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1、一、共价键一、共价键共价键共价键1 1、定义：、定义：2 2、成键微粒：、成键微粒：3 3、成键本质：、成键本质：4 4、成键元素：、成键元素：5 5、存在范围：、存在范围：6 6、表示方法：、表示方法：原子之间经过共用电子对所构成的相互作用。原子之间经过共用电子对所构成的相互作用。原子原子原子间经过共用电子对所产生的剧烈原子间经过共用电子对所产生的剧烈的相互作用。的相互作用。普通非金属之间普通非金属之间部分金属与非金属之间部分金属与非金属之间非金属单质非金属单质(H2、O2 )、共价化合物、共价化合物(NH3、 CH4 、H2O)、离子化合物、离子化合物(NaOH、 NH4Cl)电子式、构造
2、式电子式、构造式不稳定要趋于稳定；体系能量降低不稳定要趋于稳定；体系能量降低7 7、成键缘由：、成键缘由：a a、电子式：、电子式：b b、构造式、构造式 ：共价键的表示方法共价键的表示方法 H-H H-Cl N N H-H H-Cl N N 共价键的构成交流与讨论：两个氢原子如何构成氢分子交流与讨论：两个氢原子如何构成氢分子?1氢原子电子排布式：氢原子电子排布式：2基态氢原子轨道表示式：基态氢原子轨道表示式：3原子之间构成共价键的缘由：原子之间构成共价键的缘由： 原子轨道填满电子，且电子自旋相反，体系能原子轨道填满电子，且电子自旋相反，体系能量最底，最稳定。量最底，最稳定。vr0V：势能：势
3、能 r：核间距：核间距两个核外电子自旋方向相反的氢原子接近两个核外电子自旋方向相反的氢原子接近r0vr0r0V：势能：势能r：核间距：核间距r0v vr r0r0r0 V V：势能：势能 r r：核间距：核间距r0vr0r0V：势能：势能 r：核间距：核间距vr0V：势能：势能 r：核间距：核间距 两个核外电子自旋方向一样的两个核外电子自旋方向一样的氢原子接近氢原子接近氢气分子构成过程的能量变化氢气分子构成过程的能量变化 相距很远的两个核外电子自旋方向相反的氢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原子相互逐渐接近, ,在这一过程中体系能量将先变在这一过程中体系能量将先变小后变，
4、成键后能量到达最低，构成稳定的氢气小后变，成键后能量到达最低，构成稳定的氢气分子。两个自旋方向一样的电子不能配对成键。分子。两个自旋方向一样的电子不能配对成键。从核间距和成键从核间距和成键电子的自旋方向电子的自旋方向来察看能量的变来察看能量的变化情况。化情况。1 1、共价键的构成条件、共价键的构成条件A A、两原子电负性、两原子电负性 或或 。B B、普通成键原子有、普通成键原子有 电子。电子。且自旋方向相反且自旋方向相反C C、成键原子的原子轨道在空间、成键原子的原子轨道在空间 。一、共价键的构成一、共价键的构成一样一样之差小之差小于于1.7未成对未成对重叠重叠2 2、共价键的本质、共价键的
5、本质 成键原子相互接近时，原子轨道发生成键原子相互接近时，原子轨道发生 ，自旋方向，自旋方向 的的 电子构成电子构成 ，两原，两原子核间的电子密度子核间的电子密度 ，体，体系的能量系的能量 。重重 叠叠相相 反反未成对未成对共用电子对共用电子对增增 加加降降 低低3 3、共价键的特征、共价键的特征1 1具有饱和性具有饱和性 在成键过程中在成键过程中, ,每种元素的原子有几个未成对每种元素的原子有几个未成对电子通常就只能构成几个共价键，所以在共价分子中电子通常就只能构成几个共价键，所以在共价分子中每个原子构成共价键数目是一定的。每个原子构成共价键数目是一定的。构成的共价键数构成的共价键数 未成对
6、电子数未成对电子数2具有方向性具有方向性 在构成共价键时，两个参与成键的原子轨道总是在构成共价键时，两个参与成键的原子轨道总是尽能够沿着电子出现时机最大的方向重叠成键，而且尽能够沿着电子出现时机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时机越多，原子轨道重叠越多，电子在两核间出现的时机越多，体系的能量下降也就越多，构成的共价键越结实。体系的能量下降也就越多，构成的共价键越结实。 因此，一个原子与周围的原子构成的共价键就表因此，一个原子与周围的原子构成的共价键就表现出方向性现出方向性 s s 轨道与轨道与 s s 轨道重叠构成的共价键无轨道重叠构成的共价键无方向性，例外。方向性
7、，例外。4、共价键的类型、共价键的类型键和键和键键 S轨道和轨道和p轨道构成稳定共价键的几种重轨道构成稳定共价键的几种重叠方式叠方式H + H H:H相相互互靠靠拢拢ss ss 键键1头碰头重叠头碰头重叠键键pp pp 键键+Cl + Cl Cl ClH + Cl H Clp s 键键2 2键：键： 原子轨道以原子轨道以“肩并肩方式肩并肩方式相互重叠导致电子在核间出现的概率增大相互重叠导致电子在核间出现的概率增大而构成的共价键而构成的共价键键的类型键的类型键的类型键的类型ss(键键)pp (键键)sp(键键)pp (键键)pp(键键)氮分子中原子轨道重叠方式表示图氮分子中原子轨道重叠方式表示图
8、【归纳】【归纳】键与键与键的对比键的对比键键键键重叠方式重叠方式重叠方向重叠方向重叠形状重叠形状牢固程度牢固程度成键规律成键规律 “ “头碰头头碰头“肩并肩肩并肩沿键轴的方向沿键轴的方向与轨道对称轴相互平与轨道对称轴相互平行的方向行的方向轴对称轴对称镜面对称镜面对称重叠程度较大，比较结实重叠程度较大，比较结实重叠程度较小，较易断裂重叠程度较小，较易断裂共价单键为共价单键为键；键；共价双键中有一个共价双键中有一个键，另一个是键，另一个是键。键。共价三键由一个共价三键由一个键和两个键和两个键组成。键组成。乙烷：乙烷： 个个键键 乙烯：乙烯： 个个键键 个个键键 乙炔：乙炔： 个个键键 个个键键7
9、75 51 13 32 2相相 同同 不发生不发生相相 同同不不 同同 发发 生生不不 同同按键的极性分：极性键与非极性键按键的极性分：极性键与非极性键1 1、非极性键：、非极性键： 两个成键原子吸引电子的才干两个成键原子吸引电子的才干 电负性电负性 ，共用电子对，共用电子对 偏移的共价键偏移的共价键2 2、极性键：、极性键： 两个成键原子吸引电子的才干两个成键原子吸引电子的才干 电负性电负性 ，共用电子对，共用电子对 偏移的共价键偏移的共价键普通情况下，两个成普通情况下，两个成键原子间的电负性差键原子间的电负性差值越大，构成的共价值越大，构成的共价键的极性越强键的极性越强 H N H H H
10、N HH H 氮原子有孤对电子，氢离子有空轨道。氮原子有孤对电子，氢离子有空轨道。 氨分子中各原子均达稳定构造，为什么还氨分子中各原子均达稳定构造，为什么还能与氢离子结合？能与氢离子结合？H+ H N H H H 或或3、 配位键配位键 由一个原子提供一对电子与另一个接由一个原子提供一对电子与另一个接受电子对的原子构成共价键，这样的共价受电子对的原子构成共价键，这样的共价键成为配位键键成为配位键铵根离子和水合氢离子等是经过配位键构成的。铵根离子和水合氢离子等是经过配位键构成的。 H O H H+ H O H H 离子键离子键离子化合物离子化合物极性键极性键非极性键非极性键配位键配位键共价分子共
11、价分子单质单质 化合物化合物化化学学键键共共价价键键成键成键方式方式键的键的极性极性键键键键 金刚石具有很高的熔、金刚石具有很高的熔、沸点和很大的硬度。他能沸点和很大的硬度。他能结合金刚石晶体的构造表结合金刚石晶体的构造表示图解释其中的缘由吗？示图解释其中的缘由吗？由于金刚石晶体中一切原子都是经过共价由于金刚石晶体中一切原子都是经过共价键结合的，而共价键的键能大，如键结合的，而共价键的键能大，如CC键的键能为键的键能为348kJmol-1。所以金刚石晶体。所以金刚石晶体熔、沸点很高，硬度很大。熔、沸点很高，硬度很大。二二. . 原子晶体原子晶体相邻相邻 间经过间经过 结合而结合而成的具有成的具
12、有 构造的晶体构造的晶体2 2、组成微粒、组成微粒: :3 3、微粒间作用力、微粒间作用力: :知识回想知识回想1 1、定义：、定义：共价键共价键空间网状空间网状原子原子原子原子共价键共价键常见的原子晶体常见的原子晶体某些非金属某些非金属单质： 金金刚石石C、晶体硅、晶体硅(Si)、晶体硼、晶体硼B等等某些非金属化合物：某些非金属化合物： 碳化硅碳化硅SiC晶体、氮化硼晶体、氮化硼BN晶晶体体某些氧化物：某些氧化物： 二氧化硅二氧化硅 SiO2晶体晶体4 4、 原子晶体的特点原子晶体的特点、晶体中、晶体中 单个分子存在；化学式只单个分子存在；化学式只代表代表 。没没 有有原子个数之比原子个数之
13、比、熔、沸点、熔、沸点 ；硬度；硬度 ； 溶溶于普通溶剂；于普通溶剂； 导电。导电。很很 高高很很 大大难难不不5 5、 影响原子晶体熔沸点、硬度大小的要素：影响原子晶体熔沸点、硬度大小的要素：共价键的强弱共价键的强弱键长的大小键长的大小普通构成共价键的两原子半径越小键长普通构成共价键的两原子半径越小键长越小，键能越越小，键能越 ，原子晶体的熔沸点，原子晶体的熔沸点越越 ，硬度越，硬度越 。大大高高大大正四面体正四面体金刚石金刚石 的晶体构造模型的晶体构造模型最小环为六元环最小环为六元环在金刚石晶胞中占有在金刚石晶胞中占有的碳原子数的碳原子数: :81/8+61/2+4=881/8+61/2+
14、4=81 1在金刚石晶体中每个碳原子周围紧邻的碳原子有在金刚石晶体中每个碳原子周围紧邻的碳原子有个个2 2在金刚石晶体中每个碳原子构成共价键在金刚石晶体中每个碳原子构成共价键3.3.在金刚石晶体中最小碳环由碳原子来组成在金刚石晶体中最小碳环由碳原子来组成4.4.每个碳原子可构成个六元环每个碳原子可构成个六元环, ,每个每个C-CC-C键可以键可以构成个六元环。构成个六元环。 5 5在金刚石晶体中碳原子个数与在金刚石晶体中碳原子个数与C CC C共价键个数之共价键个数之比是比是. .在金刚石晶胞中占有的碳原子数在金刚石晶胞中占有的碳原子数4个个1 26个个48个个12小结：小结：18010928
15、SiO共价键共价键二氧化硅的晶体构造二氧化硅的晶体构造1. 在在SiO2晶体中，每个硅原子与晶体中，每个硅原子与 个个氧原子结合；每个氧原子与氧原子结合；每个氧原子与 个硅原子个硅原子结合；在结合；在SiO2晶体中硅原子与氧原子个数晶体中硅原子与氧原子个数之比是之比是 。2. 在在SiO2 晶体中，每个硅原子构成晶体中，每个硅原子构成 个共价键；每个氧原子构成个共价键；每个氧原子构成 个共价个共价键；键；3. 在在SiO2 晶体中，最小环为晶体中，最小环为 元环。元环。21：24421：41：2124.4.每个十二元环中平均含有硅原子每个十二元环中平均含有硅原子 =61/12=1/2 =61/
16、12=1/2 硅原子个数与硅原子个数与SiSiO O 共价键个数之是共价键个数之是 ；氧原子个数与氧原子个数与SiSiO O 共价键个数之比是共价键个数之比是 。每个十二元环中平均含有每个十二元环中平均含有SiSiO O键键 =121/6=2 =121/6=2 小结：小结：石墨的晶体构造模型石墨的晶体构造模型石墨的晶体构造石墨的晶体构造石墨晶体是层状构造，在每一层内，碳原石墨晶体是层状构造，在每一层内，碳原子排成六边形，每个碳原子都与其他子排成六边形，每个碳原子都与其他3个个碳原子以共价键结合，构成平面的网状构碳原子以共价键结合，构成平面的网状构造。在层与层之间，是以分子间作用力相造。在层与层
17、之间，是以分子间作用力相结合的。由于同一层的碳原子间以较强的结合的。由于同一层的碳原子间以较强的共价键结合，使石墨的熔点很高。但由于共价键结合，使石墨的熔点很高。但由于层与层之间的分子间作用力较弱，容易滑层与层之间的分子间作用力较弱，容易滑动，使石墨的硬度很小。像石墨这样的晶动，使石墨的硬度很小。像石墨这样的晶体普通称为过渡型晶体或混合型晶体。体普通称为过渡型晶体或混合型晶体。 (1)(1)层状构造层状构造, ,最小碳环为平面正六边形最小碳环为平面正六边形, ,即为六即为六元环元环( (在同一平面上在同一平面上) )。 (2)(2)每个碳原子为每个碳原子为3 3个六元环所共有个六元环所共有, ,每个每个C-CC-C键为键为2 2个六元环所共有。个六元环所共有。 (3)(3)每个六元环中平均含有碳原子每个六元环中平均含有碳原子=61/3=2 =61/3=2 每个六元环中平均含有每个六元环中平均含有C-CC-C键键 =61/2=3 =61/2=3 即碳原子数即碳原子数:C-C:C-C键键数键键数 =2:3 =2:3 小结：小结：
