年化学 第2章 第1节 化学键与分子间作用力精品课件 鲁科选修《物质结构与性质》.ppt

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1、第第2章化学键与分子间作用力章化学键与分子间作用力第第2章化学键与分子间作用力章化学键与分子间作用力2021/8/8 星期日1第第1节共价键模型节共价键模型2021/8/8 星期日2课程标准导航课程标准导航1.了解共价键的本质。了解共价键的本质。2了解共价键的分类。了解共价键的分类。3了解共价键的键参数及其与分子结构和性了解共价键的键参数及其与分子结构和性质的关系。质的关系。2021/8/8 星期日3新新知知初初探探自自学学导导引引自主学习自主学习一、共价键一、共价键 1.共价键的形成及本质共价键的形成及本质概念概念原子原子间间通通过过_形成的化学形成的化学键键本本质质高概率地出高概率地出现现

2、在两个原子核之在两个原子核之间间的的_与两个原子核之与两个原子核之间间的的_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的小的_元素原子元素原子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2021/8/8 星期日4表表示示方方法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;“”表示原子表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的共价子所形成的共价键键一一对对共用共用电电子子2021/8/8 星期日5 想一想想一想1.非金属元素之非金属元素之间间形成的化学

3、形成的化学键键都是共价都是共价键键吗吗？提示：提示：不一定，如不一定，如NH4Cl是离子化合物。是离子化合物。2021/8/8 星期日62.键键与与键键(1)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率增大而形成的共价的概率增大而形成的共价键键称称为为键键。(2)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的头头碰碰头头肩并肩肩并肩2021/8/8 星期日7概率增大而形成的共价概率增大而形成的共价键键称称为为键键。3.共价共价键键的特征的特征(1)共价共价键键的的饱饱和性和性每个原子所能

4、形成共价每个原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数目是一定的，接的原子数目是一定的，这这称称为为共价共价键键的的饱饱和性。共价和性。共价键键的的饱饱和性决定了各种原子形成和性决定了各种原子形成分子分子时时相互相互结结合的合的_关系。关系。数量数量2021/8/8 星期日8(2)共价共价键键的方向性的方向性在形成共价在形成共价键时键时，原子，原子轨轨道重叠的越多，道重叠的越多，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，所形成的共价键键越越_，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的方向形成，概率最大的方向形成，这这

5、就是共价就是共价键键的方向性。共价的方向性。共价键键的方向性决定着分子的的方向性决定着分子的_。牢固牢固空空间间构型构型2021/8/8 星期日9 想一想想一想2所有共价所有共价键键都有方向性和都有方向性和饱饱和性和性吗吗？提示：提示：不是。所有共价不是。所有共价键键均有均有饱饱和性，但不和性，但不一定具有方向性，如一定具有方向性，如S轨轨道与道与S轨轨道重叠形成道重叠形成的的键键无方向性。无方向性。2021/8/8 星期日104.共价键的分类共价键的分类分分类类成成键键元素元素共用共用电电子子对对原子所原子所带电带电荷荷非极非极性性键键同种同种元素元素_ 原子不原子不带电带电荷荷极性极性键键

6、_元素元素偏移偏移电负电负性大的性大的带负电带负电荷；荷；电负电负性小的性小的带带正正电电荷荷不偏移不偏移不同不同2021/8/8 星期日11二、键参数二、键参数1.三个重要的键参数三个重要的键参数概念概念键键能能在在101.3 kPa、298 K条件下，断开条件下，断开1 mol AB(g)分分子中的化学子中的化学键键，使其分，使其分别别生成生成_和和气气态态B原子所吸收的能量。用原子所吸收的能量。用EAB表示表示键长键长两个成两个成键键原子的原子的_间间的距离的距离键键角角在多原子分子中，在多原子分子中，_的的夹夹角角气气态态A原子原子原子核原子核两个化学两个化学键键2021/8/8 星期

7、日12作用作用键键能能键键能的大小可定量地表示化学能的大小可定量地表示化学键键的的_。键键能越大，化学能越大，化学键键越牢固，含有越牢固，含有该键该键的分子越的分子越稳稳定定键键长长两原子两原子间间的的键长键长越短，化学越短，化学键键越越强强，键键越牢固。越牢固。键长键长是影响分子是影响分子_的因素之一的因素之一键键角角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强强弱程度弱程度空空间间构型构型2021/8/8 星期日13 想一想想一想3.在在HX中中为为何其何其稳稳定性按定性按HF、HCl、HBr、HI的的顺顺序依次减弱？序依次减弱？提示：提示：从从F到到I原子半径越来越

8、大、原子半径越来越大、键长键长越来越来越越长长、键键能逐能逐渐渐减小、共价减小、共价键键越来越不牢越来越不牢固，故固，故稳稳定性依次减弱。定性依次减弱。2021/8/8 星期日142.常见物质的键角及分子构型常见物质的键角及分子构型分子分子键键角角空空间间构型构型CO2180_H2O104.5V形形NH3107.3_形形直直线线形形三角三角锥锥2021/8/8 星期日15自主体验自主体验1.下列物下列物质质的分子中既有的分子中既有键键又有又有键键的是的是()AHFBCl2CC2H2 DCH4解析：解析：选选C。在。在HCl、Cl2、CH4中只存在中只存在键键，在，在C2H2中存在中存在3个个键

9、键2个个键键。2021/8/8 星期日162.下列下列对对共价共价键键的的说说法中，不正确的是法中，不正确的是()A共价共价键键是通是通过过形成共用形成共用电电子子对对或通或通过过原子原子轨轨道重叠形成的道重叠形成的B形成共价形成共价键键的原子之的原子之间电负间电负性相同或相差性相同或相差不大不大C一般情况下，一个原子有几个不成一般情况下，一个原子有几个不成对电对电子子就会和几个自旋方向相反的未成就会和几个自旋方向相反的未成对电对电子成子成键键2021/8/8 星期日17D共价共价键键是通是通过过共用共用电电子子对对形成的，不属于形成的，不属于电电性作用性作用解析：解析：选选D。共价。共价键键

10、的本的本质质是两个原子核之是两个原子核之间间的的电电子与原子核之子与原子核之间间的的电电性作用。性作用。3.下列下列说说法中，法中，错误错误的是的是()A非金属元素可能形成离子化合物非金属元素可能形成离子化合物B共价共价键键具有方向性、具有方向性、饱饱和性和性C共价共价键键的的键长键长和和键键角决定分子的形状角决定分子的形状2021/8/8 星期日18D键长键长愈愈长长，化学，化学键键愈牢固愈牢固解析：解析：选选D。非金属元素可能形成离子化合。非金属元素可能形成离子化合物，如物，如铵盐铵盐；共价；共价键键具有方向性和具有方向性和饱饱和性；和性；键长键长、键键角都是用以描述分子空角都是用以描述分

11、子空间间构型的参构型的参数；数；键长键长愈愈长长，键键愈不牢固。愈不牢固。2021/8/8 星期日19要要点点突突破破讲讲练练互互动动探究导引探究导引1为为什么什么氢氢气是双原子分子，而稀有气体是气是双原子分子，而稀有气体是单单原子分子？原子分子？提示：提示：氢氢原子的原子的s轨轨道上有一个道上有一个单电单电子，不子，不稳稳定，故定，故2个个氢氢原子形成一个共价原子形成一个共价键键，要点一要点一要点一要点一共价键的特征和分类共价键的特征和分类2021/8/8 星期日20即形成一个即形成一个稳稳定分子；而稀有气体元素的原定分子；而稀有气体元素的原子子轨轨道上均有道上均有2个自旋方向相反的成个自旋

12、方向相反的成对电对电子、子、能量低能量低处处于于稳稳定状定状态态。探究导引探究导引2在乙在乙烯烯分子中两个碳原子分子中两个碳原子间间的共价的共价键键相同相同吗吗？为为什么一个共价什么一个共价键键易断裂？易断裂？2021/8/8 星期日21提示：提示：不同，乙不同，乙烯烯分子中的碳原子之分子中的碳原子之间间形成形成2个共价个共价键键，一个是两原子，一个是两原子轨轨道道“头头碰碰头头”形形成的成的键键，一个是两原子，一个是两原子轨轨道道“肩并肩肩并肩”形成形成的的键键。键键不不稳稳定，易定，易发发生断裂。生断裂。2021/8/8 星期日22要点归纳要点归纳1.共价共价键键的特征的特征(1)共价共价

13、键键的的饱饱和性和性按照共价按照共价键键的共用的共用电电子子对对理理论论，一个原子，一个原子有几个未成有几个未成对电对电子，便可和几个自旋方向相子，便可和几个自旋方向相反的反的电电子配子配对对成成键键，这这就是共价就是共价键键的的“饱饱和和性性”。H原子、原子、Cl原子都只有一个未成原子都只有一个未成对电对电子，因而只能形成子，因而只能形成H2、HCl、Cl2分子，分子，2021/8/8 星期日23不能形成不能形成H3、H2Cl、Cl3等分子。等分子。共价共价键键的的饱饱和性决定了共价分子的和性决定了共价分子的组组成。成。(2)共价共价键键的方向性的方向性共价共价键键形成形成时时，两个参与成，

14、两个参与成键键的原子的原子轨轨道道总总是尽可能沿着是尽可能沿着电电子出子出现现概率最大的方向重概率最大的方向重叠，而且原子叠，而且原子轨轨道重叠越多，道重叠越多，电电子在两核子在两核间间出出现现概率越大，形成的共价概率越大，形成的共价键键就越牢固。就越牢固。电电子所在的原子子所在的原子轨轨道都有一定的形状，道都有一定的形状，2021/8/8 星期日24所以要取得最大重叠，共价所以要取得最大重叠，共价键键必然有方向必然有方向性。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、叁键叁键共用共用电电子子对对的偏移程度的偏移程度极性极性键键、非极性、非极性键键原子

15、原子轨轨道重叠方式道重叠方式键键、键键2021/8/8 星期日253.键和键和键的比较键的比较键键型型键键键键成成键键方向方向沿沿轴轴方向方向“头头碰碰头头”平行或平行或“肩并肩并肩肩”电电子云形状子云形状轴对轴对称称镜镜像像对对称称键键的的强强度度键键强强度大，不易度大，不易断裂断裂键键强强度度较较小，容小，容易断裂易断裂2021/8/8 星期日26即时应用即时应用1.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分子中两个共价分子中两个共价键键的的键键角接近角接近90的的原因是共价原因是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两

16、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2021/8/8 星期日27解析：解析：选选D。A项项，S原子的价原子的价电电子构型是子构型是3s23p4，有，有2个未成个未成对电对电子，并且分布在相互子，并且分布在相互垂直的垂直的3px和和3py轨轨道中，当与两个道中，当与两个H原子配原子配对对成成键时键时，形成的两个共价，形成的两个共价键间夹键间夹角接近角接近90，这这体体现现了共价了共价键键的方向性，是由的方向性，是由轨轨道的伸道的伸展方向决定的。展方向决定的。2021/8/8 星期日28B项项，N2分子中有三个化

17、学分子中有三个化学键键，其中有一个，其中有一个键键和两个和两个键键。C项项，两个原子形成的共价，两个原子形成的共价键键，首先有一个首先有一个键键，其余，其余为为键键。D项项，键键的重的重叠程度比叠程度比键键大，故大，故键键能能键键大于大于键键。2021/8/8 星期日29要点二要点二要点二要点二共价键的键参数共价键的键参数探究导引探究导引1描述共价描述共价键键的参数有哪些？的参数有哪些？提示：提示：键长键长、键键角、角、键键能。能。探究导引探究导引2 分子的分子的稳稳定性和空定性和空间间构型分构型分别别与与哪些参数有关？哪些参数有关？提示提示:分子的分子的稳稳定性是由定性是由键键能和能和键长键

18、长决定的，决定的，分子的空分子的空间间构型是由构型是由键长键长和和键键角决定的。角决定的。2021/8/8 星期日30要点归纳要点归纳1.键键参数的参数的应应用用(1)共价共价键键的的键键能和能和键长键长反映了共价反映了共价键键的的强强弱弱程度，程度，键长键长和和键键角常被用来描述分子的空角常被用来描述分子的空间间构型。构型。(2)一般来一般来讲讲，形成共价，形成共价键键的两原子半径之和的两原子半径之和越小，共用越小，共用电电子子对对数越多，数越多，则则共价共价键键越牢越牢固，含有固，含有该该共价共价键键的分子越的分子越稳稳定。定。2021/8/8 星期日31如如HF、HCl、HBr、HI中，

19、分子的共用中，分子的共用电电子子对对数相同数相同(1对对)，因，因F、Cl、Br、I的原子半径的原子半径依次增大，故共价依次增大，故共价键键牢固程度牢固程度HFHClHBrHI，因此，因此，稳稳定性定性HFHClHBrHI。氧族元素气。氧族元素气态氢态氢化物的化物的稳稳定性定性递变规递变规律可用律可用类类似的方法解似的方法解释释。(3)当两个原子形成共价当两个原子形成共价键时键时,原子原子轨轨道道发发生重生重叠，重叠程度越大叠，重叠程度越大,键长键长越短越短,键键能越大。能越大。2021/8/8 星期日32(4)有机物中碳原子与碳原子形成的共价有机物中碳原子与碳原子形成的共价键键的的键长规键长

20、规律如下：律如下：CCCCCC。2.键键参数与分子性参数与分子性质质的关系的关系2021/8/8 星期日33即时应用即时应用2.据下表所列键能数据判断，最不稳定的分据下表所列键能数据判断，最不稳定的分子是子是()化学化学键键HHHClHBrBrBr键键能能4364313631932021/8/8 星期日34A.HClBHBrCH2 DBr2解析：解析：选选D。共价。共价键键的的键键能越高，共价能越高，共价键键越牢越牢固，分子越固，分子越稳稳定，反之，分子越不定，反之，分子越不稳稳定。定。2021/8/8 星期日35题题型型探探究究技技法法归归纳纳题型一题型一题型一题型一共价键类型共价键类型例例

21、例例1 1 下列分子中共价下列分子中共价键键的的类类型完全相同的型完全相同的是是()ACH4与与NH3 BC2H6与与C2H4CH2与与Cl2 DCl2与与N22021/8/8 星期日36【思路点思路点拨拨】此此题题的关的关键键要注意两点要注意两点:一是一是准确理解共价准确理解共价键键形成的本形成的本质质，二是了解，二是了解键键和和键键的区的区别别与成与成键键特征。特征。【解析解析】A项项中存在的都是中存在的都是H的的s轨轨道与道与C、N的的p轨轨道形成的道形成的键键；B项项的的C2H4中中还还有有键键；C项项中中虽虽然都是然都是键键，但，但氢氢分子是分子是ss 键键，氯氯分子是分子是pp 键

22、键；D项项中中N2中除有中除有pp 键键外，外，还还有有pp 键键。【答案答案】A2021/8/8 星期日37题型二题型二题型二题型二共价键参数的应用共价键参数的应用例例例例2 2 能能说说明明BF3分子的四个原子在同一平面分子的四个原子在同一平面的理由是的理由是()ABF键键的的键键角角为为120BBF键键是非极性是非极性键键C三个三个BF键键的的键键能相同能相同D三个三个BF键键的的键长键长相等相等2021/8/8 星期日38【思路点思路点拨拨】解答本解答本题题的关的关键键是理解共价是理解共价键键的参数的参数实际实际上是共价上是共价键键的特征的特征方向性方向性与与饱饱和性的具体体和性的具体

23、体现现。【解析解析】分子的空分子的空间间构型由分子中化学构型由分子中化学键键的的键键角决定，当角决定，当键键角角为为120时时，BF3分子中分子中的三个的三个BF键键完全相同，故分子中完全相同，故分子中4个原子个原子共面，呈平面三角形。共面，呈平面三角形。【答案答案】A2021/8/8 星期日39题型三题型三题型三题型三键能与化学反应热键能与化学反应热(焓变焓变H)例例例例3 3 某些化学键的键能如下表某些化学键的键能如下表(kJmol1)。(1)1 mol H2在在2 mol Cl2中燃中燃烧烧，放出，放出热热量量_kJ。2021/8/8 星期日40(2)在一定条件下，在一定条件下，1 mo

24、l H2与足量的与足量的Cl2、Br2、I2分分别别反反应应，放出，放出热热量由多到少的量由多到少的顺顺序序是是_(填序号填序号)。aCl2Br2I2bI2Br2Cl2预测预测1 mol H2在足量在足量F2中燃中燃烧烧比在比在Cl2中燃中燃烧烧放放热热_。【思路点思路点拨拨】解此解此题题的关的关键键是弄清化学反是弄清化学反应应的本的本质质是旧化学是旧化学键键的断裂和新化学的断裂和新化学键键的形的形成，必与成，必与键键能有关。能有关。2021/8/8 星期日41【解析解析】1 mol H2在在2 mol Cl2中燃中燃烧烧，参加，参加反反应应的的H2和和Cl2都是都是1 mol，生成，生成HC

25、l 2 mol，故放出的故放出的热热量量为为431 kJmol12 mol436 kJmol11 mol247 kJmol11 mol179 kJ。(2)由于由于键键能能ClCl键键BrBr键键II键键，故，故H2在在Cl2中燃中燃烧烧放放热热最多，在最多，在I2中燃中燃烧烧放放热热最少；由于最少；由于键键能能FF键键ClCl键键，故，故知知H2在在F2中燃中燃烧烧比在比在Cl2中燃中燃烧烧放放热热多。多。2021/8/8 星期日42【答案答案】(1)179(2)a多多【规规律方法律方法】化学反化学反应热应热(焓变焓变)H反反应应物物的的键键能之和生成物的能之和生成物的键键能之和能之和H生生H

26、反反，单单位：位：kJmol1。2021/8/8 星期日43热热点点示示例例思思维维拓拓展展共价键在元素推断题中的应用共价键在元素推断题中的应用【经经典案例典案例】(2012南昌高二南昌高二检测检测)有三种有三种物物质质AC2、B2C2、AD4，元素，元素A在自然界中形在自然界中形成的物成的物质质种种类类最多；元素最多；元素B的的单质单质能在能在C的气的气态单质态单质中中剧剧烈燃烈燃烧烧，火焰呈黄色，并生成淡，火焰呈黄色，并生成淡黄色固体黄色固体B2C2；元素；元素D的的负负一价阴离子的一价阴离子的电电子子层结层结构与构与氩氩原子相同，原子相同，2021/8/8 星期日44则则：(1)A、B、

27、C、D的元素名称分的元素名称分别别是是_、_、_、_。(2)AD4分子中含有的共价分子中含有的共价键类键类型型为为_(填填“键键”或或“键键”)。(3)D的的负负一价阴离子的一价阴离子的电电子排布式子排布式为为_，B2C2的的电电子式子式为为_，属，属_(填填“离子化合物离子化合物”或或“共价化合共价化合物物”)。2021/8/8 星期日45【解析解析】A在自然界中形成的物在自然界中形成的物质质种种类类最最多，是碳元素；淡黄色固体多，是碳元素；淡黄色固体B2C2是是Na2O2，即，即B为钠为钠，C为为氧；元素氧；元素D的的负负一价阴离子的一价阴离子的电电子子层结层结构与构与氩氩原子相同，原子相同，D为氯为氯。【答案答案】(1)碳碳钠钠氧氧氯氯(2)键键(3)1s22s22p63s23p6离子化合物离子化合物2021/8/8 星期日462021/8/8 星期日47