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1、一一. .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：原子间通过共用电子对所形成的化原子间通过共用电子对所形成的化学键。学键。原原 子子共用电子对共用电子对复习旧知4.4.成键的元素成键的元素： 非金属原子之间非金属原子之间 或部分金属原子与非金属原子或部分金属原子与非金属原子5.5.存在范围存在范围：非金属单质非金属单质 共价化合物共价化合物 离子化合离子化合物物思考：含有共价键的物质一定是共价分子吗？思考：含有共价键的物质一定是共价分子吗？能量能量E0核间距核间距E E0 0为两个远离的氢为两个远离的氢原子的能量之和原子的能量之和+两个核外电子两
2、个核外电子自旋方向相同自旋方向相同的氢原子靠近的的氢原子靠近的模拟动画模拟动画+能量能量E0核间距核间距E E0 0为两个远离的氢为两个远离的氢原子的能量之和原子的能量之和E1=-436kJ/molr=74pm两个核外电子两个核外电子自旋方向相反自旋方向相反的氢原子靠近的的氢原子靠近的模拟动画模拟动画能量能量E0核间距核间距E E0 0为两个远离的氢为两个远离的氢原子的能量之和原子的能量之和E1=-436kJ/molr=74pm思考：思考：由此可知共价键形成的本质是什么？由此可知共价键形成的本质是什么？讨论：讨论：如下原子轨道式，表述如下原子轨道式，表述HF中共价键是如何形中共价键是如何形成的
3、？成的？1sH2px2py2pz2sF2s22px22py22pz1F原子原子1s1H原子原子思考思考1 1：当当F F原子与原子与H H原子成键后，原子成键后，F F原子原子能否再与其它氢原子能否再与其它氢原子形成共价键形成共价键思考思考2 2：比较离子键比较离子键成键特点，总结共价成键特点，总结共价键的成键特点键的成键特点HFHF中共价键的形成中共价键的形成共价键有共价键有方向性方向性和和饱和性饱和性 问题解决问题解决 （1 1）写出氮原子的轨道表示式）写出氮原子的轨道表示式（2 2）写出）写出N N2 2分子的电子式和结构式分子的电子式和结构式（3 3）分析氮分子中氮原子的原子轨道是如何
4、形成共）分析氮分子中氮原子的原子轨道是如何形成共价键的？价键的？2px2py2pz2px2py2pz2s N2sN2p2s22px12py12pz1N N原子原子2s22px12py12pz1N N原子原子键键键键键键键：键：“头碰头头碰头”键：键：“肩并肩肩并肩”NN键键键键键键二、共价键的分类二、共价键的分类1、按轨道重叠方式分、按轨道重叠方式分键：有键：有s-s s-p p-p等等键：键：p-p s-s(键键)键电子键电子云云1s1 1s13p1ss-p(键键) 键电子云键电子云3p3pp-p(键键)键电子云键电子云ppp-p(键键)键电子云键电子云s-s(s-s(键键) )p-pp-p
5、 (键键) )s-ps-p (键键) )p pz z-p-pz z ( (键键) )p py y-p-py y ( (键键) )小结：小结： 键与键与键键的比较的比较 键键 键键 重叠方式重叠方式与单键、双与单键、双键、三键的键、三键的关系关系“头头碰头碰头”重叠重叠肩并肩重叠肩并肩重叠单键是单键是键，双键、键，双键、三键中只有一个是三键中只有一个是键键单键不可能是单键不可能是键，键，双键中有一个、三键双键中有一个、三键中有两个是中有两个是键键乙乙烷烷： 个个键键；乙乙烯烯： 个个键键 个个键键；乙炔：乙炔： 个个键键 个个键键7 5132请指出乙烷、乙烯、乙炔分子中存在哪些类请指出乙烷、乙烯
6、、乙炔分子中存在哪些类型的共价键，分别有几个型的共价键，分别有几个键，键，几个几个键？键？73 苯分子中的大苯分子中的大键键 不偏移不偏移偏向氯偏向氯不偏移不偏移H HH HH HClClClClClCl思考：思考：判断判断H2、Cl2 、HCl 、H2O分子中共用电分子中共用电子对是否发生偏移，若偏移判断偏移方向子对是否发生偏移，若偏移判断偏移方向H HO OH H偏向氧偏向氧0000+1-1+1-2+1(1)(1)非极性键：非极性键： 两个成键原子吸引电子的能力两个成键原子吸引电子的能力 (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相相 同同 不发生不发生相相 同同
7、(2)(2)极性键：极性键： 两个成键原子吸引电子的能力两个成键原子吸引电子的能力 (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不不 同同 发发 生生不不 同同极性键和非极性键二、共价键的分类二、共价键的分类1、按轨道重叠方式分、按轨道重叠方式分键：有键：有s-s s-p p-p等等键：键：p-p 2、按共用电子对是否、按共用电子对是否偏移的方式分偏移的方式分极性共价键极性共价键非极性共价键非极性共价键练习：完成教材练习：完成教材p47交流与讨论交流与讨论NHNH3 3 + H+ H+ + = NH= NH4 4+ +形成配位键形成配位键二、共价键的分类二、共价键的分类
8、1、按轨道重叠方式分、按轨道重叠方式分键：有键：有s-s s-p p-p等等键：键：p-p 2、按共用电子对是否、按共用电子对是否偏移的方式分偏移的方式分极性共价键极性共价键非极性共价键非极性共价键3、按共用电子的方式分、按共用电子的方式分一般共价键一般共价键配位键配位键共价键的键参数共价键的键参数（1 1）键长：）键长：（2 2）键能：）键能：两原子核间的两原子核间的平均间距平均间距1mol1mol气态气态ABAB分子生成气态分子生成气态A A原子和原子和B B原子过程中吸收的能量原子过程中吸收的能量 键强度量度：键强度量度：定量定量可用键能可用键能定性定性可用键长可用键长引申到原子半径引申
9、到原子半径常见的原子晶体常见的原子晶体某些非金属单质：某些非金属单质： 金刚石（金刚石（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）晶体）晶体某些金属化合物某些金属化合物 氮化铝（氮化铝（AlN）某些氧化物：某些氧化物： 二氧化硅（二氧化硅（ SiO2）晶体、）晶体、原子晶体的物理特性原子晶体的物理特性在原子晶体中，由于原子在原子晶体中，由于原子间以较强的共价键相结合，间以较强的共价键相结合，而且形成空间立体网状结而且形成空间立体网状结构，所以原子晶体的构，所以原子晶体的 熔点和沸
10、点高熔点和沸点高 硬度大硬度大 一般不导电一般不导电 且难溶于一些常见的溶剂且难溶于一些常见的溶剂三、原子晶体三、原子晶体1、构成微粒、构成微粒3、影响原子晶体熔点、硬度的因素、影响原子晶体熔点、硬度的因素2、作用力、作用力1.单质硼有无定形和晶体两种，参考下表数据单质硼有无定形和晶体两种，参考下表数据金刚石金刚石晶体硅晶体硅晶体硼晶体硼熔点熔点382316832573沸点沸点510026282823硬度硬度107.09.5 晶体硼的晶体类型属于晶体硼的晶体类型属于_晶体，理晶体，理由是由是_。 已知晶体硼结构单元是由硼原子组成的正二十已知晶体硼结构单元是由硼原子组成的正二十面体，其中有面体，
11、其中有20个等边三角形的面和一定数目的顶点，个等边三角形的面和一定数目的顶点，每个项点上各有每个项点上各有1个个B原子。通过视察图形及推算，此原子。通过视察图形及推算，此晶体体结构单元由晶体体结构单元由_个硼原子构成。其中个硼原子构成。其中BB键的键角为键的键角为_。共含有。共含有_个个BB原子原子原子原子熔点高、硬度大熔点高、硬度大熔点高、硬度大熔点高、硬度大 1260 30 问题解决问题解决2 2 （1 1）观察金刚石晶胞，判断碳原子的）观察金刚石晶胞，判断碳原子的成键情况及每个晶胞中所含碳原子数成键情况及每个晶胞中所含碳原子数（2 2）推测同为原子晶体的晶体硅和碳化硅）推测同为原子晶体的
12、晶体硅和碳化硅SiCSiC的晶的晶胞是怎样的？胞是怎样的？（3 3）比较三种原子晶体的熔点和硬度的高低，说明）比较三种原子晶体的熔点和硬度的高低，说明理由？理由？金刚石金刚石晶体硅晶体硅碳化硅碳化硅原子晶体原子晶体 键能能/kJmol/kJmol键长/pm/pm熔点熔点/ 硬度硬度金金刚石石（C CC C）348348154154355035501010晶体硅晶体硅（SiSiSiSi）226226234234141514157 7碳化硅碳化硅（C CSiSi）301301184184260026009 9（4 4）对照三种原子晶体的键长、键能数据，体会影）对照三种原子晶体的键长、键能数据，体会
13、影响原子晶体熔点和硬度大小的因素响原子晶体熔点和硬度大小的因素石墨的晶体结构石墨的晶体结构 石墨晶体是石墨晶体是层状结构层状结构，在每一层内，碳原，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 3个个碳原子以共价键结合，形成平面的网状结碳原子以共价键结合，形成平面的网状结构。在层与层之间，是以分子间作用力相构。在层与层之间，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
14、，使石墨的硬度很小。像石墨这样的晶动，使石墨的硬度很小。像石墨这样的晶体一般称为体一般称为过渡型晶体或混合型晶体过渡型晶体或混合型晶体。 (1)(1)层状结构层状结构, ,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/
15、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：金刚石与石墨的比较金刚石与石墨的比较比较内容比较内容金刚石金刚石石墨石墨晶体形状晶体形状晶体中的成键作用晶体中的成键作用力力最小碳环和个数最小碳环和个数碳原子成键数碳原子成键数每个环节键的平均每个环节键的平均数与计算方法数与计算方法每个环节原子的平每个环节原子的平均数与计算方法均数与计算方法正四面体空间网正四面体空间网状状正六边形平面层正六边形平面层状状共价键共价键共价键与范德华力共价键与范德华力6 6个原子不同面个原子不同面6 6个原子同面个原子同面4 43 361/6=161/6=161/2=361/
16、2=361/12=1/261/12=1/261/3=261/3=2 仔细观察左边的示意图后，回答下列问题：仔细观察左边的示意图后，回答下列问题：金金刚石与石墨的熔点均很高，那么二者熔点刚石与石墨的熔点均很高，那么二者熔点是否相同？为什么？若不相同，哪种更高是否相同？为什么？若不相同，哪种更高一些？一些？1.5510-10m1.4210-10m 晶体硅（晶体硅（SiSi） 、金刚沙（、金刚沙（SiCSiC）都是与金刚石）都是与金刚石相似的相似的原子原子晶体，请根据表晶体，请根据表3-63-6中中数据分析数据分析其熔点、其熔点、硬度的大小与其结构之间的关系硬度的大小与其结构之间的关系。键长键长: CC CSi SiSi: CC CSi CSi SiSiCC CSi SiSi所以熔点所以熔点、硬度硬度: 金刚石金刚石SiCSi 结构相似的结构相似的原子晶体，成键的原子半径越小，键原子晶体，成键的原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体熔点越高长越短，键能越大，晶体熔点越高,硬度硬度越越大大。
