《共价键原子晶体》ppt课件

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1、2019年1月13日星期日,第二单元 共价键 原子晶体,专题3 微粒间作用力与物质性质,无论是自然界存在的，还是人工合成的物质，大多数是含有共价键的物质。共价键是一种重要的化学键。,化学键,离子键,共价键,金属键,一、共价键,1、定义：,2、成键微粒：,3、成键本质：,4、成键原因：,原子间通过共用电子对所形成的的化学键。,原 子,共用电子对,不稳定要趋于稳定；体系能量降低,5、成键的条件：,电负性相同或差值小的非金属原子之间且成键的原子最外层未达到饱和状态,即成键原子有未成对电子。,6、存在范围：,非金属单质 共价化合物 离子化合物,7、影响共价键强弱的主要因素,键长（成键原子的核间距）,一

2、般键长越 ，键能越 ，共价键越 ，分子就越 。,小,大,牢固,稳定,共价化合物：相邻的原子之间只以共价键相连的化合物属于共价化合物。如二氧化碳、水、甲烷等。,学生活动1：写出下列分子的电子式和结构式,以上物质中哪些是离子化合物？哪些是共价化合物？,?思考,学以致用,1、共价化合物中只含有共价键 2、离子化合物中一定含有离子键，也可能含有共价键,共价键的形成,3.含有共价键的物质是否一定是共价分子？,元素的电负性相差小于1.7。非金属元素原子之间形成的化学键就是共价键。某些金属与非金属元素原子之间形成的化学键也是共价键。,通过学习有关共价键的知识，你知道下列问题的答案吗？,1.通常哪些元素的原子

3、之间能形成共价键？,2.如何用电子式表示共价分子的形成过程？,否,如NaOH,4.双个氢原子如何形成氢分子?,v,r,0,V：势能 r：核间距,两个核外电子自旋方向相反的氢原子靠近,r0,v,r,0,r0,V：势能 r：核间距,r0,v,r,0,r0,V：势能 r：核间距,r0,v,r,0,r0,V：势能 r：核间距,v,r,0,V：势能 r：核间距,两个核外电子自旋方向相同的氢原子靠近,氢气分子形成过程的能量变化,从核间距和成键电子的自旋方向来观察能量的变化情况。,相距很远的两个核外电子自旋方向相反的氢原子相互逐渐接近,在这一过程中体系能量将,先变小后变大,电子配对原理,最大重叠原理,两原子

4、各自提供1个自旋方向相反的电子彼此配对。,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。,1、共价键的形成条件,2、共价键的形成本质,重叠,相反,未成对,共用电子对,增 加,降低,教科书 P40,1. 根据H2分子的形成过程，讨论F2分子和HF分子是怎么形成的,2.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？,3、共价键的特征,（1）具有饱和性,在成键过程中,每种元素的原子有几个未成对电子通常就只能形成几个共价键，所以在共价分子中每个原子形成共价键数目是一定的。,（2）具有方向性,p,在形成共价键时，两个参与成键的原子轨道总

5、是尽可能沿着电子出现机会最大的方向重叠成键，而且原子轨道重叠越多，电子在两核间出现的机会越多，体系的能量下降也就越多，形成的共价键越牢固。因此，一个原子与周围的原子形成的共价键就表现出方向性（ s 轨道与 s 轨道重叠形成的共价键无方向性，例外）。,小结：,共价键的形成条件,共价键的本质,共价键的特征,1.相距很远的两个自旋方向相反的H原子相互逐渐接近,在这一过程中体系能量将 ( ) A. 先变大后变小 B. 先变小后变大 C. 逐渐变小 D. 逐渐增大,练 习,B,2.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

6、稳定 . 两原子核体积大小要适中,练 习,3、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,B.C,5、写出下列物质的电子式 （1）Br2；（2）CO2 ；（3）PH3 （4）NaH； (5)Na2O2；,共价键理论的发展,路易斯价键理论 现代价键理论（VB法） 分子轨道理论（MO法）,共价键的类型,氮气的化学性质不活泼，通常难以与其他物质发生化学反应。请你写出氮分子的电子式和结构式，分析氮分子中氮原子的原子轨道是如何重叠形成共价键的，并与同学交流讨论

7、。,氮分子中原子轨道重叠方式示意图,（1）头碰头重叠键,s轨道s轨道,S轨道和p轨道形成稳定共价键的几种重叠方式,1. 键和键,（1）键：,X,ss,+,+,+,+,+,+,+,+,原子轨道以“头碰头”方式互相重叠导致电子在两核间出现的机会增大而形成的共价键,X,pxpx,形成键的电子称为电子,pxpx,+,X,+,pxs,+,+,例： H2 + Cl2 = 2HCl,px s,（2）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,Z Z,键的类型,键的类型,ss(键),pxpx (键),spx (键),pzpz (键),pypy (键),小结：, 键与键的比

8、较,“头碰头”重叠,肩并肩重叠,单键是键，双键、 三键中只有一个是 键,单键不可能是键， 双键中有一个、三键 中有两个是键,重叠程度较大， 比较牢固,重叠程度较小， 较易断裂,教科书 P42,请写出乙烯、乙炔与溴发生加成反应的反应方程式。并思考：在乙烯、乙炔和溴发生的加成反应中，乙烯、乙炔分子断裂什么类型的共价键？,乙烯分子中原子轨道重叠方式示意图,乙炔分子中轨道重叠方式示意图,有机物中的共价键,1、C H 是键。,2、CC 是键。,3、C=C 一个键，一个键。,4、 C 一个键，两个键。,乙烯、乙炔分子中C-C 键比较稳定不容易断裂， 键比较容易断裂。,乙烷： 个键；乙烯： 个键 个键；乙炔

9、： 个键 个键,7,5,1,3,2,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？,苯分子中的大键,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,7,3,教科书P43,1. 根据氢原子和氟原子的核外电子排布，你知道F2和HF分子中形成的共价键有什么不同吗？,2. 根据元素电负性的强弱，你能判断F2和HF分子中共用电子对是否发生便移吗？,2. 极性键和非极性键,什么是非极性键？ 什么是极性键？ 极性键的强弱与共用电子对地偏向程度的

10、关系是什么？,(1)非极性键：,两个成键原子吸引电子的能力 (电负性 )，共用电子对 偏移的共价键,相 同,不发生,相 同,(2)极性键：,两个成键原子吸引电子的能力 (电负性 )，共用电子对 偏移的共价键,不 同,发 生,不 同,氯氯键非极性键,氢氯键极性键,(3)一般情况下，同种元素的原子之间形成 共价键，不同种元素的原子之间形成 共价键。,非极性,极 性,(4)在极性共价键中，成键原子吸引电子能的差别越大，共用电子对的偏移程度 ，共价键的极性 。,越大,越 大,练 习,1. 下列分子中含有非极性键的共价化合物是 （ ） A. F2 B. C2H2 C. Na2O2 D. NH3 E. C

11、2H6 F. H2O2 G. CO2,B.E.F,2.关于乙醇分子的说法正确的是（ ） A. 分子中共含有8个极性键 B. 分子中不含非极性键 C. 分子中只含键 D. 分子中含有1个键,C,3.下列分子中不含有键的是( ) A. Na2O2 B. CaC2 C. F2 D. C6H6 E. 氯乙烯,练 习,A.C,4.下列物质分子中无键的是 （ ） A. N2 B. O2 C. Cl2 D. C2H4,C,5. H2S分子中两个共价键的夹角接近90，其原因是 （ ） A.共价键的饱和性 B.s原子电子排布 C.共价键的方向性 D.s原子中p轨道的形状,CD,在水溶液中，NH3能与H+结合生成

12、NH4请用电子式表示和形成NH的过程并讨论NH和H是如何形成NH4+的,教科书 P44,氨分子中，氮原子和氢原子通过什么键结合？,极性共价键,写出氨分子的电子式和结构式。,写出氨与盐酸反应的化学方程式和离子方程式。,NH3 + HCl = NH4Cl,NH3 + H+ = NH4+,氨分子中各原子均达稳定结构，为什么还 能与氢离子结合？,H+,氮原子有孤对电子，氢离子有空轨道。,或,共用电子对全部由氮原子提供。,配 位 键,由一个原子提供孤对电子，另一个原子提 供空轨道形成的共价键称配位键。,氨根离子与水合氢离子等是通过配位键形成的。,配位键用“”表示，箭头指向接受孤对电子的原子。,如：,铵根

13、离子中的四个氮氢键完全一样(键长、键能相同),小结：,极性键,单键 双键 三键,（1）按成键方式分,（2）按共用电子对有 无偏移分,（3）按两原子间的共用 电子对的数目分,2一种特殊的共价键 -配位键,键：头碰头重叠,键：肩并肩重叠,非极性键,（1）定义：,1.共价键 的类型,（3）配位键的存在,（2）配位键的成键条件,非极性键、极性键与配位键的比较,非极性键,极性键,配位键,共用电子对不 发生偏移,共用电子对 偏向一方原子,共用电子对 由一方提供,相同非金属元素原 子的电子配对成键,不同非金属元素原 子的电子配对成键,一方原子有孤电子对，另 一方原子有价层空轨道,H2,HCl,NH4+,已知

14、水电离成为氢氧根离子和水合氢离子，试写出阳离子的结构。,练 习,共价键的键能与化学反应热,1.键能和键长,(1)键能的定义：在101kPa、298K条件下。1mol 气态AB分子生成气态A原子和B原子的过程所吸收的能量，称为AB键共价键得键能。,如在101kPa、298K条件下。1mol气态H2生成气态H原子的过程所吸收的能量为436kJ，则HH键的键能为436kJmol-1,共价键的键能用来衡量共价键牢固程度，共价键键能越大表示该共价键越牢固，即越不容易被破坏。,(2)键长：两原子核间的平均间距,原子间形成共价键，原子轨道发生重叠。原子轨道重叠程度越大，共价键的键能越大，两原子核的平均间距键

15、长越短。,教科书P45 表3-5,请结合表中数据分析： 1.影响共价键强弱的因素 2共价键强弱与分子稳定性的关系,1.影响共价键键能的主要因素,2键能大小与分子稳定性的关系： 对结构相似的分子，键长越短，键能越 大， 一般含 该键的分子越稳定。,（1）一般情况下，成键电子数越多，键长越 短 ，形成的共价键越牢固，键能越大.,（2）在成键电子数相同，键长相近时，键的 极性越大，键能越大.,小结：,（）如果反应物的键能总和生成物的键能总和则为吸热反应,2.键能与化学反应中的H关系,化学反应中发生旧化学键断开和新化学键形成,化学反应的实质:,反应热应该为断开旧化学键（拆开反应物原子）所需要吸收的能量与形成新化学键（原子重新组合成反应生成物）所放出能量的差值。旧键断裂所吸收的总能量大于新键形成所放出的总能量，反应为吸热反应，反之为 放热反应。 由于反应后放出的热量使反应本身的能量降低，故规 定H为“”，则由键能求反应热的公