义：两两原原子子间间的的键键

8、长长越越短短，化化学学键键愈愈_，键键愈愈_。键长键长是影响分子空是影响分子空间间构型的因素之一。构型的因素之一。3键键角角(1)概念：多原子分子中，两个化学概念：多原子分子中，两个化学键键之之间间的的夹夹角。角。核核间间距离距离强强牢固牢固(2)常常见见物物质质的的键键角及分子构型角及分子构型CO2键键角：角：180，分子构型：，分子构型：_。H2O键键角：角：104.5，分子构型：，分子构型：_。NH3键键角：角：107.3，分子构型：，分子构型：_。CH4键键角：角：109.5，分子构型：，分子构型：_。(3)含含义义：键键角是影响分子空角是影响分子空间间构型的重要因素。构型的重要因素。

9、直直线线形形V形形三角三角锥锥形形空空间间正四面体正四面体自主体自主体验验解解析析：选选A。HBr分分子子的的氢氢原原子子和和溴溴原原子子是是以以一一对对共共用用电电子子对对形形成成的的共共价价化化合合物物，没没有有电电子子的的转转移移，不不存存在在离离子子，所所以以B、C错错误误。而而D表表示示的的是是HBr的的结结构构式式，不不是是电电子子式式，所所以以正正确确答答案案为为A。2H2S分子中两个共价分子中两个共价键键的的夹夹角接近角接近90，其原，其原因是因是(双双选选)()A共价共价键键的的饱饱和性和性BS原子原子电电子排布子排布C共价共价键键的方向性的方向性DS原子中原子中p轨轨道的形

10、状和空道的形状和空间间伸展方向伸展方向解析：解析：选选CD。S原子的价原子的价层电层电子排布子排布为为3s23p4，其最外其最外层层有两个未成有两个未成对对的的3p电电子，当它和两个子，当它和两个氢氢原子原子结结合合时时，以，以3p轨轨道和道和氢氢原子的原子的1s轨轨道道“头头碰碰头头”重叠形成重叠形成2个个键键，由于，由于p轨轨道互相垂直，所道互相垂直，所以，以，H2S分子中的两个分子中的两个HS键键的的夹夹角接近角接近90。3有以下物有以下物质质：HFCl2H2ON2C2H4C2H6H2H2O2HCN(HCN)，只含有极性，只含有极性键键的是的是_；只含有非极；只含有非极性性键键的是的是_

11、；既有极性；既有极性键键，又有非极性，又有非极性键键的是的是_；只有；只有键键的是的是_；既有；既有 键键，又有，又有键键的是的是_；含有由两个原子的；含有由两个原子的s轨轨道重叠形成的道重叠形成的键键的是的是_；含含有有由由一一个个原原子子的的s轨轨道道与与另另一一个个原原子子的的p轨轨道道重重叠叠形形成成的的键键的的是是_；含含有有由由一一个个原原子子的的p轨轨道道与与另另一一个个原原子子的的p轨轨道道重重叠叠形形成成的的 键键的是的是_。解解析析：根根据据极极性性键键与与非非极极性性键键的的区区别别、键键和和键键的的产产生条件和形成生条件和形成过过程回答。程回答。答答案案：课堂互动讲练课

12、堂互动讲练要点一要点一共价键的特征和类型共价键的特征和类型1共价共价键键的特征的特征(1)饱饱和性和性因因为为每个原子所能提供的未成每个原子所能提供的未成对电对电子的数目是子的数目是一定的，因此在共价一定的，因此在共价键键的形成的形成过过程中，一个原程中，一个原子中的一个未成子中的一个未成对电对电子与另一个原子中的一个子与另一个原子中的一个未成未成对电对电子配子配对对成成键键后，一般来后，一般来说说就不能再与就不能再与其他原子的未成其他原子的未成对电对电子配子配对对成成键键了，即每个原了，即每个原子所能形成共价子所能形成共价键键的的总总数或以数或以单键连单键连接的原子接的原子数目是一定的，所以

13、共价数目是一定的，所以共价键键具有具有饱饱和性。和性。(2)方向性方向性除除s轨轨道是球形道是球形对对称的外，其他的原子称的外，其他的原子轨轨道道在空在空间间都具有一定的分布特点。在形成共价都具有一定的分布特点。在形成共价键时键时，原子，原子轨轨道重叠得愈多，道重叠得愈多，电电子在核子在核间间出出现现的概率越大，所形成的共价的概率越大，所形成的共价键键就越牢固，就越牢固，因此共价因此共价键键将尽可能沿着将尽可能沿着电电子出子出现现概率最大概率最大的方向形成，所以共价的方向形成，所以共价键键具有方向性。具有方向性。2类类型型分分类标类标准准类类型型共用共用电电子子对对数数单键单键、双、双键键、叁

14、叁键键共用共用电电子子对对的偏移程的偏移程度度极性极性键键、非极性、非极性键键原子原子轨轨道重叠方式道重叠方式键键、键键3.键键与与键键键类键类型型键键键键原子原子轨轨道重道重叠方式叠方式沿沿键轴键轴方向方向“头头碰碰头头”重叠重叠沿沿键轴键轴方向方向“肩肩并肩并肩”重叠重叠原子原子轨轨道重道重叠部位叠部位两原子核之两原子核之间间，在，在键轴处键轴处键轴键轴上方和下方，上方和下方，键轴处为键轴处为零零原子原子轨轨道重道重叠程度叠程度大大小小键键的的强强度度较较大大较较小小分分类类ss，sp，pppp化学活化学活泼泼性性不活不活泼泼活活泼泼特特别别提提醒醒：(1)s电电子子与与s电电子子重重叠叠

15、形形成成键键时时，电电子子不不是是只只在在两两核核间间运运动动，而而是是电电子子在在两两核核间间出出现现的概率增大。的概率增大。(2)因因s电电子子是是球球形形的的，故故s电电子子和和s电电子子形形成成键键时时，无无方方向向性性。两两个个s电电子子只只能能形形成成键键，不不能能形成形成键键。(3)两个原子两个原子间间可以只形成可以只形成键键，但不能只形成，但不能只形成键键。下列关于共价下列关于共价键键的的说说法不正确的是法不正确的是()AH2S分分子子中中两两个个共共价价键键的的键键角角接接近近90的的原原因因是是共价共价键键有方向性有方向性BN2分子中有一个分子中有一个键键，两个，两个键键C

16、两个原子形成共价两个原子形成共价键时键时至少有至少有1个个键键D在双在双键键中，中，键键的的键键能小于能小于键键的的键键能能例例例例1 1【解解析析】A项项S原原子子的的价价电电子子构构型型是是3s23p4，有有2个个未未成成对对电电子子，并并且且分分布布在在相相互互垂垂直直的的3px和和3py轨轨道道中中，当当与与两两个个H原原子子配配对对成成键键时时，形形成成的的两两个个共共价价键键间间夹夹角角接接近近90，这这体体现现了了共共价价键键的的方方向向性性，是是由由轨轨道道的的伸伸展展方方向向决决定定的的。B项项N2分分子子中中有有三三个个化化学学键键，其其中中有有一一个个键键两两个个键键。C

17、项项，两两个个原原子子形形成成的的共共价价键键，首首先先有有一一个个键键，其其余余为为键键。D项项，键键的的重重叠叠程程度度比比键键大，故大，故键键能能键键大于大于键键。【答案答案】D【规规律方法律方法】、键键存在的存在的规规律律(1)共价共价单键单键全部是全部是键键。(2)共价双共价双键键中，一个是中，一个是键键，一个是，一个是键键。(3)共价共价叁键叁键中，一个是中，一个是键键，两个是，两个是键键。变变式式训练训练1指明下列化学指明下列化学键类键类型的名称，并型的名称，并各各举举一例含有一例含有这这种化学种化学键类键类型的物型的物质质。化学化学键类键类型型 举举例例(1)_，_。(2)_，

18、_。(3)_，_。(4)_，_。(5)_，_。解解析析：共共价价键键具具有有方方向向性性，以以“头头碰碰头头”形形成成键键，“肩肩并并肩肩”形形成成键键，由由此此可可知知(1)(2)(3)形成的是形成的是键键，(4)(5)形成的形成的为为键键。答案：答案：(1)ss 键键H2(2)sp 键键HCl(3)pp 键键Cl2(4)pzpz 键键N2(5)pypy 键键N2要点二要点二共价键的键参数共价键的键参数1键键能能气气态态基基态态原子形成原子形成1 mol化学化学键释键释放的最低能量。放的最低能量。(1)键键能能单单位位为为kJmol1；(2)形形成成化化学学键键时时通通常常放放出出能能量量，

19、键键能能通通常常取取正正值值；(3)键键能越大，即形成化学能越大，即形成化学键时键时放出的能量越多，放出的能量越多，意味着意味着这这个化学个化学键键越越稳稳定，越不容易断开。定，越不容易断开。2键长键长形成共价形成共价键键的两个原子之的两个原子之间间的核的核间间距。距。(1)键长单键长单位常用位常用nm表示：表示：1 nm109 m；(2)键长键长越短，往往越短，往往键键能越大，共价能越大，共价键键越越稳稳定。定。3键键角角在原子数超在原子数超过过2的分子中，两个共价的分子中，两个共价键键之之间间的的夹夹角称角称为键为键角，常用于描述多原子分子的空角，常用于描述多原子分子的空间间构型。如三原子

20、分子构型。如三原子分子CO2的的结结构式构式为为O=C=O，键键角角为为180，为为直直线线形分子；形分子；又如，三原子分子又如，三原子分子H2O中的中的键键角角为为104.5，是，是一种角形一种角形(V形形)分子。四原子分子分子。四原子分子NH3中的中的键键角角是是107.3，分子呈三角，分子呈三角锥锥形。形。4与分子性与分子性质质的关系的关系特特别别提醒：提醒：键键能的大小可以衡量化学能的大小可以衡量化学键键的的强强弱，弱，也可以用于也可以用于计计算化学反算化学反应应的反的反应热应热(H)，化学反，化学反应应的的H等于反等于反应应中断裂旧化学中断裂旧化学键键的的键键能之和与能之和与反反应应

21、中形成新化学中形成新化学键键的的键键能之和的差。能之和的差。(2011年年北北京京朝朝阳阳区区高高二二质质检检)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。该该规规律律是是例例例例2 2A成成键时电键时电子数越多，子数越多，键键能越大能越大B键长键长越越长长，键键能越小能越小C成成键键所用的所用的电电子数越少，子数越少，键键能越大能越大D成成键时电键时电子子对对越偏移，越偏移，键键能越大能越大【思路点思路点拨

22、拨】解答本解答本题题要注意以下两点：要注意以下两点：(1)注意微粒注意微粒间间主要区主要区别别在于在于电电子数不同。子数不同。(2)明确各明确各键键参数的作用和影响因素。参数的作用和影响因素。【答案答案】B【误误区区警警示示】(1)键键能能与与键键长长反反映映键键的的强强弱弱程度，程度，键长键长与与键键角用来描述分子的立体角用来描述分子的立体结结构。构。(2)对键对键能的概念把握不准，容易忽略能的概念把握不准，容易忽略键键能概能概念中的前提条件念中的前提条件气气态态基基态态原子。原子。变变式式训训练练2能能说说明明BF3分分子子的的4个个原原子子在在同同一一平面的理由是平面的理由是()A两个两

23、个键键之之间间的的夹夹角角为为120BBF键为键为非极性共价非极性共价键键C3个个BF键键的的键键能相同能相同D3个个BF键键的的键长键长相等相等探究整合应用探究整合应用A、B、C、D、E五五种种元元素素原原子子序序数数依依次次增增大大，A元元素素原原子子的的价价电电子子排排布布为为ns2np2，B元元素素的的最最外外层层电电子子数数是是其其电电子子层层数数的的3倍倍，E元元素素原原子子的的价价电电子子排排布布为为3d64s2。C、D的的电电离离能能数数据据如如下下(kJmol1)：I1I2I3I4C7381451773310540D5771817274511578(1)化合价是元素的一种性化

24、合价是元素的一种性质质。由。由C、D的的电电离离能数据判断，能数据判断，C通常通常显显_价，价，D显显_价。价。(2)某气某气态单质态单质甲与化合物甲与化合物AB分子中分子中电电子子总总数数相等，相等，则则甲分子中包含甲分子中包含1个个_键键，2个个_键键。(3)AB的的总键总键能大于甲的能大于甲的总键总键能，但能，但AB比甲容比甲容易参加化学反易参加化学反应应。根据下表数据，。根据下表数据，说说明明AB比甲比甲活活泼泼的原因是的原因是_。【解析解析】(1)由由“B元素的最外元素的最外层电层电子数是其子数是其电电子子层层数的数的3倍倍”可推知可推知B为为氧；因原子序数氧；因原子序数BA，可知，

25、可知A的价的价电电子排布子排布为为2s22p2，A为为碳；碳；C元素的元素的I3I2，故，故C最外最外层层有有2个个电电子；子；D元素元素的的I4I3，故，故D元素的最外元素的最外层层有有3个个电电子，由于子，由于原子序数依次增大，且原子序数依次增大，且E的价的价电电子排布子排布为为3d64s2为铁为铁元素，故元素，故C、D分分别为镁别为镁和和铝铝元素。元素。单键单键双双键键叁键叁键AB 键键能能/kJmol1357.7798.91071.9甲甲键键能能/kJmol1154.8418.4941.7(2)AB分分子子为为CO，共共14个个电电子子，与与之之电电子子数数相相等的气等的气态单质应为态

26、单质应为N2，含，含1个个键键和和2个个键键。(3)CO与与N2相相对对比比，CO性性质质活活泼泼，容容易易参参加加化化学反学反应应，应应是其化学是其化学键键易于断裂的原因。易于断裂的原因。【答案答案】(1)23(2)(3)CO打开第一个打开第一个键键需要需要1071.9 kJmol1798.9 kJmol1273 kJmol1能量，而能量，而N2打开打开第一个第一个键键需要需要941.7 kJmol1418.4 kJmol1523.3 kJmol1能量能量知能优化训练知能优化训练本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束点此点此进进入入课课件目件目录录按按ESC键键退出全屏播放退出全屏播放谢谢谢谢使用使用同学们来学校和回家的路上要注意安全同学们来学校和回家的路上要注意安全