化学同步鲁科版选修3学案:第2章第1节共价键模型含解析.pdf
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1、第 2 章 化 学 键 与 缈 千 间 傕 用 力 D IER ZHANG/第 1节 共 价 键 模 型 课 标 要 求 1.知 道 共 价 键 的 主 要 类 型 G键 和“键。2.能 用 键 能、键 长、键 角 说 明 简 单 分 子 的 某 些 性 质。晨 背-重 点 语 句 厂、1.共 价 键:原 子 间 通 过 共 用 电 子 形 成 的 化 学 键。2.共 价 键 分 为:。键 和 7 T键;极 性 键 和 非 极 性 键;单 键、双 键 和 叁 键。尸、3.共 价 键 的 特 征:方 向 性 和 饱 和 性。4.共 价 键 的 键 参 数:键 能、键 长、键 角。厂、5.键 能
2、越 大,键 长 越 短,形 成 的 共 价 键 越 牢 固,含 有 该 键 的 分 子 越 稳 定。囱 削 制 研|共 价 键 基 础 1.共 价 键 的 形 成 及 本 质 概 念 原 子 间 通 过 共 用 蚯 形 成 的 化 学 键 本 质 高 概 率 地 出 现 在 两 个 原 子 核 之 间 的 电 子 与 两 个 原 子 核 之 间 的 电 性 作 用 形 成 元 素 通 常 是 电 负 性 相 同 或 差 值 小 的 韭 金 属 元 素 原 子 表 示 方 法 用 一 条 短 线 表 示 由 一 对 共 用 电 子 所 形 成 的 共 价 键,如 HH、H-C 1;“一”表 示
3、原 子 间 共 用 两 对 电 子 所 形 成 的 共 价 键;“三”表 示 原 子 间 共 用 三 对 电 子 所 形 成 的 共 价 键 2.共 价 键 的 分 类(l)o键 和 兀 键 分 类 标 准:按 电 子 云 的 重 叠 方 式。6 键 和 7 T键:共 价 键。键 原 子 轨 道 以“头 碰 头”方 式 相 互 重 叠 导 致 电 子 在 核 间 出 现 的 概 率 增 大 而 形 成 的 共 价 键。7 T键 原 子 轨 道 以“肩 并 肩”方 式 相 互 重 叠 导 致 电 子 在 核 间 出 现 的 概 率 增 大 而 形 成 的 共 价 键。(2)极 性 键 和 非 极
4、 性 键 分 类 标 准:根 据 共 用 电 子 对 是 否 偏 移。极 性 键 和 非 极 性 键:共 价 键 极 性 键 非 极 性 键 形 成 元 素 不 同 种 元 素 同 种 元 素 共 用 电 子 的 偏 移 共 用 电 子 偏 向 电 负 性 较 大 的 原 子 成 键 原 子 电 负 性 相 同,共 用 电 子 丕 偏 移 原 子 电 性 电 负 性 较 大 的 原 子 显 负 电 性,另 一 原 子 显 正 电 性 两 原 子 均 不 显 电 性 3.共 价 键 的 特 征(1)饱 和 性:每 个 原 子 所 能 形 成 共 价 键 的 总 数 或 以 单 键 连 接 的 原
5、 壬 数 目 是 一 定 的。(2)方 向 性:在 形 成 共 价 键 时,原 子 轨 道 重 叠 愈 及,电 子 在 核 间 出 现 的 概 率 愈 大,所 形 成 的 共 价 键 越 牢 固,因 此,共 价 键 将 尽 可 能 沿 着 电 子 出 现 概 率 最 大 的 方 向 形 成,这 就 是 共 价 键 的 方 向 性。探 究 1.。键 和 n键 的 区 别 是 什 么?提 示:c 键 是 原 子 轨 道“头 碰 头”重 叠 成 键,n 键 是 原 子 轨 道“肩 并 肩”重 叠 成 键。2.6 键 是 否 一 定 比 兀 键 强 度 大?提 示:否。3.极 性 键 和 非 极 性
6、键 的 区 别 是 什 么?提 示:前 者 成 键 的 共 用 电 子 对 发 生 偏 移,后 者 成 键 的 共 用 电 子 对 不 发 生 偏 移。生 成 1.共 价 键 的 分 类 归 纳 分 类 标 准 类 型 共 用 电 子 对 数 单 键、双 键、叁 键 共 用 电 子 对 是 否 偏 移 极 性 键、非 极 性 键 原 子 轨 道 重 叠 方 式 O键、立 键2.6键 与 n 键 的 比 较 键 类 型。键 n 键 原 子 轨 道 重 叠 方 式 沿 键 轴 方 向“头 碰 头”重 叠 沿 键 轴 方 向“肩 并 肩”重 叠 原 子 轨 道 重 叠 部 位 两 原 子 核 之 间
7、,在 键 轴 处 键 轴 上 方 和 下 方,键 轴 处 为 零 原 子 轨 道 重 叠 程 度 大 小 键 的 强 度 较 大 较 小 分 类 s-s,s p,p-pP-P化 学 活 泼 性 不 活 泼 较 活 泼 稳 定 性 一 般 来 说。键 比 k 键 稳 定,但 不 是 绝 对 的 3.单 键 双 键、叁 键 和 6 键、汗 键 的 关 系 单 键 是 0 键,双 键 含 1个。键 1个 n 键,叁 键 含 1个。键 2 个 7 T键。演 练 1.判 断 正 误(正 确 的 打“J”,错 误 的 打“X”)。(1)共 价 键 的 本 质 是 一 种 静 电 吸 引 作 用。()(2)
8、刈 分 子 内 存 在。键 和 兀 键,分 子 内 只 存 在“键。()(3)CL分 子 内 存 在 非 极 性 键,HC1分 子 内 存 在 极 性 键。()(4)两 个 H 原 子 和 1个 O 原 子 结 合 生 成 H2O,表 现 了 共 价 键 的 方 向 性。()答 案:X(2)X(3)V(4)X2.下 列 物 质 的 分 子 中 既 含 有。键,又 含 有 兀 键 的 是()CH4 N%N2 H2O2 C2H4 C2H2A.B.C.D.解 析:选 D 各 种 分 子 结 构 式 如 下:H CH H H、HNHH、N三 N、HOOH、H C H C H H、H C=C H o单
9、键 均 为 C 键,一 个 双 键 由 一 个 6 键 和 一 个 7 T键 组 成,一 个 叁 键 由 一 个 6键 和 两 个 兀 键 组 成。3.下 列 物 质 中,只 有 极 性 键 的 是,只 有 非 极 性 键 的 是,既 含 有 极 性 键,又 含 有 非 极 性 键 的 是。H2 HC1 NH3 H2O2 CO2 CC14 C2H6解 析:同 种 元 素 的 原 子 间 形 成 非 极 性 键,不 同 种 元 素 的 原 子 间 形 成 极 性 键,H2O2的 2个 氧 原 子 间 存 在 非 极 性 键,C2H6分 子 中 碳 原 子 间 存 在 非 极 性 键。答 案:方
10、法 技 巧(1)判 断 6 键 和 兀 键 的 方 法:看 两 个 成 键 原 子 间 形 成 的 是 单 键、双 键 或 叁 键。(2)判 断 极 性 键 和 非 极 性 键 的 方 法:看 两 个 成 键 原 子 是 否 属 于 同 种 元 素。键 参 数 基 础 自 主 落 实 1.三 个 重 要 的 键 参 数 键 参 数 概 念 作 用 键 能 在 101.3 kPa、298 K 条 件 下,断 开 1 molAB(g)分 子 中 的 化 学 键,使 其 分 别 生 成 气 态 A 原 子 和 气 态 B 原 子 所 吸 收 的 能 量。用 E A-B表 不 键 能 的 大 小 可
11、定 量 地 表 示 化 学 键 的 强 弱 程 度。键 能 越 大,共 价 键 越 牢 固。含 有 该 键 的 分 子 越 稳 定 键 长 两 个 成 键 原 子 的 原 子 核 间 的 距 离 两 原 子 间 的 键 长 越 短,化 学 键 越 强,键 越 牢 固。键 长 是 影 响 分 子 空 间 构 型 的 因 素 之 一 键 角 在 多 原 子 分 子 中,两 个 化 学 键 的 夹 角 键 角 是 影 响 分 子 空 间 构 型 的 重 要 因 素 2.常 见 分 子 的 键 角 及 空 间 构 型 分 子 键 角 空 间 构 型 co2180 直 线 形 H2O 104.5 工 形
12、 NH3107.3 三 角 锥 形 特 别 提 醒(1)对 键 能 的 概 念 把 握 不 准,容 易 忽 略 键 能 概 念 中 的 前 提 条 件 气 态 原 子。(2)同 种 元 素 原 子 形 成 的 化 学 键 的 键 能 相 比 较,则 有 E(叁 键)E(双 键)E(单 键)。探 究 思 考 发 现 1.如 何 判 断 键 能 大 小?提 示:一 般 地 说,键 长 越 短,键 能 越 大,即 成 键 原 子 间 的 核 间 距 越 短,亦 即 成 键 原 子 的 原 子 半 径 越 小,键 能 越 大。2.分 子 的 空 间 构 型 与 哪 些 键 参 数 有 关?提 示:键
13、长 和 键 角。1.键 参 数 生 成 系 统 认 知 键 能:键 能 单 位 为 kJ-moF,;形 成 化 学 键 时 通 常 放 出 能 量,键 能 通 常 取 正 值;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 容 易 断 开。键 长:键 长 越 短,往 往 键 能 越 大,共 价 键 越 稳 定。键 角:键 角 常 用 于 描 述 多 原 子 分 子 的 空 间 构 型。如 三 原 子 分 子 C O 2的 结 构 式 为 O=C=O,键 角 为 180。,为 直 线 形 分 子;又 如,三 原 子 分
14、子 H2。中 的 键 角 为 104.5,是 一 种 V 形(角 形)分 子;四 原 子 分 子 N%中 的 键 角 是 107.3,分 子 呈 三 角 锥 形;五 原 子 分 子 CH4中 的 键 角 是 109.5,分 子 呈 正 四 面 体。2.键 参 数 与 分 子 性 质 的 关 系 键 能 一 决 定 分 子 的 稳 定 性 键 长=键 角 及 在*分 子 的 空 间 构 型,蟀*分 子 的 性 质 演 练 应 用 体 验 1.用“”或“V”填 空。(1)比 较 键 能 大 小:C H_ N H_HO;H F_ H CL(2)比 较 键 长 大 小:CH NH HO;HF_ HCL
15、(3)比 较 键 角 大 小:C O2 NH3;H2O NH3答 案:v V 2.N三 N 的 键 能 为 945 kJ-mol-1,NN 单 键 的 键 能 为 160 kJ-moC1,计 算 说 明 刈 中 的 键 比 键 稳 定(填 或“兀”)。解 析:N三 N 中 有 一 个 0 键 和 两 个 7 T键,其 中 键 的 键 能 是 160 kJ,mo i,则 it键 键 能 945-1602kJ-mol l=392.5 kJ-mol 键 能 越 大,共 价 键 越 稳 定,故 加 键 比 6 键 稳 定。答 案:n o键 能 与 反 应 热 的 关 系 生 成 系 统 认 知 1.化
16、 学 反 应 的 实 质 是 旧 化 学 键 的 断 裂 和 新 化 学 键 的 形 成,化 学 反 应 的 热 效 应 本 质 上 来 源 于 旧 化 学 键 的 断 裂 和 新 化 学 键 的 形 成 时 键 能 的 变 化。因 此,键 能 是 与 化 学 反 应 中 能 量 变 化 有 关 的 物 理 量。2.当 旧 化 学 键 断 裂 所 吸 收 的 能 量 大 于 新 化 学 键 形 成 所 放 出 的 能 量 时,该 反 应 为 吸 热 反 应,反 之 则 为 放 热 反 应。3.A”=反 应 物 的 键 能 总 和 一 生 成 物 的 键 能 总 和。A”V O为 放 热 反 应
17、,A H 0为 吸 热 反 应。演 练 1.已 知 HH 键 的 键 能 为 436kJ mo,HN 键 的 键 能 为 391 kJ mo,根 据 热 化 学 方 程 式 N2(g)+3H2(g)=2 N H 3(g)A H=-9 2 k J m o rl,则 N三 N 键 的 键 能 是()A.431 kJ m oF1 B.946 kJ-moF1C.649 kJ-moF1 D.869 kJ-moF1解 析:选 B 据 A H=反 应 物 的 键 能 总 和 一 生 成 物 的 键 能 总 和 可 知:E(N三 N)+3 E(HH)6E(HN)=A,则 E(N三 N)+3X 436 kJ-m
18、oF16X391 kJ-mo i=-9 2 kJ-moF1,解 得:E(N=N)=946 kJ-moF2.某 些 共 价 键 的 键 能 数 据 如 下 表(单 位:kJ-moF):共 价 键 HH ClC 1BrBrH CI HI II N=N HO HN键 能 436 243 193 432 298 151 946 463 393(1)把 1 mol CL分 解 为 气 态 原 子 时,需 要(填“吸 收”或“放 出”)kJ能 量。(2)由 表 中 所 列 化 学 键 形 成 的 单 质 分 子 中,最 稳 定 的 是,最 不 稳 定 的 是;形 成 的 化 合 物 分 子 中 最 稳 定
19、 的 是。(3)试 通 过 键 能 数 据 估 算 下 列 反 应 的 反 应 热:H2(g)+C12(g)=2H C l(g)H=.解 析:(1)键 能 是 指 气 态 基 态 原 子 形 成 1 m ol化 学 键 释 放 的 最 低 能 量,新 键 形 成 释 放 能 量,则 旧 键 断 裂 必 然 吸 收 能 量,根 据 能 量 守 恒 定 律 断 开 1 mol C 1C1键 吸 收 的 能 量 等 于 形 成 1 mol ClC l键 释 放 的 能 量。(2)键 能 越 大,化 学 键 越 稳 定,越 不 容 易 断 裂,化 学 性 质 越 稳 定,因 此 最 稳 定 的 单 质
20、 为 N 2,最 不 稳 定 的 单 质 是 L,最 稳 定 的 化 合 物 是 H 2 O,最 不 稳 定 的 化 合 物 是 HI。(3)A”=E(反 应 物 键 能 之 和)一 E(生 成 物 键 能 之 和)=(4 3 6+2 4 3-2 X 4 3 2)kJ-mori=一 185 kJ-moFo答 案:吸 收 243(2)N2 I2 H2O(3)185 kJ-m ol1 三 级 训 练 节 节 过 关 巩 固 练 1.下 列 物 质 的 分 子 中 既 含 有 极 性 键,又 含 有 非 极 性 键 的 是()A.CO2 B.H2OC.N 2 H 4 D.H2解 析:选 C 判 断
21、极 性 键 和 非 极 性 键 的 标 准 是 成 键 原 子 是 否 为 同 种 元 素 的 原 子。CO2(O=C=O)H2O(HOH)分 子 中 只 有 极 性 键;H2分 子 中 只 有 非 极 性 键;而 N2H4H H分 子 的 结 构 式 为,既 有 极 性 键,又 有 非 极 性 键。HN NH2.下 列 分 子 中,含 有。键 而 不 含 有 K 键 的 是()CH3cH3 N 2 C2H2 C 1 2A.B.C.D.解 析:选 D 若 分 子 中 不 含 7 T 键,则 分 子 中 不 含 有 双 键 或 叁 键,各 分 子 结 构 式:为 H HI IH C C H,为
22、N三 N,C 项 为 HC三 CH,为。一。符 合 题 意 的 为 和 H H3.原 子 间 形 成 分 子 时,决 定 各 原 子 相 互 结 合 的 数 量 关 系 的 是()A.共 价 键 的 方 向 性 B.共 价 键 的 饱 和 性 C.共 价 键 原 子 的 大 小 D.共 价 键 的 稳 定 性 解 析:选 B 共 价 键 的 方 向 性 决 定 形 成 共 价 键 原 子 轨 道 的 重 叠 程 度;共 价 键 的 饱 和 性 决 定 各 原 子 相 互 结 合 的 数 量 关 系。4.下 列 比 较 正 确 的 是()A.键 长:COSiO B.键 长:CC C=CC.键 能
23、:CO C=C解 析:选 B A 项,由 于 原 子 半 径:S i C,故 键 长:SiO C O;B 项,由 于 键 长:单 键 双 键 叁 键,故 键 长:CC C=C;C、D 两 项,一 般 说 键 长 越 短,键 能 越 大,故 键 能:COSiO,C=C C C.5.下 表 中 的 数 据 是 破 坏 1 m ol化 学 键 所 消 耗 的 能 量。物 质 Ch Br2I2 H2HF HCI HBr HI能 量(kJ)243 193 151 436 565 431 363 297根 据 上 述 数 据 回 答 题。下 列 物 质 本 身 具 有 的 能 量 最 低 的 是 oA.H
24、2 B.Cl2C.Br2 D.I2(2)下 列 氢 化 物 中,最 稳 定 的 是.A.HF B.HC1C.HBr D.HI XZ+H 2=2 H X(X代 表 F、CK B r、I)的 反 应 是 吸 热 反 应 还 是 放 热 反 应?(4)相 同 条 件 下,X2(X 代 表 F、Ck Br、I)分 别 与 氢 气 反 应,当 消 耗 等 物 质 的 量 的 氢 气 时,放 出 或 吸 收 的 热 量 最 多 的 是 o(5)若 无 上 表 中 的 数 据,你 能 正 确 回 答 出 问 题(4)吗?答:。你 的 根 据 是。解 析:物 质 能 量 越 低 越 稳 定,破 坏 其 中 的
25、 化 学 键 需 要 的 能 量 越 多,形 成 该 键 时 放 出 的 能 量 也 越 多。答 案:(1)A(2)A(3)放 热 反 应(4)Fz(5)能 生 成 物 越 稳 定,放 出 的 热 量 越 多,在 HF、HCk HBr、H I中,H F最 稳 定 全 面 练 1.下 列 说 法 中 不 正 确 的 是()A.一 般。键 比 键 重 叠 程 度 大,形 成 的 共 价 键 强 B.两 个 原 子 之 间 形 成 共 价 键 时,最 多 有 一 个。键 C.气 体 单 质 中,一 定 有 0 键,可 能 有“键 D.N2分 子 中 有 一 个 0 键,2 个 7 T键 解 析:选
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- 化学 同步 鲁科版 选修 共价键 模型 解析
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