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1、第二章第二章 分子结构与性质分子结构与性质第二章第二章 分子结构与性质分子结构与性质第一第一节共价共价键课程标准导航课程标准导航1.知道共价知道共价键的主要的主要类型型键和和键。2.能用能用键能、能、键长、键角等角等说明明简单分子分子的某些性的某些性质。3.结合合实例例说明明“等等电子原理子原理”的的应用。用。新知初探自学导引新知初探自学导引自主学自主学习一、共价一、共价键1.共价共价键的本的本质:在在_之之间形成形成_.2.共价共价键的特征的特征(1)按按共共价价键的的共共用用电子子对理理论，一一个个原原子子只只能能与与一一定定数数目目的的原原子子结合合成成分分子子，如如有有H2、HCl，不
2、不可可能能有有H3、H2Cl，这表表明明共共价价键具具有有_。原子原子共用共用电子子对饱和性和性(2)多原子分子的多原子分子的键角一定，表明共价角一定，表明共价键具有具有_。3.共价共价键的的类型型(1)键方向性方向性形成形成成成键原子的原子的s轨道或道或p轨道道“_”重叠而形成重叠而形成类型型_头碰碰头ss 键类型型_特征特征以形成化学以形成化学键的两原子的两原子核的核的_为轴作旋作旋转操作操作,共价共价键电子云的子云的图形形_,这种特征称种特征称为_键的的强强度度_sp 键pp 键连线不不变轴对称称较大大(2)键形成形成由两个原子的由两个原子的p轨道道“_”重重叠形成叠形成pp 键特征特征
3、每个每个键的的电子云由两子云由两块组成成,分分别位于由两原子核构成平面的位于由两原子核构成平面的_，如，如果以它果以它们之之间包含原子核的平面包含原子核的平面为镜面，它面，它们互互为镜像，像，这种特征称种特征称为_键不能旋不能旋转键不如不如键牢固，比牢固，比较容易容易_两两侧镜像像对称称断裂断裂肩并肩肩并肩想一想想一想1是否所有的共价键都有方向性？是否所有的共价键都有方向性？提提示示：并并不不是是所所有有的的共共价价键键都都有有方方向向性性，如如ss 键就没有方向性。键就没有方向性。二、二、键参数参数键能、能、键长与与键角角概念概念作用作用键能能_原子形原子形成成1 mol化学化学键_能量能量
4、键能越大，能越大，键越越_,越不易被越不易被打断打断键长形成共价形成共价键的两个的两个原子之原子之间的的_键长越短，越短，键能能_，键越越_键角角在原子数超在原子数超过2的的分子中，两个分子中，两个_之之间的的夹角角表明共价表明共价键有有_，是描述，是描述分子分子_的的重要参数重要参数气气态基基态释放的最低放的最低稳定定核核间距距越大越大稳定定共价共价键方向性方向性立体立体结构构三、等三、等电子原理子原理_相同、相同、_相同的分子具相同的分子具有相似的有相似的_特征，它特征，它们的的许多性多性质是是相近的。相近的。原子原子总数数价价电子子总数数化学化学键想一想想一想2满满足足等等电电子子原原理
5、理的的分分子子称称为为等等电电子子体体。CO分分子子与与N2分分子子具具有有哪哪些些相相似似的的性性质质？为为什什么？么？提提示示：CO分分子子与与N2分分子子的的熔熔沸沸点点、在在水水中中的的溶溶解解度度等等性性质质相相似似。因因为为CO分分子子与与N2分分子子是是等电子体。等电子体。自主体验自主体验1.(2012佛山高二检测佛山高二检测)下列对共价键的说法中下列对共价键的说法中,不正确的是不正确的是()A共价键是通过形成共用电子对形成的共价键是通过形成共用电子对形成的B共价键不属于电性作用共价键不属于电性作用C形成共价键的原子之间电负性相同或相差形成共价键的原子之间电负性相同或相差不大不大
6、D.有有H2O而没有而没有H3O,表明共价键具有饱和性表明共价键具有饱和性解析：解析：选B。共价。共价键是通是通过形成共用形成共用电子子对而形成的而形成的强强烈的静烈的静电作用，既存在静作用，既存在静电吸引吸引,又存在静又存在静电排斥。排斥。2.下列关于乙下列关于乙烯分子的分子的说法中法中,正确的是正确的是()A分子中含有分子中含有4个个键B分子中共含有分子中共含有5个极性个极性键C分子中含有分子中含有1个个键D分子中不含非极性分子中不含非极性键解析：解析：选C。乙。乙烯的的结构构简式式为CH2=CH2,共共含有含有6个共价个共价键,其中其中5个个键(包括包括4个个CH 键、1个个CC 键)和
7、和1个个CC 键。CH键为极性极性键，CC键为非极性非极性键。3.下列关于下列关于键参数的参数的说法中法中,不正确的是不正确的是()A分子中分子中键能越大，能越大，则分子越分子越稳定定B分子中分子中键长越短，越短，则分子越分子越稳定定C键角是描述分子立体角是描述分子立体结构的重要参数构的重要参数DH2分分子子中中HH键的的存存在在，表表明明共共价价键具具有有方向性方向性解析：解析：选D。H2分子中分子中HH键是是ss 键，无，无方向性。方向性。要点突破讲练互动要点突破讲练互动要点要点1共价共价键的特征和的特征和类型型探究探究导引引1共价共价键具有哪些特征？具有哪些特征？提示：提示：饱和性和方向
8、性。和性和方向性。探探究究导引引2按按原原子子轨道道的的重重叠叠方方式式，共共价价键可分可分为哪几哪几类？提示：提示：共价共价键可分可分为键、键。1.共价共价键的特征的特征(1)饱和性和性每个原子所能提供的未成每个原子所能提供的未成对电子的数目是一子的数目是一定的，因此在共价定的，因此在共价键的形成的形成过程中，一个原程中，一个原子中的一个未成子中的一个未成对电子与另一个原子中的一子与另一个原子中的一个未成个未成对电子配子配对成成键后，就不能再与其他后，就不能再与其他原子的未成原子的未成对电子配子配对成成键了，也就是了，也就是说一一个原子有几个未成个原子有几个未成对的价的价电子，一般就只能子，
9、一般就只能和几个自旋方向相反的和几个自旋方向相反的电子配子配对成成键。饱和和性决定了一个原子所能形成共价性决定了一个原子所能形成共价键的数目或的数目或以以单键连接的原子数目是一定的。接的原子数目是一定的。(2)方向性方向性为满足最大重叠原理，两个原子足最大重叠原理，两个原子间形成共价形成共价键时，两个原子，两个原子轨道要沿着一定方向重叠。道要沿着一定方向重叠。除除s轨道是球形道是球形对称的外，其他的原子称的外，其他的原子轨道在道在空空间都具有一定的空都具有一定的空间取向，在形成共价取向，在形成共价键时,原子原子轨道只有沿一定方向达到最大重叠，道只有沿一定方向达到最大重叠，电子在核子在核间出出现
10、的概率才最大，所形成的共的概率才最大，所形成的共价价键就越牢固，所以共价就越牢固，所以共价键具有方向性。方具有方向性。方向性决定了分子的空向性决定了分子的空间构型。构型。2.类型型分分类标准准类型型共用共用电子子对数数单键、双、双键、三、三键共用共用电子子对的偏移的偏移程度程度极性极性键、非极性、非极性键原子原子轨道重叠方式道重叠方式键、键3.键与与键由原子由原子轨道相互重叠形成的道相互重叠形成的键和和键总称称为价价键轨道，是分子道，是分子结构的价构的价键理理论中最重要中最重要的的组成部分。成部分。键类型型键键原子原子轨道重叠道重叠方式方式(成成键方向方向)沿沿键轴方向方向“头碰碰头”重叠重叠
11、键轴方向方向“肩肩并肩并肩”重叠重叠特征特征(电子云形子云形状状)轴对称称镜像像对称称键类型型键键原子原子轨道重道重叠程度叠程度大大小小牢固程度、牢固程度、强强度度强强度大，不度大，不易断裂易断裂强强度度较小，容小，容易断裂易断裂成成键类型的型的判断判断规律律共价共价单键全部是全部是键；共价；共价双双键中，一个是中，一个是键，另一，另一个是个是键；共价三；共价三键中，一中，一个是个是键，另两个是，另两个是键。即时应用即时应用1.(2012南昌高二质检南昌高二质检)下列关于共价键的说法下列关于共价键的说法正确的是正确的是()AMgCl2分子中存在分子中存在3个共价键个共价键B键的强度大，所以比较
12、活泼键的强度大，所以比较活泼CN2分子中有分子中有2个个键和键和1个个键键D两个原子形成的共价键中有两个原子形成的共价键中有1个是个是键键解析：解析：选D。MgCl2是离子化合物，是离子化合物，Mg2与与Cl之之间形成的是离子形成的是离子键；键的的强强度大，故度大，故比比较稳定；定；N2分子中有分子中有3个共价个共价键，其中，其中1个个为键，2个个为键。要点要点2键参数参数对分子分子结构及分子性构及分子性质的影响的影响探探究究导引引3决决定定分分子子立立体体结构构的的键参参数数是是什什么？么？提示：提示：键长和和键角。角。探究探究导引引4决定分子决定分子稳定性的定性的键参数是什么参数是什么?提
13、示：提示：键能和能和键长。要点要点归纳归纳1.键能能(1)键能能的的意意义：键能能是是衡衡量量共共价价键稳定定性性的的一个重要参数。一个重要参数。HH键的的键能能为436.0 kJmol1，表示由气，表示由气态基基态原子形成原子形成1 molHH键释放的最低能量放的最低能量为436.0 kJ，也表示拆开，也表示拆开1 molHH键所需要吸所需要吸收的能量收的能量为436.0 kJ。键能越大，拆开能越大，拆开1 mol该共价共价键所需要吸收所需要吸收的能量越多，共价的能量越多，共价键就不易断裂，就不易断裂，则该共价共价键越越稳定。如定。如键能能HFHClHBrHI，共价，共价键牢固程度牢固程度H
14、FHClHBrHI，因此，分子的，因此，分子的稳定性定性HFHClHBrHI。(2)键能与化学反能与化学反应中能量中能量变化关系化关系化学反化学反应过程中，旧程中，旧键断裂吸收的断裂吸收的总能量能量大于新大于新键形成所放出的形成所放出的总能量，能量，则反反应为吸吸热反反应，吸，吸热反反应使反使反应体系的能量增加，体系的能量增加，故故规定反定反应的的热量量变化化H为“”。化化学学反反应过程程中中，旧旧键断断裂裂所所吸吸收收的的总能能量量小小于于新新键形形成成放放出出的的总能能量量，则反反应为放放热反反应，放放热反反应使使反反应体体系系的的能能量量降降低低，故故规定反定反应的的热量量变化化H为“”
15、。(3)利用利用键能能计算反算反应的的热效效应(H)H反反应物的物的键能能总和生成物的和生成物的键能能总和和.2.键长(1)键长的的意意义：键长是是衡衡量量共共价价键稳定定性性的的另一个重要参数。另一个重要参数。一般地，共价一般地，共价键的的键长越短，越短，键能越大，能越大，该共价共价键就越就越稳定。如具有相似性的元素定。如具有相似性的元素F、Cl、Br、I的原子半径依次增大，故的原子半径依次增大，故键长HFHClHBrHI，共价，共价键牢固程牢固程度度HFHClHBrHI，因此，分，因此，分子的子的稳定性定性HFHClHBrHI。(2)键能能和和键长决决定定共共价价键的的稳定定性性和和分分子
16、子的的活活泼性。性。3.键角角(1)键角的意角的意义：键角是描述分子立体构型的角是描述分子立体构型的参数，分子的参数，分子的许多性多性质都与都与键角有关。一般角有关。一般来来说，如果知道分子中的，如果知道分子中的键长和和键角，角，这个个分子的立体构型就确定了。如氨分子的分子的立体构型就确定了。如氨分子的HNH键角是角是107,NH键的的键长是是101pm,就就可以断定氨分子是三角可以断定氨分子是三角锥形分子，如形分子，如图：(2)要要记住一些常住一些常见分子的分子的键角，如角，如CO2为180，直，直线形分子；形分子；H2O为105，角形，角形(V形形)分子；分子；NH3为107，三角，三角锥
17、形分子；形分子；CH4为10928，正四面体形分子。，正四面体形分子。即时应用即时应用2.下列关于键参数的说法中，正确的是下列关于键参数的说法中，正确的是()A分子的立体构型是由键角决定的分子的立体构型是由键角决定的B分子中键能越大分子中键能越大,键长越长键长越长,则分子越稳定则分子越稳定C水分子中水分子中HOH的键角为的键角为180DHO键键能为键键能为463 kJ/mol，即拆开，即拆开1 mol HO键形成气态氢原子和氧原子所需吸收的键形成气态氢原子和氧原子所需吸收的能量为能量为463 kJ解析：解析：选D。分子的立体构型是由。分子的立体构型是由键角和角和键长决定的决定的,A错；分子中；
18、分子中键能越大能越大,键长越短，越短，则分子越分子越稳定，定，B错；水分子中；水分子中HOH的的键角角为105，C错；HO键键能能为463 kJ/mol，表示由气，表示由气态基基态原子形成原子形成1 mol HO键释放的最低能量放的最低能量为463 kJ或拆开或拆开1 mol HO键形成气形成气态氢原子和氧原子所需吸收的能量原子和氧原子所需吸收的能量为463 kJ，D正确。正确。题型探究技法归纳题型探究技法归纳题型型1共价共价键的特征和的特征和类型型 下列关于共价下列关于共价键的的说法不正确的是法不正确的是()AH2S分分子子中中两两个个共共价价键的的键角角接接近近90的的原原因是共价因是共价
19、键有方向性有方向性B在分子中，化学在分子中，化学键可能只有可能只有键而没有而没有键例例1C在在双双键中中含含有有一一个个键和和一一个个键，其其中中键是化学反是化学反应的的积极参与者极参与者D有些原子在与其他原子形成分子有些原子在与其他原子形成分子时，只能，只能形成形成键，而不能形成，而不能形成键【思路点思路点拨】解答此解答此题注意以下两点：注意以下两点：(1)共价共价键饱和性和方向性的含和性和方向性的含义。(2)理解理解键和和键的不同点。的不同点。【解解析析】S原原子子的的价价电子子构构型型是是3s23p4，有有2个个未未成成对电子子，并并且且分分布布在在相相互互垂垂直直的的3px和和3py轨
20、道道中中，当当与与两两个个H原原子子配配对成成键时，形形成成的的两两个个共共价价键间夹角角接接近近90，这体体现了了共共价价键的的方方向向性性，是是由由轨道道的的伸伸展展方方向向决决定定的的，A正正确确。在在分分子子中中，两两个个原原子子间可可以以只只形形成成键，但但不不能能只只形形成成键，B错。在在双双键中中含含有有一个一个键和一个和一个键，其中，其中键不不稳定，反定，反应时易易断断裂裂，C正正确确。像像H、Cl原原子子跟跟其其他他原原子子只能形成只能形成键，而不能形成，而不能形成键，D正确。正确。【答案答案】B【名名师点睛点睛】(1)s轨道与道与s轨道重叠形成道重叠形成键时，电子不是只在两
21、核子不是只在两核间运运动，而是，而是电子在子在两核两核间出出现的概率增大。的概率增大。(2)两个原子两个原子间可以只形成可以只形成键，但不能只形，但不能只形成成键。自旋方向相反的。自旋方向相反的s电子与子与s电子或子或s电子与子与p电子能形成子能形成键，但不能形成，但不能形成键。两。两个自旋方向相反的个自旋方向相反的p电子既可形成子既可形成键，又可，又可形成形成键，但首先形成，但首先形成键。题型型2键参数参数对分子分子结构及分子性构及分子性质的影响的影响 (2012武武汉高二高二调研研)从从实验测得不同得不同物物质中氧中氧氧氧键之之间的的键长和和键能数据如下表能数据如下表,其中其中X、Y的的键
22、能数据尚未能数据尚未测定，但可根据定，但可根据规律推律推导键能的大小能的大小顺序序为WZYX。该规律是律是()例例2A成成键时电子数越多，子数越多，键能越大能越大B键长越越长，键能越小能越小C成成键所用的所用的电子数越少，子数越少，键能越大能越大D成成键时电子子对越偏移，越偏移，键能越大能越大【思路点思路点拨】解答本解答本题要注意以下两点：要注意以下两点：(1)键长越越长，键能越小。能越小。(2)共价共价键的本的本质：自旋方向相反的未成：自旋方向相反的未成对电子形成共用子形成共用电子子对时，原子，原子轨道道发生重叠。生重叠。【答案答案】B【易易误警警示示】(1)分分析析问题时容容易易忽忽略略键
23、能能概念中的前提条件概念中的前提条件气气态基基态原子。原子。(2)键长不不是是成成键两两原原子子半半径径的的和和，而而是是小小于于其半径的和。其半径的和。(3)FF键键长短，而短，而键能却小。能却小。这是因是因为氟氟原子的半径很小，原子的半径很小，键长很短，两氟原子形成很短，两氟原子形成共价共价键时，原子核之，原子核之间的距离很近，排斥力的距离很近，排斥力很大，因此很大，因此键能不大，能不大，F2的的稳定性差，很容定性差，很容易与其他物易与其他物质反反应。分子中各原子最外层是否满足分子中各原子最外层是否满足8电电子稳定结构的判断方法子稳定结构的判断方法1.分子中若含有氢、硼、稀有气体等元素，分
24、子中若含有氢、硼、稀有气体等元素，则氢、硼、稀有气体原子最外层不满足则氢、硼、稀有气体原子最外层不满足8电电子稳定结构。子稳定结构。热点示例思维拓展热点示例思维拓展2.某某元元素素化化合合价价绝对值与与其其原原子子最最外外层电子子数数之之和和等等于于8，则该元元素素的的原原子子最最外外层满足足8电子子稳定定结构构。如如CO2、PCl3等等分分子子中中所所有有原原子子最最外外层满足足8电子子稳定定结构构，CO、PCl5分分子子中中的的C、P原子最外原子最外层不不满足足8电子子稳定定结构。构。总之之,共价化合物中，原子的最外共价化合物中，原子的最外层电子数等子数等于于该原子原来的最外原子原来的最外层电子数加上成子数加上成键数。数。
