《高中化学专题3第三单元共价键原子晶体学案（含解析）苏教版选修3》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中化学专题3第三单元共价键原子晶体学案（含解析）苏教版选修3（17页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、共价键原子晶体 课标要求1知道共价键的主要类型键和键，能用键能、键长、键角说明简单分子的某些性质。2了解原子晶体的特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。1.共价键具有饱和性和方向性，饱和性决定了每个原子形成共价键的数目，方向性决定了分子的立体结构。2原子轨道以“头碰头”方式重叠形成的共价键叫键，以“肩并肩”方式重叠形成的共价键叫键。3共价单键是键；双键中一个是键，另一个是键；叁键中一个是键，另两个是键。4两个成键原子间的电负性差值越大，则两个成键原子间形成的共价键的极性越强。5键能越大，共价键越牢固，含有该键的分子越稳定；键长越短，化学键越强，键越牢固。6常见的原子晶体有：
2、金刚石、晶体硅、碳化硅、氮化硼、二氧化硅等。原子晶体的特点是熔、沸点高、硬度大。共价键的概念、本质和特点概念元素的原子之间通过共用电子对形成的化学键本质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，两原子核间的电子出现的机会增大，体系的能量降低特点方向性两个参与成键的原子轨道总是尽可能沿着电子出现机会最大的方向重叠形成共价键，原子轨道重叠越多，形成的共价键越牢固饱和性成键原子有几个未成对电子，通常就只能和几个自旋方向相反的电子形成共价键，每个原子形成的共价键的数目是一定的特别提醒(1)并不是所有共价键都有方向性，两个s轨道形成的ss 键无方向性。(2)成键原子
3、的未成对电子数决定着共价键的饱和性，即决定着每个原子能形成共价键的数目，所有的共价键都具有饱和性。(3)原子轨道的类型决定着共价键的方向性。1下列说法错误的是()A原子间通过共用电子对形成的化学键叫共价键B成键原子间轨道重叠愈多，共价键愈牢固C原子间形成共价键后，体系能量达最低状态D两个核外电子自旋方向相同的氢原子的核间距达到一定时便形成了氢分子解析：选D由共价键的本质可知，共价键是高概率地出现在两个原子核之间的电子(共用电子对)与两个原子核之间的电性作用。两个原子轨道发生重叠时，只有核外电子的自旋方向相反且两原子的核间距达到一定数值时，整个体系的能量方能达到最低状态，即形成了稳定的共价键；反
4、之，若核外电子的自旋方向相同时，整个体系的能量不可能降低，即原子间总是排斥占主导地位，电子云不能发生有效的重叠，不能形成共价键。2下列不属于共价键成键因素的是()A共用电子对在两原子核之间高概率出现B共用的电子必须配对C成键后体系能量降低，趋于稳定D两原子核体积大小要适中解析：选D根据共价键的形成及本质可知，A、B、C均属于共价键的成键因素。1键和键(1)分类标准：按电子云的重叠方式。(2)键和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。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非极性键和极性键(1)分类标准：根据
5、共用电子对是否偏移。(2)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对偏向电负性较大的原子成键原子电负性相同，共用电子对不偏移原子电性电负性较大的原子显负电两原子均不显电性3配位键(1)形成：由一个原子提供一对电子与另一个接受电子的原子形成的共价键。(2)表示：常用“”表示配位键，箭头指向接受孤电子对的原子，如NH的结构式可表示为，但NH中4个NH键是完全相同的。1键和键的区别是什么？提示：键是原子轨道“头碰头”重叠成键，键是原子轨道“肩并肩”重叠成键。2键是否一定比键稳定？提示：不一定。大多数键比键稳定，也存在特殊情况，应以计算结果为准。3极性键和非
6、极性键的区别是什么？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。1共价键的分类分类标准类型共用电子对数单键、双键、叁键共用电子对的偏移程度极性键、非极性键原子轨道重叠方式键、键共用电子对提供方式一般共价键、配位键2键与键的比较键类型键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，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ss，sp，pppp化学活泼性不活泼活泼稳定性一般来说键比键稳定，但不是绝对的3单键、双键、叁键和键、键的关系单键是键，双键含1个键1个键，叁键含1个键2个键。1下列物质的
7、分子中既含有键，又含有键的是()CH4NH3N2H2O2C2H4C2H2ABC D2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_。H2HClNH3H2O2CO2CCl4C2H6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，C2H5分子中碳原子间存在非极性键。答案：方法技巧判断共价键类型的方法1.键与键的判断(1)由轨道重叠方式判断“头碰头”重叠为键，“肩并肩”重叠为键。(2)由物质的结构式判断通过物质的结构式可以快速有效地判断共价键的种类及数目。共价单键为键，双键中有一个键和一个键，叁键中有一个键和
8、两个键。(3)由成键轨道类型判断s轨道形成的共价键全部是键。2.极性键与非极性键的判断看形成共价键的两原子，不同种元素的原子之间形成的是极性键，同种元素的原子之间形成的是非极性键。1键能、键长(1)键能：在101 kPa、298 K条件下，1_mol气态AB分子生成气态A原子和B原子的过程中所吸收的能量。键能越大，共价键越牢固，含有该键的分子越稳定。(2)键长：两原子间形成共价键时，两原子核间的平均间距。共价键键长越短，键越牢固。2键能与反应热的关系(1)反应物和生成物中化学键的强弱直接决定着化学反应过程中的能量变化。(2)化学反应中发生旧化学键的断裂和新化学键的形成，若化学反应中旧化学键断裂
9、所吸收的能量大于新化学键形成所放出的能量，该反应通常为吸热反应。反之，该反应为放热反应。(3)由键能计算化学反应的反应热H反应物的键能总和生成物的键能总和。1下列说法正确的是()A键能越大，表示该分子越容易受热分解B共价键都具有方向性C在分子中，两个成键的原子间的距离叫键长DHCl键的键能为431.8 kJmol1，HBr键的键能为366 kJmol1，这可以说明HCl比HBr分子稳定解析：选D键能越大，分子越稳定，A项错误，D项正确；共价键具有方向性和饱和性，但两个s轨道形成的共价键无方向性，B项错误；两个成键原子的核间距称为键长，C项错误。2已知HH键的键能为436 kJmol1，HN键的
10、键能为391 kJmol1，根据热化学方程式N2(g)3H2(g)=2NH3(g)H92 kJmol1，则NN键的键能是()A431 kJmol1B946 kJmol1C649 kJmol1 D869 kJmol1解析：选B据H反应物的键能总和生成物的键能总和可知：E(NN)3E(HH)6E(HN)H，则，E(NN)3436 kJmol16391 kJmol192 kJmol1，解得：E(NN)946 kJmol1。3某些化学键的键能如下表(kJmol1)。键HHClClBrBrIIHClHBrHI键能436247193151431363297(1)1 mol H2在2 mol Cl2中燃烧，
11、放出热量_kJ。(2)在一定条件下，1 mol H2与足量的Cl2、Br2、I2分别反应，放出热量由多到少的顺序是_(填字母)。aCl2Br2I2BI2Br2Cl2cBr2I2Cl2预测1 mol H2在足量F2中燃烧比在Cl2中燃烧放热_。解析：1 mol H2在2 mol Cl2中燃烧，参加反应的H2和Cl2都是1 mol，生成2 mol HCl, 故放出的热量为431 kJmol12 mol436 kJmol11 mol247 kJmol11 mol179 kJ。(2)由表中数据计算知H2在Cl2中燃烧放热最多，在I2中燃烧放热最少；由以上结果分析，生成物越稳定，放出热量越多。因稳定性H
12、FHCl，故知H2在F2中燃烧比在Cl2中燃烧放热多。答案：(1)179(2)a多1原子晶体的结构2典型的原子晶体(1)金刚石在晶体中，碳原子与周围_4_个碳原子以共价键相结合，CC键间的夹角为109.5。(2)二氧化硅硅、氧原子个数比为12。特别提醒(1)由于共价键具有方向性和饱和性，原子晶体中每个原子周围排列的其他原子的数目是有限的，故原子的排列不服从紧密堆积方式。(2)在金刚石晶体中，1个C原子形成4个CC键，每个CC键被两个C原子共用，故每个C原子占用CC键数目为42，即1 mol金刚石含有2 mol CC键。(3)金刚石晶体中最小环上有6个碳原子，SiO2晶体中最小环上有12个原子(
13、6个O原子和6个Si原子)。3原子晶体的物理性质根据下表中有关数据分析，并填写表下面的空白。晶体键能/kJmol1熔点/硬度金刚石(CC)3473 35010碳化硅(CSi)3012 6009晶体硅(SiSi)2261 4157(1)键能：CCCSiSiSi；熔点：金刚石碳化硅晶体硅；硬度：金刚石碳化硅晶体硅(用“”或“”填空)。(2)规律：原子晶体具有很高的熔点，很大的硬度；对结构相似的原子晶体来说，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔点就越高。特别提醒(1)原子晶体的构成微粒是原子，只存在共价键，不存在其他作用力。(2)原子晶体的化学式表示其比例组成，晶体中不存在分子。(3)常见的原子晶体有：金刚石、晶体硅、晶体硼、二氧化硅、碳化硅。(4)原子晶体一般具有熔点高、硬度大、不溶于溶剂等特点。1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)原子晶体中一定存在极性键()(2)CO2、SiO2均属于原子晶体()(3)硬度很大、熔点很高的晶体可能是原子晶体()(4)SiC熔化时断裂非极性共价键()(5)原子晶体一定不是电解质()答案：(1)(2)(3)(4)(5)2下列晶体中属于原子晶体的是()A干冰B食盐C胆矾D金刚石解析：选D常见的原子晶体中属于非金属单质的有金刚石、晶体硅、晶体硼等，属于非金属化合物的有二氧化硅、碳化硅、氮化硅等。3单质硼有无
