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1、第二章 分子结构与性质,(两课时),第一节 共价键,20世纪初，在原子结构理论的基础上，建立了化学键的电子理论。共价键是现代化学键的理论核心,定义:,成键元素:,类型:,本质:,表示方法:,原子之间通过共用电子对所形成的相互作用，叫做共价键。,原子间的静电作用,共价键,极性共价键,非极性共价键,非金属与非金属,用电子式表示,知识回顾,存在：,不仅存在于非金属单质和共价化合物中，也存在于有些离子化合物中,一、共价键,共价键的形成（以氢分子的形成为例）,按共价键的共用电子对理论，有没有可能存在 H3 、Cl3 、H2Cl分子？为什么？,用电子式表示H2、HCl、Cl2分子的形成过程,共价键具有饱和
2、性,问题与讨论,H2 N2 HCl H2O HF 等均以共价键形成分子,HH N三N HCl HOH HF,共价键的特征,（）共价键具有饱和性 自旋方向相反的未成对电子配对形成共价键后， 就不能再和其他原子中的未成对电子配对所以 每个原子所能形成共价键的数目取决于该原子中 的未成对电子的数目这就是共价键的饱和性,（）共价键具有方向性 当原子通过原子轨道重叠形成共价键时，两原子轨道重叠的越多，两核间电子云越密集，形成的共价键就越牢固，这称为原子轨道的最大重叠原理因此，共价键具有方向性,价键理论的要点,1.电子配对原理,2.最大重叠原理,两原子各自提供1个自旋方向相反的电子彼此配对。,现代物质结构
3、理论认为: 共价键的形成是由于成键原子电子云的重叠. 两个原子轨道重叠部分越大，两核间电子的概率密度越大，形成的共价键越牢固，分子越稳定。方向性,1、H2分子的形成过程,用电子云来描述共价键的形成过程,H,H,键的特征：以形成化学键的两原子核的连线做为轴旋转操作，共价键电子云的图形不变,称为轴对称。,（s-s键）,3.ClCl的p-p 键的形成,2.HCl的s-p 键的形成,小结: 键成键方式 “头碰头”,用电子云来描述共价键的形成过程,4、p-p键形成过程,键特点:两个原子轨道以平行或“肩并肩” 方式重叠；原子重叠的部分分别位于两原子核构成平面的两侧，如果以它们之间包含原子核的平面为镜面，它
4、们互为镜像，称为镜像对称,由于键重叠程度要比键小,所以键的强度要比键大。,“肩并肩”,形成键的电子称为电子。,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,1、N2中p-p键和p-p键的形成过程,科学探究,N2,NN分子结构,共价键的类型,键：“头碰头”,形成键的电子 称为电子。,s-s 键 (如H2),s-p 键 (如HCl),p-p 键 (如Cl2),电子云形状呈轴对称,键：“
5、肩并肩”,电子云形状呈镜像对称,两种键的比较（N2的形成）,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,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,课堂反馈,1、键与键的形成方式有何不同，有何形象的比喻？2、 键与键在对称上有何不同? 、 键与键谁更牢固? 、什么是价键轨道? 、形成共价键的电子云是指成对电子还是未成对电子？ 、电子云的重叠是怎样将两个原子核“黏结”在一起的? 、哪些共价键是键，哪些共价键是键?,二、键参数
6、:键长、键能、键角,键长与键能的关系？,键长越短，键能越大，共价键越稳定。,键能：,键长：,气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量,形成共价键的两个原子之间的核间距,键角：,在原子数超过2的分子中，两个共价键之间的夹角,思考与交流,试利用键能数据进行计算，1 mol H2分别跟1mol Cl2、1 mol Br2(g)反应，分别生成2 mol HCl分子和2 mol HBr分子，哪一个反应释放的能量更多？如何用计算结果说明HCl分子和HBr分子哪个更容易发生热分解反应生成相应的单质？ 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、
7、键能对分子的化学性质有什么影响？,1、形成2 mo1HCl释放能量：2431.8 kJ (436.0kJ+242.7kJ)= 184.9 kJ 形成2 mo1HBr释放能量：2366kJ (436.0kJ+193.7kJ)= 102.97kJ HCl释放能量比HBr释放能量多,因而生成的HCl更稳定,即HBr更容易发生热分解生成相应的单质. 2、键能大小是：F-HO-HN-H 3、键长越长，键能越小，键越易断裂，化学性质越活泼。如 键长I-HBr-HCl-HF-H,汇报,H2O 105,NH3 107,CH2CH2分子结构,CHCH分子结构,CO2 180,CH4 10928,CH3CH3分子
8、结构,7,3,分子中最多几个原子共面，几个共线？最少呢？,三、等电子体原理,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。,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-,例题: 2002年诺贝尔化学奖表彰的是在“看清”生物大分子真面目方面的科技成果，一项是美国科学家约翰芬恩与日本科学家田中耕一“发明了对生物大分子的质谱分析法”；另一项是瑞
9、士科学家库尔特维特里希“发明了利用核磁共振技术测定溶液中生物大分子三维结构的方法”。质子核磁共振（PMR）是研究有机物结构的有力手段之一，在所有研究的化合物分子中，每一结构中的等性氢原子在PMR中都给出了相应的峰（信号），谱中峰的强度与结构中的等性H原子个成正比。例如乙醛的结构简式为CH3CHO，在PMR中有两个信号，其强度之比为3:1。,（1）结构式为 的有机物，在PMR谱上观察峰给出的强度之比为 ； （2）某含氧有机物，它的相对分子质量为46.0，碳的质量分数为52.2%，氢的质量分数为13.0%，PMR中只有一个信号，请写出其结构简式 。 （3）实践中可根据PMR谱上观察到氢原子给出的峰值情况，确定有机物的结构。如分子式为C3H6O2的链状有机物，有PMR谱上峰给出的稳定强度仅有四种，其对应的全部结构，它们分别为：33 321 3111 2211，请分别推断出结构简式 。,（1）2：2：2：2：2或者1：1：1：1：1 （2）CH3OCH3 （3）CH3COOCH3 CH3CH2COOH CH3CH（OH）CHO HOCH2CH2CHO,参考答案：,再见，谢谢观赏！,
