1、高二化学备课组,第二章 分子结构与性质,第一节 共价键,知识回顾：,1、化学键的定义。,相邻的原子之间的强烈的相互作用叫做化学键。,2、化学键的种类。,离子键：,使阴、阳离子结合成化合物的静电作用。,共价键：,原子之间通过共用电子对所形成的相互作用。,判断依据：活泼的金属元素和活泼非金属元素，或者带正、负电荷的原子团之间形成离子键；非金属元素之间形成共价键。,两种成键元素间的电负性差值1.7,它们之间通常形成离子键;反之,形成的共价键。,基础知识梳理,3、共价键 （1）成键微粒： 。 （2）成键实质： 。 （3）形成条件： 的原子相结合。,原子,共用电子对,非金属元素,（4）分类,(5) 【思
2、考】共价键仅存在于共价化合物中吗？不是，共价键也可以存在于离子化合物中，如NaOH，NH4Cl中都含有共价键。,1.为什么N、O、F与H形成简单的化合物(NH3、H2O、HF)中H原子数不等？,1、共价键具有饱和性,按照价键理论的电子配对原理，一个原子有几个未成对电子，便可和几个自旋相反的电子配对成键，这就共价键的“饱和性”。,跟踪练习. 1 . 分别写出下列非金属元素的原子电子配对成键数目 H 、A 、A 、A 。 2 . 为什么不可能有H3、H2Cl、Cl3分子的形成？,一、共价键的特征,形成的共价键数 = 未成对电子数,电子所在的原子轨道都具有一定的形状，成键原子的电子云尽可能达到最大重
3、叠必须沿一定方向交盖，所以共价键有方向性。它决定了分子的空间构型。,小结： 共价键特征,方向性,饱和性,2.共价键的方向性,(原子形成分子时相互结合的数量关系),(决定分子的空间构型),s 轨道与 s 轨道重叠形成的共价键无方向性,HCCH分子结构,问题：共价键是怎样形成的呢？,（1）电子云,核外电子运动的形象描述,小黑点表示在该核外空间的单位体积内电子出现的概率,运动区域距离核近，电子出现机会大；运动区域距离核远，电子出现机会小；,（2）原子轨道：,50%,90%,绘制电子云的轮廓图的方法：,等密度面,电子云轮廓图：表示电子在核外空间经常出现的区域。,常把电子出现的概率约为90%的空间圈出来
4、，把这种电子云轮廓图称为原子轨道,s能级的原子轨道图（球形）,ns能级只有一个原子轨道，球形,n越大，原子轨道半径越大,p能级的原子轨道图（纺锤形）,np能级有三个能量相等的原子轨道，px、py、pz，纺锤形，相互垂直。, n越大，原子轨道半径越大,氢原子形成氢分子的电子云描述,键,s-s键,1、键,二、共价键的形成,“头碰头”式,1S,1S,电子云重叠,HH共价键,氢原子形成氢分子的电子云描述,(1)键,二、共价键的形成,ClCl的p-p键的形成,HCl的s-p键的形成,键的种类： 根据形成键的轨道不同可分为 SS键、SP键、PP键等。,p-p键的形成,“肩并肩”式,(2)键,互相靠拢,电子
5、云重叠,键的电子云,1、N2中p-p键和p-p键的形成过程,科学探究,项目,键型,键与键的对比,沿轴方向 “头碰头”,平行或 “肩并肩”,轴对称,镜像对称,键强度大, 不容易断裂,键强度较小, 容易断裂,共价单键是键,共价双键中一个是键,另一个是键,共价三键中一个是键,另两个为键,以上原子轨道相互重叠形成的键和键 ，总称价键轨道,科学探究,3、乙烷、乙烯、乙炔分子中的共价键分别是由几个键和几个键组成。,乙烷：7个键 乙烯 ：5个键一个键 乙炔：3个键两个键,2、键的类型与成键原子电负性的关系：,科学探究,0.9 3.0,2.1,2.1 3.0,0.9,2.5 3.5,1.0,离子,共价,键：,
6、键：,ss(键),pxpx (键),sp (键),pypy (键),pZpZ (键),小结; 共价键的特征：,饱和性、方向性,共价键的类型：,键、,键,1.下列不属于共价键的成键因素的是( ) .共用电子对在两核间高频率出现.共用的电子必须配对.成键后体系能量降低，趋于稳定.两原子核体积大小要适中,课堂练习,2、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 B.分子中只有共价键的化合物一定是共价化合物 C.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,B,BC,4、写出下列物质的电子式 CO2 PH3 NaH Na2O2,共价单键是键；共价双键是一个是
7、键，另一个是键；共价三键是一个是键，另两个是键。,小结：比较键和键,乙烷： 个键；乙烯： 个键 个键；乙炔： 个键 个键,7,5,1,3,2,练习：请指出乙烷、乙烯、乙炔分子中存在哪些类型的共价键，分别有几个键，几个键？,练习： 1、键的常见类型有(1)s-s, (2)s-px, (3)px-px，请指出下列分子键所属类型:A. HF B. NH3 C. F2 D. H2,s-px,s-px,px-px,s-s,2. 讨论后请填写表2-2：,0.9 3.0,2.1 3.0,2.5 3.5,2.1,0.9,1.0,离子,共价,2、下列说法中正确的是( ) A. p轨道之间以“肩并肩”重叠可形成键
8、 B. p轨道之间以“头对头”重叠可形成键 C. s和p轨道以“头对头”重叠可形成键 D. 共价键是两个原子轨道以“头对头”重叠形成的,C,3、在氯化氢分子中，形成共价键的原子轨道是( ) A. 氯原子的2p轨道和氢原子的1s轨道 B. 氯原子的2p轨道和氢原子的2p轨道 C. 氯原子的3p轨道和氢原子的1s轨道 D. 氯原子的3p轨道和氢原子的3p轨道,C,7,3,4,总结:,共价键：原子之间通过共用电子对所形成的相互作用。 1.共价键的特征: 饱和性,方向性 2.共价键的常见类型: 键 “头碰头”（s-s、s-p、p-p ）键 “肩并肩”（p-p）,三、键参数键能、键长和键角,1.键能 气
9、态基态原子形成1mol共价键释放的最低能量(或拆开1mol共价键所吸收的能量)，例如H-H键的键能为436.0kJ.mol-1。,说明 键能的单位是kJmol-1 形成化学键通常放出热量键能为通常取正值 键能越大，化学键越稳定,2.键长 形成共价键的两个原子之间的核间的平衡距离。,说明： 键长的单位都是pm=10-12m 键长越短往往键能就越大，共价键越稳定 一般而言原子半径越大，键长越大,3、键角,多原子分子中，两共价键之间的夹角叫做键角,（2）常见分子的键角,CO2 _ H2O _ NH3 _ CH4 _ P4 _,( 3 )意义：键角决定了分子的空间构形 ( 4 )来历：共价键的方向性,
10、（1）概念：,小结：键能、键长、键角是共价键的三个参数 键能、键长决定了共价键的稳定性；键角决定了分子的空间构型。,练习： 1、下列说法正确的是（ ） A、分子中键能越大，键越长，则分子越稳定。 B、只有非金属原子之间才能形成共价键。 C、水分子可以表示为H-O-H，分子中键角180。 D、H-O键键能463 KJ/ mol ，故破坏18克水分子中的H-O键时需要吸收的能量为2X463 KJ。,D,2、能用键能大小解释的是 （ ）A、N 2的化学性质比O2稳定。B、硝酸易挥发，硫酸难挥发。 C、惰性气体一般难发生化学反应。D、通常情况下，Br2呈液态，I2呈固态。,A,等电子体：原子总数相同、
11、价电子总数相同的分子。,等电子体原理：原子总数、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的。,三、等电子原理,(物理性质),应用：利用等电子体来预测分子的空间构型和性质。,（2）等电子体实例 CO和N2具有相同的原子总数和相同的价电子总数，属于等电子体，其性质对比如下：,思考探究： 在N2、CO2、 CO 、N2O之间互为等电子体的是谁? 请预测：1、 N2O的几何构型?2、 CO 中的共价键类型？,(4)一些常见的等电子体 二原子10电子的等电子体：N2、CO、CN、C22 二原子11电子的等电子体：NO、O2 三原子16电子的等电子体：CO2、CS2、N2O、CNO、
12、N3 三原子18电子的等电子体：NO2、O3、SO2 四原子24电子的等电子体：NO3、CO32、BF3、SO3(g),分子有用于形成共价键的键合电子(成键电子)和未用于形成共价键的非键合电子，又称“孤对电子”，在结构式中用小黑点来表示孤对电子。例如，水、氨、乙酸、氮分子的路易斯结构式可以表示为：,11919年，Langmuir提出等电子体的概念，由短周期元素组成的粒子，只要其原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，也可互称为等电子体。等电子体的结构相似、物理性质相近。根据上述原理，下列各对粒子中，空间结构相似的是( ) ASO2与O3 BCO2与NO2 CCS2与NO2 DPCl3与BF3,
13、A,3、(1)根据等电子原理，仅由第二周期元素组成的共价分子中，互为等电子体的是：_和_；_和_。(2)根据等电子原理，由短周期元素组成的粒子，只要其原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，也可互称等电子体，它们也具有相似的结构特征。在短周期元素组成的物质中，与NO2互为等电子体的分子有：_。,答案： (1)N2 CO CO2 N2O,(2)SO2、O3,5.下列关于共价键的饱和性的叙述中，错误的是( ) A.一个原子的未成对电子与另个原子的未成对电子一定可以配对键 B.一个原子有几个未成对电子，就可以和几个自旋方向相反的电子配对成键 C.一个原子的未成对电子与另一个原子的自旋方向相反的电子配
14、对成键后，就不能与第三个电子配对成键 D.所有的共价键都具有饱和性,A,课堂小结,(1)共价键的形成条件,(2)共价键的本质,(3)共价键的特征,成键原子要有未成对电子，且自旋方向相反，可通过共用电子对达各自稳定结构；,成键原子的原子轨道在空间上发生重叠 。,当成键原子相互接近时，原子轨道发生重叠 ，自旋方向相反的未成对电子形成共用电子对，两原子核间的电子云密度增加，体系能量降低。,饱和性；方向性。,(4)共价键的类型,键：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，这种特征称为轴对称。如H-H键。,类型：ss键 、sp键、pp键等。,特点：肩并肩、两块组成、镜像对称、
15、容易断裂。,键：由两个原子的p电子“肩并肩”重叠形成。,特点：头碰头、电子云为轴对称，键强度大，不易断裂。,(6)判断共价键类型规律,共价单键是键； 共价双键中有一个是键，另一个是键； 共价三键中有一个是键，另两个是键。,(5) 价键轨道,由原子轨道相互重叠形成的键和键 。,二、键参数键能、键长和键角,键能：气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量。,键能越大，化学键越稳定。,破坏1mol化学键形成气态基态原子所需的最低能量。,应用：计算化学反应的反应热。,H=反应物键能总和-生成物键能总和,规律: 键能越大,化学键越牢固,由该键形成的分子越稳定。,2、键长：形成共价键的两个原子之间的核间
16、距。键长是衡量共价稳定性的另一个参数。,规律:键长越短,一般键能越大，化学键越牢固,由该键形成的分子越稳定。,思考与交流, N2、O2、F2跟H2的反应能力依次增强，从键能的角度应如何理解这一化学事实？ 通过上例子，你认为键长、键能对分子的化学性质有什么影响？,一般地，形成的共价键的键能越大，键长越短，共价键越稳定，含有该键的分子越稳定，化学性质越稳定。,3、键角：两个共价键之间的夹角称为键角。,键角一定，表明共价键具有方向性。键角是描述分子立体结构的重要参数，分子的许多性质与键角有关。,键角决定分子的空间构型。,H2O 105,NH3 107,CO2 180,CH4 10928,观察P32页
17、中表2-3的数据,从表中可以看出，CO分子与N2分子在许多性质上十分相似，这些相似性，可以归结为它们具有相等的价电子数，导致它们具有相似的化学结构。,表2-3 CO分子和N2分子的某些性质,等电子体：原子总数相同、价电子总数相同的分子。,等电子体原理：原子总数、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的。,三、等电子原理,(物理性质),例举一些常见的等电子体：,SO2,O3,NO2-,SO3,NO3-,SiO32-,C6H6,B3N3H6,NO2,-NO2,N2,CO,C22-,CO2,N2O,CS2,NH3,H3O+,CH4,NH4+,CN,AlO2-,练习 原子数相同
18、，最外层电子总数相同的分子，互称为等电子体。等电子体的结构相似，物理性质相似。,（1）根据上述原理，仅由第二周期元素组成的共价分子中，互为等电子体的是：和 。 （2）等电子原理又有发展，例如：由短周期元素组成的物质中，与NO2-互为等电子体的分子有 、 。,N2O,CO2,N2,CO,SO2,O3,1、下列说法中，错误的是( ).键长越长，化学键越牢固 .成键原子间原子轨道重叠越多，共价键越牢固 .对双原子分子来讲，键能越大，含有该键的分子越稳定 .原子间通过共用电子对所形成的化学键叫共价键,练习,A,2、能够用键能解释的是( ).氮气的化学性质比氧气稳定 .常温常压下，溴呈液体，碘为固体 .稀有气体一般很难发生化学反应 .硝酸易挥发，硫酸难挥发,A,练习,课 堂 小 结,二、键参数键能、键长和键角,键能：气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量。,键能越大，化学键越稳定。,键长：形成共价键的两个原子之间的核间距。,键长越短，键能越大，化学键越稳定。,键角：两个共价键之间的夹角。,破坏1mol化学键形成气态基态原子所需的最低能量。,应用：计算化学反应的反应热。,H=反应物键能总和-生成物键能总和,课 堂 小 结,等电子体：原子总数、价电子总数相同的分子。,等电子体原理：原子总数、价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征，它们的许多性质相近。,三、等电子原理,
