共价键原子晶体学习目标1知道共价键的主要类型σ键和π键ppt课件.ppt
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1、第三第三单单元共价元共价键键原子晶体原子晶体学学习习目目标标1.知道共价知道共价键键的主要的主要类类型型键键和和键键。2.能能用用键键能能、键键长长、键键角角等等键键参参数数说说明明简简单单分分子子的的某些性某些性质质。3.能能举举例例说说明明“等等电电子原理子原理”的含的含义义和和应应用。用。4.了解原子晶体的特征。了解原子晶体的特征。5.以以典典型型的的物物质质为为例例描描述述原原子子晶晶体体的的结结构构与与性性质质的的关系。关系。6.掌握金掌握金刚刚石、二氧化硅等原子晶体的石、二氧化硅等原子晶体的结结构。构。课时课时1共价共价键键的形成与的形成与类类型型 课堂互动讲练课堂互动讲练探究整合
2、应用探究整合应用知能优化训练知能优化训练课时课时1课前自主学案课前自主学案课前自主学案课前自主学案自主学习自主学习自主学习自主学习一、共价一、共价键键的形成的形成1概念概念吸引吸引电电子能力相近的原子子能力相近的原子间间通通过过_形成。形成。2成成键键本本质质当成当成键键原子相互接近原子相互接近时时,原子,原子轨轨道道发发生生_,自,自旋方向旋方向_的未成的未成对电对电子形成子形成_,两原,两原子核之子核之间间的的电电子云密度子云密度_,体系的能量,体系的能量_。共用共用电电子子对对重叠重叠相反相反共用共用电电子子对对增加增加降低降低3共价共价键键的特点的特点(1)共价共价键键有有_。成成键过
3、键过程中,每种原子有几个程中,每种原子有几个_电电子,就能子,就能和几个自旋方向和几个自旋方向_的的电电子成子成键键。故在共价分子。故在共价分子中,每个原子成中,每个原子成键键的数目是的数目是_的。的。(2)共价共价键键有有_。成成键时键时,两个参与成,两个参与成键键的的_总总是尽可能沿是尽可能沿着着电电子出子出现现机会机会_的方向重叠,且的方向重叠,且_重重叠越多,叠越多,电电子在两核子在两核间间出出现现的机会的机会_,体系的,体系的能量能量_就越多,形成的共价就越多,形成的共价键键就越就越_。(但但s轨轨道与道与s轨轨道形成的共价道形成的共价键键_)饱饱和性和性未成未成对对相反相反一定一定
4、方向性方向性原子原子轨轨道道最大最大原子原子轨轨道道越多越多下降下降牢固牢固无方向性无方向性【提示提示】氢氢原子和原子和氯氯原子的原子的电电子式子式为为 ,两原子都只有一个未成两原子都只有一个未成对电对电子,从分子的形成子,从分子的形成过过程程来看,只有未成来看,只有未成对电对电子才能形成共用子才能形成共用电电子子对对,因此,因此氢氢分子、分子、氯氯分子和分子和氯氯化化氢氢分子中只能由两个原子各分子中只能由两个原子各提供提供1个未成个未成对电对电子形成共用子形成共用电电子子对对,也决定了其分,也决定了其分子中的原子个数。子中的原子个数。思考感悟思考感悟1为为什什么么2个个氢氢原原子子、2个个氯
5、氯原原子子结结合合成成氢氢分分子子、氯氯分分子子,1个个氢氢原原子子只只能能和和1个个氯氯原原子子结结合合成成氯氯化化氢氢分子,而不是以分子,而不是以3个、个、4个或其他个数比相个或其他个数比相结结合?合?二、共价二、共价键键的的类类型型1键键和和键键(1)键键原子原子轨轨道沿核道沿核间连线间连线以以“_”的方式重叠形成的方式重叠形成的共价的共价键键。(如如图图所示所示)以上三种重叠的方式以上三种重叠的方式是是轴轴向重叠,重叠后向重叠,重叠后的分子的分子轨轨道道图图象具有象具有轴对轴对称性。称性。头头碰碰头头(2)键键原子原子轨轨道在核道在核间间以以“_”的方式形成的共价的方式形成的共价键键。
6、(如如图图所示所示)氮分子中含有一个氮分子中含有一个_键键和两个和两个_键键,氮氮分子的分子的结结构式构式为为NN。两个两个p轨轨道肩并肩重叠得到的道肩并肩重叠得到的图图象是通象是通过过成成键键核的核的平面呈平面呈镜镜像像对对称的。称的。肩并肩肩并肩(3)有机物中,碳原子有机物中,碳原子间间形成的形成的_比比_牢固,故牢固,故反反应应中中_易断裂。易断裂。2非极性非极性键键、极性、极性键键和配位和配位键键(1)非极性非极性键键两个成两个成键键原子原子_电电子的能力子的能力_,_不不发发生偏移。生偏移。(2)极性极性键键两个成两个成键键原子原子_电电子的能力子的能力_,_发发生偏移。生偏移。键键
7、键键键键吸引吸引相同相同共用共用电电子子对对吸引吸引不同不同共用共用电电子子对对在极性在极性键键中,成中,成键键原子原子_电电子的能力差子的能力差别别_,_发发生偏移的程度生偏移的程度_,共价,共价键键的极性的极性_。(3)配位配位键键由一个原子提供由一个原子提供_,与另一个提供,与另一个提供_的原子形成的共价的原子形成的共价键键。思考感悟思考感悟2配位配位键键与共价与共价键键的区的区别别是什么?是什么?【提示提示】键长键长、键键能、能、键键角均相同,只是共用角均相同,只是共用电电子子对对的来源不同。的来源不同。吸引吸引越大越大共用共用电电子子对对越大越大越越强强空空轨轨道道孤孤电电子子对对自
8、主体验自主体验自主体验自主体验解析:解析:选选D。两原子形成共价。两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,即叠,即电电子在两核之子在两核之间间出出现现的机会更多;两原子的机会更多;两原子原子原子轨轨道重叠越多,道重叠越多,键键越牢固,体系的能量也越越牢固,体系的能量也越低;原子的大小与能否形成共价低;原子的大小与能否形成共价键键无必然无必然联联系。系。解析:解析:选选D。由共价。由共价键键的的饱饱和性可知:和性可知:C、Si都形都形成成4个共价个共价键键;H形成形成1个共价个共价键键,N形成形成3个共价个共价键键,O、S、Se都形成都形成2个共价个共价键键。3下列分子中,既含有下
9、列分子中,既含有键键又含有又含有键键的是的是()ACH4 BHClCCH2=CH2 DF2解析:解析:选选C。乙。乙烯烯分子中碳原子之分子中碳原子之间间有一个有一个键键,一个一个键键。课堂互动讲练课堂互动讲练要点一要点一要点一要点一共价共价键键的特征和本的特征和本质质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一定子的数目是一定的,因此在共价的,因此在共价键键的形成的形成过过程中,一个原子中的一程中,一个原子中的一个未成个未成对电对电子与另一个原子中的一个未成子与另一个原子中的一个未成对电对电子配子配对对成成键键后,一般来后
10、,一般来说说就不能再与其他原子的未成就不能再与其他原子的未成对对电电子配子配对对成成键键了,即每个原子所能形成共价了,即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,所以共价接的原子数目是一定的,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,其他的原子轨轨道在空道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,的概率越大,所形成的共价所形成的共价键键就越牢固,因此共价就越牢固,因此共价
11、键键将尽可能将尽可能沿着沿着电电子出子出现现概率最大的方向形成,所以共价概率最大的方向形成,所以共价键键具有方向性。具有方向性。2共价共价键键的本的本质质(1)共价共价键键形成形成过过程的分析程的分析(以以H2为为例例)两个两个氢氢原子核外原子核外电电子的自旋方向相反,当它子的自旋方向相反,当它们们接接近到一定距离近到一定距离时时,两个,两个1s轨轨道重叠,道重叠,电电子在两原子子在两原子核核间间出出现现的概率的概率较较大。随着核大。随着核间间距减小,距减小,电电子在核子在核间间出出现现的概率增大,体系能量逐的概率增大,体系能量逐渐渐下降,达到能量下降,达到能量最低状最低状态态;进进一步减小一
12、步减小时时,原子,原子间间的的斥力使体系能量迅速上升,排斥作用斥力使体系能量迅速上升,排斥作用将将氢氢原子推回到平衡位置原子推回到平衡位置(如如图图中中a曲曲线线)。两个两个氢氢原子核外原子核外电电子的自旋方向相同,相互接近子的自旋方向相同,相互接近时时,排斥,排斥总总是占主是占主导导地位,地位,这样这样的两个的两个氢氢原子不能原子不能形成形成氢氢气分子气分子(如如图图中中b曲曲线线)。(2)共价共价键键形成的本形成的本质质当成当成键键原子相互接近原子相互接近时时,原子,原子轨轨道道发发生重叠,自旋生重叠,自旋方向相反的未成方向相反的未成对电对电子形成共用子形成共用电电子子对对,两原子核,两原
13、子核间间的的电电子密度增加,体系的能量降低。子密度增加,体系的能量降低。例例例例1 1【解解析析】非非金金属属元元素素的的原原子子形形成成的的共共价价键键数数目目取取决决于于该该原原子子最最外外层层的的不不成成对对电电子子数数,一一般般最最外外层层有有几几个个不不成成对对电电子子就就能能形形成成几几个个共共价价键键,A项项不不正正确确;一一个个原原子子的的未未成成对对电电子子一一旦旦与与另另一一个个自自旋旋相相反反的的未未成成对对电电子子成成键键后后,就就不不能能再再与与第第三三个个电电子子配配对对成成键键,因因此此,一一个个原原子子有有几几个个不不成成对对电电子子,就会与几个自旋相反的未成就
14、会与几个自旋相反的未成对电对电子成子成键键,这这就就是是共共价价键键的的饱饱和和性性,故故一一个个氧氧原原子子只只能能与与两两个个氢氢原原子子结结合合生生成成水水,B项项正正确确;非非金金属属元元素素原原子子之之间间形形成成的的化化合合物物也也可可能能是是离离子子化化合合物物,如如NH4Cl等等铵铵盐盐,C项项正正确确;不不管管是是阴阴离离子子还还是是阳阳离离子子,核核内内质质子子数数与与核核外外电电子子数数必必定定存存在在差差别别,此此差差值值就就是是离子所离子所带带的的电电荷数,荷数,D项项正确。正确。【答案答案】A变变式式训训练练1(2011年年湖湖北北黄黄冈冈高高二二质质检检)下下列列
15、说说法法正确的是正确的是()A若若把把H2S分分子子写写成成H3S分分子子,违违背背了了共共价价键键的的饱饱和性和性BH3O离子的存在,离子的存在,说说明共价明共价键键不不应应有有饱饱和性和性C所有共价所有共价键键都有方向性都有方向性D两个原子之两个原子之间间形成共价形成共价键时键时,可形成多个,可形成多个键键解解析析:选选A。H2分分子子中中的的s轨轨道道成成键键时时,因因s轨轨道道为为球形,故球形,故H2分子中的分子中的HH共价共价键键无方向性。无方向性。要点二要点二要点二要点二共价键的类型共价键的类型1按原子按原子轨轨道重叠方式分道重叠方式分为为键键、键键等。等。(1)键键是是两两原原子
16、子轨轨道道“头头碰碰头头”重重叠叠形形成成;键键是是两两原子原子轨轨道道“肩并肩肩并肩”重叠形成。重叠形成。(2)如如果果原原子子间间只只有有1个个共共用用电电子子对对,形形成成的的共共价价单单键键常常为为键键;如如果果原原子子间间的的共共价价键键是是双双键键,则则有有一一个个键键和和1个个键键;如如果果是是叁叁键键,则则有有一一个个键键和和2个个键键。(3)键键相相对稳对稳定,定,键键易断裂。易断裂。2.按共用按共用电电子子对对是否是否发发生偏移分生偏移分为为非极性共价非极性共价键键、极性共价极性共价键键。(1)非极性非极性键键同种元素的原子同种元素的原子间间形成的共价形成的共价键键,共用,
17、共用电电子子对对不偏不偏向任何一方,成向任何一方,成键键原子不原子不显电显电性。如性。如H2中中HH键键,Cl2中中ClCl键键等。等。(2)极性极性键键由不同种元素的原子由不同种元素的原子间间形成的共价形成的共价键键。共用。共用电电子子对对偏向吸引偏向吸引电电子能力子能力强强的一方,因而的一方,因而该该方原子方原子显负电显负电性,化合价性,化合价为负值为负值,另一方,另一方显显正正电电性,化合价性,化合价为为正正值值,如,如HCl中,中,Cl显显1价,价,H显显1价。价。特特别别提提醒醒:成成键键的的两两原原子子吸吸引引电电子子对对的的能能力力(即即非非金属性金属性)差差别别越大,越大,电电
18、子子对对偏移的程度越大,偏移的程度越大,键键的的极性越极性越强强。例如由。例如由处处于短周期的四种元素于短周期的四种元素形形成成的的共共价价健健,键键的的极极性性最最强强的的是是:XY,键键的的极性最弱的是:极性最弱的是:WZ。W XYZ3按提供按提供电电子子对对的方式分的方式分为为:一般共价:一般共价键键、配、配位位键键。(1)配位配位键键孤孤电电子子对对分子分子(或离子或离子)中,没有跟其他原子共用的中,没有跟其他原子共用的电电子子对对就是孤就是孤电电子子对对。如。如NH3、H2O、HF分子中分分子中分别别有有1对对、2对对、3对对孤孤电电子子对对:。铵铵根和水合根和水合氢氢离子中的配位离
19、子中的配位键键:、H2SO4分子中的配位分子中的配位键键:。(2)一般共价一般共价键键:共用:共用电电子子对对由成由成键键双方共同提供。双方共同提供。例例例例2 2 分析下列化学式中画有横分析下列化学式中画有横线线的元素,的元素,选选出符出符合要求的物合要求的物质质填空。填空。ANH3BH2OCHClDCH4EC2H6FN2(1)所有的价所有的价电电子都参与形成共价子都参与形成共价键键的是的是_。(2)只有一个价只有一个价电电子参与形成共价子参与形成共价键键的是的是_。(3)最外最外层层有未参与成有未参与成键键的的电电子子对对的是的是_。(4)既有既有键键又有又有键键的是的是_。【解析解析】N
20、H3中中N原子分原子分别别与与3个个H原子形成原子形成3个个键键,还还有一有一对对不成不成键电键电子;子;H2O中中O原子与原子与2个个H原原子形成子形成2个个键键,还还有两有两对对不成不成键电键电子;子;HCl中中Cl原原子与子与1个个H原子形成原子形成1个个键键,还还有有3对对不成不成键电键电子;子;CH4中中C原子与原子与4个个H原子形成原子形成4个个键键,所有价,所有价电电子子都参与成都参与成键键;C2H6中中C原子分原子分别别与与3个个H原子及另原子及另1个个C原子形成原子形成4个个键键,所有,所有电电子都参与成子都参与成键键;N2中中N原子与另原子与另1个个N原子形成原子形成1个个
21、键键,2个个键键,还还有一有一对对不成不成键电键电子。子。【答案答案】(1)DE(2)C(3)ABCF(4)EF变变式式训练训练2下列有关下列有关键键和和键键的的说说法法错误错误的是的是()A含有含有键键的分子在反的分子在反应时应时,键键是化学反是化学反应应的的积积极参与者极参与者B当原子形成分子当原子形成分子时时,首先形成,首先形成键键,可能形成,可能形成键键C有些原子在与其他原子形成分子有些原子在与其他原子形成分子时时只能形成只能形成键键,不能形成,不能形成键键D在分子中,化学在分子中,化学键键可能只有可能只有键键而没有而没有键键解解析析:选选D。本本题题主主要要考考查查键键和和键键的的形
22、形成成。由由于于键键的的键键能能小小于于键键的的键键能能,所所以以反反应应时时易易断断裂裂,故故A项项说说法法正正确确。在在原原子子形形成成分分子子时时为为了了使使其其能能量量最最低低,必必然然首首先先形形成成键键,再再根根据据形形成成原原子子的的核核外外电电子子排排布布来来判判断断是是否否形形成成键键,所所以以B项项说说法法正正确确。C项项中中如如H,只只能能形形成成键键,不不能能形形成成键键,故故C项项说说法法正正确确。D项项说说法法错错误误,当当原原子子形形成成分分子子时时,首首先先形成形成键键,故分子中不可能只有,故分子中不可能只有键键而没有而没有键键。探究整合应用探究整合应用如何解答
23、有关等如何解答有关等电电子体子体问题问题凡凡原原子子数数与与价价电电子子总总数数均均相相等等的的物物质质,其其结结构构相相同同,物物理理性性质质相相近近,称称为为等等电电子子原原理理,相相应应的的物物质质互称互称为为等等电电子体。子体。几种常几种常见见的等的等电电子体:子体:例例例例 原子数相等、原子数相等、电电子子总总数相等的分子互称数相等的分子互称为为等等电电子体,等子体,等电电子体的子体的结结构相似、物理性构相似、物理性质质相近。相近。(1)根据上述原理,根据上述原理,仅仅由第由第2周期元素周期元素组组成的共价分成的共价分子中,互子中,互为为等等电电子体的是子体的是_和和_;_和和_。(
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