高考化学 专题3 第三单元 共价键 原子晶体 苏教版选修3.ppt
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1、栏目栏目导引导引要点突破要点突破讲练互动讲练互动题型探究题型探究技法归纳技法归纳课堂达标课堂达标即时巩固即时巩固知能演练知能演练轻松闯关轻松闯关新知初探新知初探自学导引自学导引专题专题3 3微粒间作用力与物质性质微粒间作用力与物质性质第三单元第三单元 共价键共价键 原子晶体原子晶体课程标准导航课程标准导航1.认识共价键的本质和特性,了解共价键的认识共价键的本质和特性,了解共价键的饱和性与方向性。饱和性与方向性。2.了解共价键的基本类型。了解共价键的基本类型。3.用电子式法表示共价化合物的形成过程。用电子式法表示共价化合物的形成过程。4.认识影响共价键键能的主要因素,分析化认识影响共价键键能的主
2、要因素,分析化学键的极性强弱,把握键能与化学反应热之学键的极性强弱,把握键能与化学反应热之间的内在联系。间的内在联系。5.深化对原子晶体的认识。深化对原子晶体的认识。6.树立正确的能量观。树立正确的能量观。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之子能力相近的原子之间间通通过过_形成共价形成共价键键。共用共用电电子子对对2.成成键键本本质质当当成成键键原原子子相相互互接接近近时时,原原子子轨轨道道发发生生_,自自旋旋方方向向_的的未未成成对对电电子子形形成成_,两两原原子子核核之之间间的的电电子子云云密密度度_,体
3、系的能量,体系的能量_。3.共价键的特点共价键的特点(1)共价键有共价键有_成成键过键过程中,每种元素的原子有几个未成程中,每种元素的原子有几个未成对对电电子,子,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饱和性饱和性通通常常就就能能和和几几个个自自旋旋方方向向相相反反的的电电子子成成键键。故在共价分子中,每个原子成故在共价分子中,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_成成键键时时,两两个个参参与与成成键键的的原原子子轨轨道道总总是是尽尽可可能能沿沿着着电电子子出出现现机机会会最最大大的的方方向向重重叠叠,且且原原子子轨轨道道重重叠叠越越多多,电电子子在在两
4、两核核间间出出现现的的机机会会_,体体系系的的能能量量_就就越越多多,形形成成的的共共价价键键就就越越_。(但但s轨轨道道与与s轨轨道道形形成的共价成的共价键键_)一定一定方向性方向性越多越多下降下降牢固牢固无方向性无方向性想一想想一想1.F2和和HF分子是怎样形成的?分子是怎样形成的?提提示示:每每个个氟氟原原子子的的最最外外层层的的2p轨轨道道上上有有一一个个未未成成对对电电子子,当当两两个个氟氟原原子子相相互互接接近近时时,两两个个2p轨轨道道发发生生重重叠叠,两两个个自自旋旋方方向向相相反反的的电电子子就就会会形形成成共共用用电电子子对对,从从而而形形成成共共价价键键,形成氟气分子形成
5、氟气分子(F2);同同理理,当当一一个个氟氟原原子子与与一一个个氢氢原原子子相相互互接接近近时时,氟氟原原子子的的2p轨轨道道与与氢氢原原子子的的1s轨轨道道发发生生重重叠叠,两两个个自自旋旋方方向向相相反反的的电电子子配配对对成成键键,形成形成HF分子。分子。二、共价键的类型二、共价键的类型1.键和键和键键(1)键:原子轨道沿核间连线方向以键:原子轨道沿核间连线方向以“_”方方式式互互相相重重叠叠而而形形成成的的共共价价键键叫叫键键。按按形形成成键键的的原原子子轨轨道道类类型型的的不不同同,键可分为键可分为_.图示如下:图示如下:头碰头头碰头ss 键、键、sp 键、键、pp 键键(2)键:原
6、子轨道在核间连线两侧以键:原子轨道在核间连线两侧以“_”的的方方式式发发生生重重叠叠形形成成的的共价键叫共价键叫键,其形成过程表示如下:键,其形成过程表示如下:肩并肩肩并肩想一想想一想2.根根据据下下表表中中乙乙烷烷、乙乙烯烯、乙乙炔炔的的分分子子模模型型,分分析析这这些些分分子子中中的的共共价价键键分分别别是是由由几几个个键键和和几几个个键键组组成成的的,并并解解释释乙乙烯烯、乙乙炔炔分分别别与与溴溴发发生生加加成成反反应应时时,共共价价键键的的断断裂裂和和形形成成情况。情况。提提示示:在在乙乙烷烷分分子子中中,每每个个碳碳原原子子与与三三个个氢氢原原子子形形成成3个个sp 键键,两两个个碳
7、碳原原子子之之间间形形成成1个个pp 键,所以乙烷分子中共有键,所以乙烷分子中共有7个个键键;在在乙乙烯烯分分子子中中,每每个个碳碳原原子子与与两两个个氢氢原原子子形形成成2个个sp 键键,两两个个碳碳原原子子之之间间形形成成1个个pp 键键和和1个个pp 键键,所所以以乙乙烯烯分分子子中中共共有有5个个键键和和1个个键键;在在乙乙炔炔分分子子中中,每每个个碳碳原原子与一个氢原子形成子与一个氢原子形成1个个sp 键,键,两两个个碳碳原原子子之之间间形形成成1个个pp 键键和和2个个pp 键键,所所以以乙乙炔炔分分子子中中共共有有3个个键键和和2个个键键。由由于于键键比比键键牢牢固固,所所以以,
8、在在化化学学反反应应中中键键易易发发生生断断裂裂,易易发发生生加加成成反反应应。乙乙烯烯与与溴溴反反应应时时,乙乙烯烯分分子子中中碳碳原原子子之之间间的的键键断断裂裂,两两个个碳碳原原子子各各与与一一个个溴溴原原子子结结合合,重重新新形形成成2个个sp 键键;乙乙炔炔与与溴溴反反应应时时,乙乙炔炔分分子子中中碳碳原原子子之之间间的的2个个键键断断裂裂,两两个个碳碳原原子子各各与与两两个个溴溴原原子结合子结合,重新形成重新形成4个个sp 键键.2.非极性键、极性键和配位键非极性键、极性键和配位键(1)非极性键非极性键两两个个成成键键原原子子吸吸引引电电子子的的能能力力_,_不发生偏移。不发生偏移
9、。(2)极性键极性键两两个个成成键键原原子子吸吸引引电电子子的的能能力力_,_发生偏移。发生偏移。相同相同共用电子对共用电子对不同不同共用电子对共用电子对在在极极性性键键中中,成成键键原原子子吸吸引引电电子子的的能能力力差差别别越越大大,共共用用电电子子对对发发生生偏偏移移的的程程度度越越大大,共共价价键的极性越强。键的极性越强。(3)配位键配位键由由一一个个原原子子提提供供_,与与另另一一个个提提供供_的原子形成的共价键。的原子形成的共价键。空轨道空轨道孤电子对孤电子对三、共价键的键能与化学反应的反应热三、共价键的键能与化学反应的反应热1.键能:原子之间形成的键能:原子之间形成的_的强度。的
10、强度。2.键长:两原子核间的键长:两原子核间的_。3.当当两两个个原原子子形形成成共共价价键键时时,原原子子轨轨道道发发生生重重叠叠,重重叠叠程程度度越越大大,共共价价键键的的键键能能越越大大,键长越短。键长越短。共价键共价键平均间距平均间距4.化学反应过程中的能量变化是由化学反应过程中的能量变化是由_决决定定的的。反反应应物物中中旧旧化化学学键键断断裂裂时时所所_的的总总能能量量(即即反反应应物物中中的的键键能能总总和和)与与生生成成物物中中新新化化学学键键形形成成时时所所_的的总总能能量量(即即生生成成物物中的键能总和中的键能总和)的差就是此反应的反应热。的差就是此反应的反应热。反应物反应
11、物和生成物中化学键的强弱和生成物中化学键的强弱吸收吸收释放释放想一想想一想4.N2、O2、F2跟跟H2反反应应的的能能力力依依次次增增强强,从从键能的角度应如何理解这一化学事实?键能的角度应如何理解这一化学事实?提示提示:由于由于N2中中NN键的键能为键的键能为946 kJ/mol,O2中中O=O键的键能为键的键能为497.3 kJ/mol,F2中中FF键的键能为键的键能为157 kJ/mol,从键能数据中,从键能数据中我们可以看出,我们可以看出,NN键的键能最大,所以键的键能最大,所以N2最稳定,与氢气反应所需的能量最多,最稳定,与氢气反应所需的能量最多,反反应应最最难难;而而FF键键的的键
12、键能能最最小小,破破坏坏FF所所消消耗耗的的能能量量最最少少,F2与与H2反反应应也也最最容容易易进进行行;从从另另一一个个角角度度看看,生生成成物物中中HF键键的的键键能能最最大大,HF最最稳稳定定,而而NH键键的的键键能能最最小小,NH3的的稳稳定定性性在在三三个个产产物物中中最最差差。综综上上所所述述,可可知知N2、O2、F2跟跟H2的的反反应应能能力力依依次增强。次增强。四、原子晶体四、原子晶体1.相相邻邻原原子子间间以以_相相结结合合而而形形成成_结结构构的的晶晶体体,称称为为原子晶体。原子晶体。2.原原子子晶晶体体中中共共价价键键的的键键能能大大,所所以以原原子子晶晶体一般具有很高
13、的熔、沸点和很大的硬度。体一般具有很高的熔、沸点和很大的硬度。共价键共价键空间立体网状空间立体网状想一想想一想5.如何比较原子晶体的熔、沸点和硬度?如何比较原子晶体的熔、沸点和硬度?提提示示:对对于于结结构构相相似似的的原原子子晶晶体体来来说说,原原子子半径越小,键长越短,键能越大,晶体的半径越小,键长越短,键能越大,晶体的熔熔、沸沸点点越越高高。如如金金刚刚石石(C)、晶晶体体硅硅(Si)、碳碳化化硅硅(SiC)三三种种原原子子晶晶体体中中,由由于于碳碳原原子子的的半半 径径 比比 硅硅 原原 子子 小小,使使 键键 长长:CCCSiCSiSiSi,所所以以三三种种晶晶体体的的熔熔点点由由高
14、高到到低低的的顺顺序序是是:金金刚刚石石碳化硅碳化硅晶体硅。晶体硅。自主体验自主体验1.下列说法正确的是下列说法正确的是()A.有共价键的化合物一定是共价化合物有共价键的化合物一定是共价化合物B.分子中只有共价键的化合物一定是共价化分子中只有共价键的化合物一定是共价化合物合物C.由共价键形成的分子一定是共价化合物由共价键形成的分子一定是共价化合物D.只有非金属原子间才能形成共价键只有非金属原子间才能形成共价键解解析析:选选B。NaOH含含有有离离子子键键和和共共价价键键,是是离离子子化化合合物物,A错错误误;由由共共价价键键形形成成的的分分子子可可以以是是单单质质分分子子,不不一一定定是是共共
15、价价化化合合物物,C错错误误;某某些些金金属属元元素素与与非非金金属属元元素素原原子子间间也能形成共价键,如也能形成共价键,如AlCl3等,等,D错误。错误。2.下列说法中不正确的是下列说法中不正确的是(双选双选)()A.键键比比键键电电子子云云重重叠叠的的程程度度更更大大,形形成成的的共价键更稳定共价键更稳定B.气体单质中,一定有气体单质中,一定有键,可能有键,可能有键键C.乙乙烯烯分分子子中中的的碳碳碳碳双双键键有有一一个个是是键键、有有一个是一个是键键D.N2分子形成的氮氮叁键都是分子形成的氮氮叁键都是键键解解析析:选选BD。B选选项项中中气气体体单单质质分分子子中中可可能能没没有有共共
16、价价键键,如如He等等单单原原子子单单质质分分子子;D选选项项中中N2分分子子中中的的氮氮氮氮叁叁键键有有一一个个键键和和两两个个键。键。3.熔化时,必须破坏非极性共价键的是熔化时,必须破坏非极性共价键的是()A.冰冰B.金刚石金刚石C.铁铁D.二氧化硅二氧化硅解解析析:选选B。冰冰是是分分子子晶晶体体,熔熔化化时时破破坏坏范范德德华华力力,铁铁是是金金属属晶晶体体,熔熔化化时时破破坏坏金金属属键键,二二氧氧化化硅硅是是由由极极性性键键形形成成的的原原子子晶晶体体,熔熔化化时时破破坏坏极极性性共共价价键键,只只有有金金刚刚石石是是由由非非极极性性键键形形成成的的原原子子晶晶体体,熔熔化化时时破
17、破坏坏非非极极性性共共价价键。键。4.已知已知ENN945 kJmol1、EHH436 kJmol1、ENH391 kJmol1,那么,那么1 mol N2与与3 mol H2合成氨时的能量变化为合成氨时的能量变化为()A.吸收吸收208 kJ的热量的热量B.放出放出208 kJ的热量的热量C.吸收吸收93 kJ的热量的热量D.放出放出93 kJ的热量的热量5.如图所示,晶体硼的基本结构如图所示,晶体硼的基本结构单元是由硼原子组成的正二十面单元是由硼原子组成的正二十面体的原子晶体,其中含有体的原子晶体,其中含有20个等个等边三角形和一定数目的顶角,每个顶角上各边三角形和一定数目的顶角,每个顶角
18、上各有一个原子。有一个原子。观察其图形,判断下列说法正确的是观察其图形,判断下列说法正确的是()A.这个基本结构单元由这个基本结构单元由9个硼原子组成个硼原子组成B.各个键的键角均为各个键的键角均为120C.此结构单元中共含有此结构单元中共含有18个个BB键键D.此结构单元中硼原子和此结构单元中硼原子和BB键数目之比键数目之比为为2 5要要点点突突破破讲讲练练互互动动探探究究导导引引1为为什什么么氖氖分分子子是是单单原原子子分分子子,而而氯氯分子是双原子分子?分子是双原子分子?提示提示:对对比比氖氖原子和原子和氯氯原子的核外原子的核外电电子排布子排布,可知可知氖氖原子的最外原子的最外层层有有8
19、个个电电子,已达到子,已达到稳稳定定结结构,无未成构,无未成对电对电子,子,要点一要点一共价键的形成和类型共价键的形成和类型因此因此氖氖原子很原子很难难自身或与其他元素的原子形自身或与其他元素的原子形成共用成共用电电子子对对而而结结合合,是是单原子分子单原子分子.而氯原子而氯原子的最外层有的最外层有7个电子,未达到稳定结构个电子,未达到稳定结构,其其3p轨轨道上有一个成单电子道上有一个成单电子(即未成对电子即未成对电子),需要获需要获得或与其他原子共用一个电子得或与其他原子共用一个电子,形成形成8个电子的个电子的稳定结构稳定结构,当两个氯原子相互接近时当两个氯原子相互接近时,每个氯原每个氯原子
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