第二章1共价键课件

《第二章1共价键课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第二章1共价键课件（37页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第二章 分子结构与性质,1 共价键,铜梁中学 左先群,课前预习内容,化学键：概念、存在范围、类型、与反应本质的关系、用电负性判断类型,电子式：概念、各种微粒电子式的书写、表示化合物的形成过程,共价键：定义、成键微粒、成键实质、非极性键和极性键、形成共价键的条件、本质、存在范围,共价化合物：定义、类型、极性分子与非极性分子、表示形式（分子晶体化学式或分子式、 原子晶体化学式）,（1）两个成键原子均提供 原子轨道形成的共价键,相互 靠拢,电子云 “ ” 重叠,形成H2分子的共价键,H2分子 电子云 模型,H2分子中的共价键,s-s ？ 键,头碰头,s,H2分子的形成过程：两个氢原子的1s电子的自旋

2、方向相反，当它们相互靠近时,两个原子核间的电子云密度变浓，两个原子组成的体系总能量变低，低于两个氢原子能量之和.当两个氢原子核间距离达到某一距离r0时，体系的总能量达最低，表示在两个氢原子间生成了稳定的共价键,形成了H2分子。 当核间距离进一步缩短时，由于两上带正电荷的氢原子核之间的强烈排斥，又使系统的能量升高。,电子云在两个原子核间重叠，意味着电子出现在核间的概率增大，电子带负电，因而可以形象地说，核间电子好比在核间架起一座带负电荷的桥梁，把带正电荷的两个原子核“黏结”在一起了。 若两个成键原子的电子自旋方向相同，当它们相互接近时，原子间总是排斥作用占主导地位，所以两个带有自旋方向相同的电子

3、的氢原子不可能形成氢分子。,请分组讨论HCl和Cl2分子中共价键 的形成过程,温馨提示： 原子轨道 重叠方式 共用电子对最易出现的位置,HCl中的HCl键,H的 s轨道,Cl的 p轨道,“头碰头” 重叠,HCl 共价键,（2）两个成键原子分别提供s轨道和p轨道形成的共价键,s-p ？ 键,Cl2分子中的ClCl键,ClCl 共价键,(3)两个成键原子均提供p原子轨道形成的共价键,“头碰头” 重叠,pp ？ 键,N N,思考： 当X方向的电子云以“头碰头” 的形式重叠之后，Y、Z方向的电子云 以什么形式去重叠？,探究N2分子共价键的形成过程,Z,PZPZ,原子轨道在核间连线两侧进行重叠“肩并肩”

4、方式形成的共价键,pp ？ 键,从上述形成方式可知：共价键可以是 “头碰头”形成的，也可以是“肩并肩”形 成的。因此我们根据这种重叠方式的不 同，将共价键分成了,键、键,一、共价键的类型（键、键）,(一) 键,1、形成共价键的未成对电子的原子轨道采用“头碰头”的方式重叠，这种共价键叫键,此键在两个原子核的连线上,2、键的类型,根据成键电子原子轨道的不同,分为s-s键、s-p键、p-p键,3、键的特征：,(1)以形成化学键的两原子核的连线为轴 作旋转操作，共价键的电子云图形不变 (即键沿着两个原子核的连线伸展),(2)形成键的原子轨道重叠程度较大，故 键有较强的稳定性,(通常两原子之间首先形成键

5、),4、键的存在：,共价单键肯定是键； 共价双键(或三键)中有键(通常只有 一个是键),(二) 键 1、键,2、pp键的形成,形成共价键的未成对电子的原子轨道，采取“肩并肩”的方式重叠，这种共价键叫键,3、键的特征,(1)每个键的电子云由两块组成，分别位于由两原子核连线构成的平面的两侧。(如果以它们之间包含原子核平面为镜面，它们互为镜象，这种特征称为镜像对称),(2)形成键时，电子云重叠程度比键小， 键没有键牢固,4、键的存在,键通常存在于共价双键和共价三键中,请你总结：(三) 键和键存在的一般规律： 1、共价单键为 键； 2、共价双键中有 个是 键， 有 个是 键 3、共价三键中有 个是 键

6、， 另 个是 键,NN 形成的是 个 键 和 个 键,pp ,pp ,1,2,请指出C2H6 、C2H4的共价键类型及个数,一,一,一,两,请你总结(四) 键和键的比较,价键轨道： 由原子轨道相互重叠形成的键和键总称为价键轨道。 价键轨道是分子结构中的价键理论中最基本的组成部分。,(五)请你了解这个概念：,(六)共价键的特征,实验事实: H、Cl都只有一个未成对电子，因而只能形成H2、HCl、Cl2，而不能形成H3、H2Cl、Cl3等分子。N原子p能级上有三个未成对电子，故N可形成三个共价键，如NH3,1、共价键的饱和性,共价键的饱和性决定了共价化合物的分子组成,按照共价键的共用电子对理论，一

7、个原子有几个未成对电子，便可和几个自旋方向相反的电子配对成键，形成几个共价键，这就是共价键的“饱和性”,实验事实: 共价键形成时，两个参与成键的原 子轨道总是尽可能沿着电子出现概率最大的方向 重叠，而且原子轨道重叠越多，电子在两核间出 现概率越多，形成的共价键越牢固。,共价键的方向性决定了分子的空间构型,2、共价键的方向性,同种分子中(如HX)成键原子电子云(原子轨 道)重叠程度越大，形成的共价键越牢固，分子 结构越稳定。 如HX的稳定性：HFHClHBrHI,电子所在的原子轨道都有一定的形状， 所以要取得最大重叠，共价键必然有方向性。,(六)共价键的特征,共价键具有饱和性和方向性,共价键的饱

8、和性决定了共价化合物的分子组成,共价键的方向性决定了分子的空间构型,当成键电子的电子云重叠程度越大，形成的键越牢固,（七）共价键强弱的判断 1、由原子半径和共用电子对数判断：成键原子的原子半径越小，共用电子对数越多，则共价键越牢固，含有该共价键的分子越稳定。 如原子半径：HFHClHBrHI 稳定性：HFHClHBrHI 2、由键能判断：共价键键能越大，共价键越牢固，破坏共价键消耗的能量越多 3、由键长判断：共价键的键长越短，共价键越牢固，破坏共价键消耗的能量越多 4、由电负性判断：元素的电负性越大，该元素的原子对共用电子对的吸引力大，形成的共价键更稳定。,二、共价键的键参数,（一）键长分子内

9、中两个成键原子的核间距离称为键长（形成共价键的两个原子之间的核间距）,键能、键长、键角,共价键的键参数是说明共价键 性质的重要数据,1、键长的大小与原子的 大小、原子 以及 的性质（单键、双键、叁键、键级、共轭等）因素有关。,一般来说：d(CC)d(C=C)d(CC) d(HI)d(HBr)d(HCl)d(HF) CO分子中的C=O键介于碳碳双键和碳碳叁键之间 O2、O2、O2、O22中的氧氧键依次增长,半径,核电荷数,化学键,2、键长对分子稳定性的影响,稳定性指分子受热是否发生分解 的性质，是热稳定性,一般来说，键长越短，键的强度越 ，键越 ，分子越 ； 键长越长，键的强度越 ，键越 ，分子

10、越 。,大,牢固,稳定,小,不牢固,不稳定,键长是衡量共价键 性的 一个重要参数,稳定,3、了解：共价半径共价键的键长 可以分解成键合原子的共价半径（这个 半径是个测定值，不是该原子的原子 半径）之和。,（因成键时原子轨道发生重叠， 键长 成键原子的原子半径之和）,小于,（二）键能,气态基态原子形成1mol化学键 的最低能量,常温下基态化学键 成气态原子所需要的能量,即：拆开1mol键需要吸收的能量(或生成1mol的键放出的能量),释放,分解,1、了解： 对于双原子分子，键能就是键解离能 对于多原子分子，断开其中一个键并 不得到气态自由原子，这时所断开键的能 量会不相同，故只能得到平均值。因此

11、在 比较键能数据的大小时，一定要有可比性。 如我们通常比较HX键(结构相似的分子 中，化学键能越大，分子越稳定),2、键能的单位为： ， 常用 表示。,kJmol1,EAB,3、键能越小，键越 ，含有该键的分子越 ，受热 生分解,如NN的键能为946kJmol1，氧分子里的键能493kJmol1，故空气中N2比O2稳定。,键能为衡量共价键 的参数,不稳定,不牢固,越易,键能越 ，即形成化学键时 的 能量越 ，形成的化学键 .,稳定性,大,释放,多,越牢固,（三）键角,原子分子中原子核的连线的夹角， 即分子中 与 之间的夹角。,例：H2O中两个OH之间的夹角为 10430 ，折线形； CO2中两

12、个C=O键成直线，夹角为180， 直线形； 甲烷分子中的CH键夹角为109 28， 正四面体形； NH3键角107 ，三角锥形。,多,共价键,共价键,1、共价分子中含有两个以上的共价键才可以形成键角。象HCl分子中无键角之说。 2、键角的大小严重影响分子的许多性质，例如分子的极性，从而影响其溶解性，熔、沸点等 3、多原子共价化合物中共价键形成键角，表明共价键具有方向性。键角是描述共价化合物立方体结构的重要参数。 (键角对分子的极性判断也十分重要。判断立体结构中正负电荷的重心是否重合),键长与键角一起决定该分子的空间构型、键长和键能一起决定该分子的稳定性,五、特殊的共价键配位键 1、定义： 共用

13、电子对由某原子(或离子)单方面提供与另一原子(或离子)共用所形成的特殊共价键 2、理解：一方提供共用电子对，一方提供电子对活动的空间 3、存在：NH4、H3O、含多个O的含氧酸根 在NH4中的4个NH的键长、键能均相等，键角也相等，故NH4为空间正四体。 4、表示方法：用“”表示。箭头指向提供空间的一方,六、等电子原理及应用 1、等电子原理的基本观点 2、等电子体,原子总数相同、价电子总数相同的分 子或离子具有相似的化学键特征，它们的 许多性质是相近的，立体构型相同。此原 理称为等电子原理。,满足等电子原理的分子互称为等电子体。,注意：等电子体的价电子总数相同、而组 成原子的核外电子总数不一定相等。,3、CO分子和N2分子具有相同的原子总数、相同的价电子数，是等电子体，其性质对比如下：,举例说明,4、等电子体,5、等电子电子的应用 (1)判断一些简单分子或离子的空间构型 (2)利用等电子体在性质上的相似性制造新材料 (3)利用等电子原理针对某物质找等电子体,共价型分子中最外层8e稳定结构的判断 |化合价|最外层电子数=共用电子对数最外层电子数 键能与反应热的关系：H=E(反应物的键能之和)E(生成物的键能之和),