上课用第一节共价键.ppt

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1、上课用第一节共价键 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望什么是化学键？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。填写下表填写下表:原子原子Na Cl H Cl C

2、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，形成的将是对不会被共用，形成的将是_键；而键；而_键是电负键是电负性相差不大的原子之间形成的化学键。性相差不大的原子之间形成的化学键。0.9 3.02.1 3.02.5 3.52.10.91.0离子离子共价共价写出写出Cl,N,O,Cr,Cu电子排布式电子排布式写出写出Cl,N,O,Cr,Cu电子轨道式电子轨道式价键理论的要点价键理论的要点1.电子配对原理电子配对原理两原子各自提供两原子各自提供1个个自旋方向相反自旋方向相反的的未成

3、对未成对电子电子彼此配对。彼此配对。2.2.最大重叠原理最大重叠原理两个原子轨道两个原子轨道重叠部分越大重叠部分越大，两核间电子的概，两核间电子的概率密度越大，形成的共价键越牢固，分子越稳率密度越大，形成的共价键越牢固，分子越稳定。定。一、共价键性质一、共价键性质-饱和性饱和性以氢分子的形成为例：思考思考:硫化氢分子式为何为硫化氢分子式为何为H2S?氨气为何为氨气为何为NH3一、共价键性质一、共价键性质-方向性方向性以HCl、H2S为例说明。XZ相互靠拢相互靠拢(a).s-s 键的形成键的形成二、共价键类型二、共价键类型-键键(b).s-p 键的形成键的形成 未成对电子的未成对电子的电子云相互

4、靠拢电子云相互靠拢电子云相互重叠电子云相互重叠 未成对电子的未成对电子的电子云相互靠拢电子云相互靠拢电子云相互重叠电子云相互重叠(c)、p-p 键的形成键的形成以形成化学键的两原子核的连线为轴作以形成化学键的两原子核的连线为轴作旋转操作，共价键电子云的图形不变。旋转操作，共价键电子云的图形不变。这种特征称为轴对称这种特征称为轴对称即：头对头重叠即：头对头重叠形成形成键的电子，称为键的电子，称为电子。电子。二、共价键类型二、共价键类型-键键X+ssX+-pxs+-+Xpxpx二、共价键类型二、共价键类型-键键 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每个每个键的电

5、子云由两块组成，分别位于键的电子云由两块组成，分别位于由两原子构成平面的两侧，如以它们之由两原子构成平面的两侧，如以它们之间包含原子核的平面为镜面，它们互为间包含原子核的平面为镜面，它们互为镜像，这种特征称为镜像对称。镜像，这种特征称为镜像对称。由两个原子由两个原子p电子电子“肩并肩肩并肩”形成的。形成的。形成形成键的电子称为键的电子称为电子。电子。二、共价键类型二、共价键类型-键键+I+IXZZpZpZ讨论讨论氮气分子中化学键的类型氮气分子中化学键的类型小小 结结 键键项项 型型 目目 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

6、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，易断裂共价单键是共价单键是键，共价双键中一个是键，共价双键中一个是 键，另一个是键，另一个是键，共价三键中一个是键，共价三键中一个是键键，另两个为，另两个为键。键。乙烷、乙烯和乙炔分子中的共价键分乙烷、乙烯和乙炔分子中的共价键分别由几个别由几个键和几个键和几个键组成？键组成？乙烷：乙烷：7 7个个键键 乙烯乙烯 ：5 5个个键一个键一个键键 乙炔：乙炔：3 3个个键两个键两个键键三、共价键参数三、共价键参数-键能键能气态基态原子形成气态基态原子形成1mol化学键释放

7、的最化学键释放的最低能量低能量.通常取正值。通常取正值。kJ/mol键能越大，即形成化学键时放出的能量键能越大，即形成化学键时放出的能量越多，意味着这个化学键越稳定，越不越多，意味着这个化学键越稳定，越不容易被打断。即：键能越大，化学键越容易被打断。即：键能越大，化学键越稳定。稳定。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三、共价键参数三、共价键参数-键长键长相同原子的共价键键长的一半称为共价半径。相同原子的共价键键长的一半称为共价半径。键长越短，键能越大，共价键越稳定。键长越短，键能越大，共价键越稳定。将上表和键能数据对比可得出什么结论？将上表和键能数据对比可得出什么

8、结论？在原子数超过在原子数超过2的分子中，两个共价键之的分子中，两个共价键之间的夹角称为键角。间的夹角称为键角。多原子分子键角一定，表明共价有方向多原子分子键角一定，表明共价有方向性。性。键角是描述分子立体结构的重要参数。键角是描述分子立体结构的重要参数。分子的许多性质都与键角有关。分子的许多性质都与键角有关。三、共价键参数三、共价键参数-键角键角1 1、试试利利用用表表2l2l的的数数据据进进行行计计算算，1 1 mo1 mo1 H H2 2分分别别跟跟l l molClmolCl2 2、lmolBrlmolBr2 2(蒸蒸气气)反反应应，分分别别形形成成2 2 mo1HClmo1HCl分分

9、子子和和2molHBr2molHBr分分子子，哪哪一一个个反反应应释释放放的的能能量量更更多多?如如何何用用计计算算的的结结果果说说明明氯氯化化氢氢分分子子和和溴溴化化氢分子哪个更容易发生热分解生成相应的单质？氢分子哪个更容易发生热分解生成相应的单质？2 2N N2 2、0 02 2、F F2 2跟跟H H2 2的的反反应应能能力力依依次次增增强强，从从键键能能的角度应如何理解这一化学事实的角度应如何理解这一化学事实?3 3通通过过上上述述例例子子，你你认认为为键键长长、键键能能对对分分子子的的化学性质有什么影响？化学性质有什么影响？思考与交流思考与交流1 1、形形成成2 2 mo1HClmo

10、1HCl释释放放能能量量：2431.8 2431.8 kJ kJ(436.0kJ+242.7kJ)=184.9 kJ(436.0kJ+242.7kJ)=184.9 kJ形形 成成 2 2 mo1HBrmo1HBr释释 放放 能能 量量：2366kJ 2366kJ(436.0kJ+193.7kJ)=102.97kJ(436.0kJ+193.7kJ)=102.97kJHClHCl释释放放能能量量比比HBrHBr释释放放能能量量多多,因因而而生生成成的的HClHCl更稳定更稳定,即即HBrHBr更容易发生热分解生成相应的单质更容易发生热分解生成相应的单质.2 2、键能大小是：、键能大小是：F-HO-

11、HN-HF-HO-HN-H3 3、键键长长越越长长，键键能能越越小小，键键越越易易断断裂裂，化化学学性性质越活泼。质越活泼。COCO分子和分子和NN2 2分子的某些性质分子的某些性质 四、等电子原理：四、等电子原理：原子总数相同、价电子总数相同的分子具有原子总数相同、价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征，它们的许多性质是相近相似的化学键特征，它们的许多性质是相近的的 能否举出由第二第三周期元素组成的等电子体物质能否举出由第二第三周期元素组成的等电子体物质科学视野：科学视野：用质谱仪测定分子结构用质谱仪测定分子结构 现代化学常利用质谱仪测定分子的结构。它的基本原现代化学常利用质谱仪测定分子的

12、结构。它的基本原理是在质谱仪中使分子失去电子变成带正电荷的分子离理是在质谱仪中使分子失去电子变成带正电荷的分子离子和碎片离子等粒子。由于生成的分子离子、碎片离子子和碎片离子等粒子。由于生成的分子离子、碎片离子具有不同的相对质量，它们在高压电场加速后，通过狭具有不同的相对质量，它们在高压电场加速后，通过狭缝进入磁场分析器得到分离，在记录仪上呈现一系列峰，缝进入磁场分析器得到分离，在记录仪上呈现一系列峰，化学家对这些峰进行系统分析，便可得知样品分子的结化学家对这些峰进行系统分析，便可得知样品分子的结构。例如，图构。例如，图2727的纵坐标是相对丰度的纵坐标是相对丰度(与粒子的浓度成与粒子的浓度成正

13、比正比)，横坐标是粒子的质量与电荷之比，横坐标是粒子的质量与电荷之比(m(me)e)，简称质，简称质荷比。化学家通过分析得知，荷比。化学家通过分析得知，m me e9292的峰是甲苯分子的峰是甲苯分子的正离子的正离子(C(C6 6H H5 5CHCH3 3)，m me e9191的峰是再丢失一个氢原的峰是再丢失一个氢原子的子的C C6 6H H5 5CHCH2 2 ，m me e6565的峰是分子碎片的峰是分子碎片因此，化因此，化学家便可推测被测物是甲苯。学家便可推测被测物是甲苯。例题例题:20022002年年诺诺贝贝尔尔化化学学奖奖表表彰彰的的是是在在“看看清清”生生物物大大分分子子真真面面

14、目目方方面面的的科科技技成成果果，一一项项是是美美国国科科学学家家约约翰翰芬芬恩恩与与日日本本科科学学家家田田中中耕耕一一“发发明明了了对对生生物物大大分分子子的的质质谱谱分分析析法法”；另另一一项项是是瑞瑞士士科科学学家家库库尔尔特特维维特特里里希希“发发明明了了利利用用核核磁磁共共振振技技术术测测定定溶溶液液中中生生物物大大分分子子三三维维结结构构的的方方法法”。质质子子核核磁磁共共振振（PMRPMR）是是研研究究有有机机物物结结构构的的有有力力手手段段之之一一，在在所所有有研研究究的的化化合合物物分分子子中中，每每一一结结构构中中的的等等性性氢氢原原子子在在PMRPMR中中都都给给出出了

15、了相相应应的的峰峰（信信号号），谱谱中中峰峰的的强强度度与与结结构构中中的的等等性性H H原原子子个个成成正正比比。例例如如乙乙醛醛的的结结构构简简式式为为CHCH3 3CHOCHO，在在PMRPMR中中有有两两个个信信号号，其强度之比为其强度之比为3:13:1。（1）结构式为）结构式为 的有机物，在的有机物，在PMR谱上谱上观察峰给出的强度之比为观察峰给出的强度之比为 ；（2）某某含含氧氧有有机机物物，它它的的相相对对分分子子质质量量为为46.0，碳碳的的质质量量分分数数为为52.2%，氢氢的的质质量量分分数数为为13.0%，PMR中只有一个信号，请写出其结构简式中只有一个信号，请写出其结构

16、简式 （3）实实践践中中可可根根据据PMR谱谱上上观观察察到到氢氢原原子子给给出出的的峰峰值值情情况况，确确定定有有机机物物的的结结构构。如如分分子子式式为为C3H6O2的的链链状状有有机机物物，有有PMR谱谱上上峰峰给给出出的的稳稳定定强强度度仅仅有有四四种种，其其对对应应的的全全部部结结构构，它它们们分分别别为为：3 3 3 2 1 3 1 1 1 2 2 1 1，请请分分别别推推断出结构简式：断出结构简式：。（1 1）2 2：2 2：2 2：2 2：2 2或者或者1 1：1 1：1 1：1 1：1 1（2 2）CHCH3 3OCHOCH3 3（3 3）CHCH3 3COOCHCOOCH3 3 CHCH3 3CHCH2 2COOH COOH CHCH3 3CHCH（OHOH）CHO HOCHCHO HOCH2 2CHCH2 2CHOCHO参考答案：参考答案：