高二化学选修3共价键zs.ppt

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1、选修选修3( (第一课时第一课时) )1 1、什么是共价键？、什么是共价键？2 2、通常哪些元素之间可以形成共价键？、通常哪些元素之间可以形成共价键？3 3、共价键是如何形成的？、共价键是如何形成的？原子之间通过原子之间通过共用电子对共用电子对所形成的相互作用，叫做共价键。所形成的相互作用，叫做共价键。成键元素成键元素: :一般为非金属与非金属一般为非金属与非金属类型类型:共价键共价键极性共价键极性共价键非极性共价键非极性共价键本质本质:共用电子对共用电子对4 、用电子式表示用电子式表示H2、HCl、Cl2分子的形成过程。分子的形成过程。价键理论价键理论( (电子配对理论电子配对理论) )的要

2、点的要点1.1.电子配对原理电子配对原理两原子各自提供两原子各自提供1 1个自旋方向相反个自旋方向相反的电子彼此配对。的电子彼此配对。两个原子轨道重叠部分越大，两两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。的共价键越牢固，分子越稳定。 电子云在两个原子核间重叠，意味着电电子云在两个原子核间重叠，意味着电子出现在核间的概率增大，电子带负电，因子出现在核间的概率增大，电子带负电，因而可以形象的说，核间电子而可以形象的说，核间电子( (共用电子对）好共用电子对）好比在核间架起一座带负电的桥梁，把带正电比在核间架起一座带负电的桥梁，把

3、带正电的两个原子核的两个原子核“黏结黏结”在一起了。在一起了。用电子云来描述共价键的形成过程用电子云来描述共价键的形成过程一、共价键一、共价键1S1S1S1S互相靠拢互相靠拢电子云重叠电子云重叠HH共价键共价键(1)(1)键键1 1、共价键的成键类型：共价键的成键类型： HH1s1s原子轨道（电子云）原子轨道（电子云）“头碰头头碰头”重叠后，以形成化学重叠后，以形成化学键的键的两原子核的连线为轴两原子核的连线为轴旋转，共价键电子云的图形旋转，共价键电子云的图形不变，这样的共价键称为不变，这样的共价键称为键。键。 键键轴对称轴对称 课本课本2828页划线页划线用电子云来描述共价键的形成过程用电子

4、云来描述共价键的形成过程 未成对电子的未成对电子的电子云相互靠拢电子云相互靠拢电子云相互重叠电子云相互重叠轴对称轴对称 HCl HCl分子的形成过程分子的形成过程（ 键）键）s-p用电子云来描述共价键的形成过程用电子云来描述共价键的形成过程 H1s 1s2s2p3s3pClHClHCl 未成对电子的未成对电子的电子云相互靠拢电子云相互靠拢电子云相互重叠电子云相互重叠轴对称轴对称用电子云来描述共价键的形成过程用电子云来描述共价键的形成过程ClCl2 2分子的形成过程分子的形成过程（ 键）键）p-p 1s2s2p3s3p 1s2s2p3s3pClClClClClCl键：键：X XssssX Xp

5、px xssX Xp px xppx x轴对称轴对称形成形成键的电子键的电子称为称为电子。电子。特点：头碰头、特点：头碰头、电子云为轴对称，键强度大，不易电子云为轴对称，键强度大，不易断裂。断裂。 p-p p-p 键键特点特点: :两个原子轨道以两个原子轨道以 “肩并肩肩并肩” 方式方式重叠；原子重叠的部分分别位于两原子核构成平重叠；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面的两侧，如果以它们之间包含原子核的平面为镜面，它们互为镜像，称为镜面，它们互为镜像，称为 “肩并肩肩并肩”镜面对称镜面对称键键用电子云来描述共价键的形成过程用电子云来描述共价键的形成过

6、程特点：肩并肩、两块组成、镜像对称、容易断裂。特点：肩并肩、两块组成、镜像对称、容易断裂。小结：小结：共价键按共价键按电子云重叠方式电子云重叠方式分为分为：键键 头碰头头碰头 键键 肩并肩肩并肩共价单键都是共价单键都是_键键键比键比键重叠程度更大键重叠程度更大zzyyxNNzy科学探究科学探究1、已知氮分子的共价键是三键、已知氮分子的共价键是三键(N三三N)，你能模仿，你能模仿图图21、图、图22、图、图23，通过画图来描述吗？，通过画图来描述吗？课本课本2930页页 1s2s2p 1s2s2pNN氮原子形成氮分子（氮原子形成氮分子（N N2 2） 形成过程形成过程NNNN 1s2s2p 1s

7、2s2pNNHHHClClCls-s 键键s-p键键p-p键键p-p键键s s轨道与轨道与s s轨轨道、道、s s轨道与轨道与p p轨道不能形轨道不能形成成键，只键，只能形成能形成键键判断共价键类型规律判断共价键类型规律共价单键是共价单键是键；键；共价双键中有一个是共价双键中有一个是键，另一个是键，另一个是键；键；共价三键中有一个是共价三键中有一个是键，另两个是键，另两个是键。键。键键键键成键方向成键方向电子云特征电子云特征牢固程度牢固程度成键一般规律成键一般规律项目项目键型键型键与键与键的对比键的对比沿轴方向沿轴方向 “头碰头头碰头”平行方向平行方向“肩并肩肩并肩”轴对称轴对称镜面对称镜面对

8、称键强度大键强度大,不容易断裂不容易断裂键强度较小键强度较小,容易断裂容易断裂共价单键是共价单键是键键共价双键中一个是共价双键中一个是键键,另一个是另一个是键键,共共价三键中一个是价三键中一个是键键,另两个为另两个为键键 归纳提升归纳提升 目标检测目标检测2.乙烷、乙烯和乙炔分子中的共价键分别有几个乙烷、乙烯和乙炔分子中的共价键分别有几个键和几个键和几个键组成？键组成？乙烷分子中由乙烷分子中由7 7个个键组成；乙烯分子中由键组成；乙烯分子中由5 5个个键和键和1 1个个键组成；乙烯分子中由键组成；乙烯分子中由3 3个个键和键和2 2个个键组成。键组成。 3 3、乙烯分子与溴发生加成反应时，断裂

9、哪种、乙烯分子与溴发生加成反应时，断裂哪种类型的键？为什么？类型的键？为什么？键键73 1. 1. 根据根据H H2 2分子的形成过程，讨论分子的形成过程，讨论F F2 2分子和分子和HFHF分分子是怎么形成的？子是怎么形成的？为什么没有为什么没有H H3 3分子？分子？2 2、共价键的特征、共价键的特征 按照共价键的共用电子对理论，一个原子有按照共价键的共用电子对理论，一个原子有几个几个 ，便可和几个，便可和几个 配对成键，这就共价键的配对成键，这就共价键的“饱和性饱和性”。 H 原子、原子、Cl原子都只有原子都只有 ，因，因而只能形成而只能形成H2、HCl、Cl2分子，不能形成分子，不能形

10、成H3、H2Cl、Cl3分子。分子。（1 1）具有饱和性）具有饱和性形成的共价键数形成的共价键数 未成对电子数未成对电子数未成对电子未成对电子自旋相反自旋相反的电子的电子一个未成对电子一个未成对电子（2 2）具有方向性）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是在形成共价键时，两个参与成键的原子轨道总是尽可能沿着电子出现机会最大的方向重叠成键，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

11、的原子形成的键越牢固。因此，一个原子与周围的原子形成的共价键就表现出共价键就表现出方向性方向性（ s s 轨道与轨道与 s s 轨道重叠轨道重叠形成的共价键无方向性，例外）。形成的共价键无方向性，例外）。1. 1. 下列说法中正确的是下列说法中正确的是A. pA. p轨道之间以轨道之间以“肩并肩肩并肩”重叠可形成重叠可形成键键B. pB. p轨道之间以轨道之间以“头对头头对头”重叠可形成重叠可形成键键C. sC. s和和p p轨道以轨道以“头对头头对头”重叠可形成重叠可形成键键D. D. 共价键是两个原子轨道以共价键是两个原子轨道以“头对头头对头”重叠形成的重叠形成的C C目标检测目标检测2.

12、 2. 在氯化氢分子中，形成共价键的原子轨道是在氯化氢分子中，形成共价键的原子轨道是A. A. 氯原子的氯原子的2p2p轨道和氢原子的轨道和氢原子的1s1s轨道轨道 B. B. 氯原子的氯原子的2p2p轨道和氢原子的轨道和氢原子的2p2p轨道轨道C. C. 氯原子的氯原子的3p3p轨道和氢原子的轨道和氢原子的1s1s轨道轨道 D. D. 氯原子的氯原子的3p3p轨道和氢原子的轨道和氢原子的3p3p轨道轨道C C 3 3、下列有关、下列有关键和键和键的说法错误的是（键的说法错误的是（ ） A A、含有、含有键的物质在反应时，键的物质在反应时，键是化学键是化学反应的积极参与者反应的积极参与者 B

13、B、当原子形成分子时，首先形成、当原子形成分子时，首先形成键，可键，可能形成能形成键键 C C、有些原子形成分子时，只能形成、有些原子形成分子时，只能形成键，键，不能形成不能形成键键 D D、在分子中，化学键可能只有、在分子中，化学键可能只有键而没有键而没有键键D D 4 4、在下列分子中，、在下列分子中，HFHF，BrBr2 2，H H2 2O O，N N2 2，COCO2 2，H H2 2，H H2 2O O2 2，HCNHCN分子中只有分子中只有键的是键的是 ，分，分子中含有子中含有键的是键的是 ，分子中，分子中所有原子都满足最外层为所有原子都满足最外层为8 8个电子结构的个电子结构的是

14、是 ，分子中含有由两个原子的，分子中含有由两个原子的s s轨道重叠形成的轨道重叠形成的键的是键的是 ，分子中含有由一个原子的分子中含有由一个原子的s s轨道与另一个原子的轨道与另一个原子的p p轨道重叠形成的轨道重叠形成的键的是键的是 ，分子中含有由一个原子的分子中含有由一个原子的p p轨道与另一个原子的轨道与另一个原子的p p轨道重叠形成的轨道重叠形成的键的键的是是 。选修选修3( (第二课时第二课时) )二、键参数二、键参数键能键能、键长键长和和键角键角键能：键能：气态基态气态基态原子形成原子形成1mol1mol化学键化学键释放释放的最低能量。的最低能量。应用：应用：计算化学反应的反应热。

15、计算化学反应的反应热。H=H=反应物键能总和反应物键能总和- -生成物键能总和生成物键能总和看书看书3031页，研究表页，研究表2-1 思考思考 1 1、据表、据表2-1 HF HCl HBr HI2-1 HF HCl HBr HI键能判断，键能判断， 其分子稳定性其分子稳定性顺序。顺序。 HF HCl HBr HIHF HCl HBr HI键能依次减小，故其稳定性依次键能依次减小，故其稳定性依次减小。减小。 2 2、元素周期表表明：氢化物稳定性由非金属的非金属、元素周期表表明：氢化物稳定性由非金属的非金属性决定，性决定， 非金属性越强，其氢化物越稳定，非金属性越强，其氢化物越稳定， 这一规律

16、这一规律与键能推导结果是否一致？与键能推导结果是否一致？ 一致一致 3 3、比较、比较C - C C=C CC - C C=C C C C 的键能其大小关系怎样？的键能其大小关系怎样？ 键能：三键双键单键键能：三键双键单键 三键里有两个三键里有两个键一键一个个键，双键里有一个键，双键里有一个键一个键一个键，单键里仅键，单键里仅键，键，结论结论 键能越大，即形成化学键时放出的能量键能越大，即形成化学键时放出的能量越多，意味着这个化学键越稳定，越不容易越多，意味着这个化学键越稳定，越不容易被打断。被打断。1 1、键能：三键双键单键、键能：三键双键单键（注：键能不成倍数关系）（注：键能不成倍数关系）

17、2 2、元素非金属性越强，、元素非金属性越强，H HR R键键能越大，键键键能越大，键越稳定，与其他同种元素形成的键亦如此。越稳定，与其他同种元素形成的键亦如此。某些共价键键长某些共价键键长2 2、键长：形成共价键的两个原子之间的核距离。、键长：形成共价键的两个原子之间的核距离。 键长是衡量共价键稳定性的另一个参数。键长是衡量共价键稳定性的另一个参数。看书看书31页，研究表页，研究表2-2 和和2-1 思考思考 1、比较、比较 Cl Cl Br Br I - I的键长与键能，的键长与键能， 思考键思考键长与键能、分子稳定性的关系怎样长与键能、分子稳定性的关系怎样? 共价键长与成键原共价键长与成

18、键原子半径什么关系？子半径什么关系？共价键的键长越短，往往键能越大，表明共价键越稳定共价键的键长越短，往往键能越大，表明共价键越稳定成键原子半径越小，键长越短。成键原子半径越小，键长越短。 1、键长越短，键能越大，共价键越稳定、键长越短，键能越大，共价键越稳定 2、键长与原子半径相关，成键原子半径越、键长与原子半径相关，成键原子半径越小键长越短，键能越大小键长越短，键能越大结论结论共价半径：共价半径：相同原子的共价键键长的一半称为共价半径。相同原子的共价键键长的一半称为共价半径。3 3、键角键角： 键角一定键角一定，表明，表明共价键具有方向性共价键具有方向性。键角是。键角是描述分子描述分子立体

19、结构立体结构的重要参数，分子的许多性的重要参数，分子的许多性质与键角有关。质与键角有关。键角决定分子的空间构型键角决定分子的空间构型在原子数超过在原子数超过2 2的分子中，两个共价键之间的夹角的分子中，两个共价键之间的夹角H2O 105NH3 107CO2 180CH4 10928 据上表及共价键的本质，思考共价键的键角是据上表及共价键的本质，思考共价键的键角是由什么决定的？由什么决定的？成键时电子云（原子轨道）的最大重叠原理决定的，成键时电子云（原子轨道）的最大重叠原理决定的，这就是这就是共价键的方向性共价键的方向性试利用表试利用表21的数据进行计算，的数据进行计算，1 mo1 H2分别分别

20、跟跟1molCl2、1molBr2(蒸气蒸气)反应，分别形成反应，分别形成2molHCl分子和分子和2molHBr分子，哪一个反应释放分子，哪一个反应释放的能量更多的能量更多?如何用计算的结果说明氯化氢分子如何用计算的结果说明氯化氢分子和溴化氢分子哪个更容易发生热分解生成相应和溴化氢分子哪个更容易发生热分解生成相应的单质？的单质？思考与交流思考与交流 课本课本3232页页1. 1.形成形成2 mo1HCl2 mo1HCl释放能量：释放能量：2 2431.8 kJ 431.8 kJ (436.0kJ+242.7kJ)= 184.9 kJ(436.0kJ+242.7kJ)= 184.9 kJ形成形

21、成2 mo1HBr2 mo1HBr释放能量：释放能量：2 2366kJ 366kJ (436.0kJ+193.7kJ)= 102.97kJ(436.0kJ+193.7kJ)= 102.97kJHClHCl释放能量比释放能量比HBrHBr释放能量多释放能量多, ,因而生成的因而生成的HClHCl更更稳定稳定, ,即即HBrHBr更容易发生热分解生成相应的单质更容易发生热分解生成相应的单质. .汇报汇报 三、等电子原理：三、等电子原理： 原子总数相同、价电子总数相同的原子总数相同、价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征，它们的许分子具有相似的化学键特征，它们的许多性质是相近的多性质是相近的 思考

22、：思考： 为什么为什么COCO与与N N 2 2 的性质这么相似？的性质这么相似？COCO与与N N 2 2 的原子总数、价电子总数什么关系？的原子总数、价电子总数什么关系？相似的化学结构相似的化学结构相同相同 观察观察 P P3232页中表页中表2-32-3的数据的数据等电子体：等电子体： 原子总数相同、价电子总数相同的分子。原子总数相同、价电子总数相同的分子。等电子体原理：等电子体原理： 原子总数、价电子总数相同的分子具有原子总数、价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征，它们的相似的化学键特征，它们的许多性质许多性质是相是相近的。近的。( (物理性质物理性质) )例举一些常见的等电子体：

23、例举一些常见的等电子体：SO2O3NO2-SO3NO3-SiO32-C6H6B3N3H6NO2-NO2N2COC22-CO2N2OCS2NH3H3O+CH4NH4+CNAlO2- 1. 1. 原子数相同，最外层电子总数相同的分原子数相同，最外层电子总数相同的分子，互称为等电子体。等电子体的结构相似，子，互称为等电子体。等电子体的结构相似，物理性质相似。物理性质相似。（1 1）根据上述原理，仅由第二周期元素组成的共价）根据上述原理，仅由第二周期元素组成的共价分子中，互为等电子体的是：分子中，互为等电子体的是： 和和 。（2 2）等电子原理又有发展，例如：由短周期元素组）等电子原理又有发展，例如：

24、由短周期元素组成的物质中，与成的物质中，与NONO2 2- -互为等电子体的分子互为等电子体的分子 有有 、 。 N2OCO2N2COSO2O3目标检测目标检测2.2.下列说法中，错误的是下列说法中，错误的是( ).( ). .键长越长，化学键越牢固键长越长，化学键越牢固. .成键原子间原子轨道重叠越多，共价键越牢固成键原子间原子轨道重叠越多，共价键越牢固. .对双原子分子来讲，键能越大，含有该键的分对双原子分子来讲，键能越大，含有该键的分子越稳定子越稳定. .原子间通过共用电子对所形成的化学键叫共价原子间通过共用电子对所形成的化学键叫共价键键A3.3.能够用键能解释的是能够用键能解释的是(

25、)( ). .氮气的化学性质比氧气稳定氮气的化学性质比氧气稳定. .常温常压下，溴呈液体，碘为固体常温常压下，溴呈液体，碘为固体. .稀有气体一般很难发生化学反应稀有气体一般很难发生化学反应. .硝酸易挥发，硫酸难挥发硝酸易挥发，硫酸难挥发A共价键共价键本质：原子之间形成共用电子对（或电子云重叠）本质：原子之间形成共用电子对（或电子云重叠）特征：具有饱和性、方向性特征：具有饱和性、方向性成键方式成键方式 键键特征特征电子云呈轴对称（如电子云呈轴对称（如s-ss-s键，键，s-ps-p键，键，p-pp-p键）键）”头碰头头碰头” 键键特征特征电子云呈镜面对称电子云呈镜面对称（如（如p-p p-p

26、 键）键）”肩并肩肩并肩”规律规律共价单键共价单键 键键共价双键共价双键 1 1个个键，键，1 1个个键键共价三键共价三键 1 1个个键，键，2 2个个键键键参数键参数键能：键能越大，共价键越稳定键能：键能越大，共价键越稳定键长：键长越短，共价键越稳定键长：键长越短，共价键越稳定键角：描述分子空间结构的重要参数键角：描述分子空间结构的重要参数衡量共价键衡量共价键的稳定性的稳定性课课堂堂小小结结1 1、下列说法正确的是（、下列说法正确的是（ ）A A、所有共价键都具有方向性、所有共价键都具有方向性B B、N N原子与原子与H H原子不能形成原子不能形成NHNH4 4分子，分子，是由共价键的饱和性

27、决定的是由共价键的饱和性决定的C C、HClHCl分子溶于水时，共价键被破坏分子溶于水时，共价键被破坏D D、HFHF分子形成时，所有的电子都参与分子形成时，所有的电子都参与形成共价键形成共价键BCBC达标训练达标训练2 2、能够用键能的大小作为主要依据来、能够用键能的大小作为主要依据来解释的是（解释的是（ ）A A、稀有气体一般难以发生化学反应、稀有气体一般难以发生化学反应B B、氮气的化学性质比氧气稳定、氮气的化学性质比氧气稳定C C、二氧化碳是一种直线型分子、二氧化碳是一种直线型分子D D、硝酸是挥发性酸，而硫酸是不挥发、硝酸是挥发性酸，而硫酸是不挥发性酸性酸B B3 3、能说明、能说明

28、BFBF3 3分子中的分子中的4 4个原子处于同个原子处于同一平面的理由是（一平面的理由是（ ）A A、3 3个个B BF F键的键能相同键的键能相同B B、3 3个个B BF F键的键长相同键的键长相同C C、3 3个个B BF F键的键角均为键的键角均为120120D D、3 3个个B BF F键均为键均为键键C C4 4、下列说法中正确的是下列说法中正确的是 （ ）A A双原子分子中化学键键能越大，分子越牢固双原子分子中化学键键能越大，分子越牢固B B双原子分子中化学键键长越长，分子越牢固双原子分子中化学键键长越长，分子越牢固C C双原子分子中化学键键角越大，分子越牢固双原子分子中化学键键角越大，分子越牢固D D在同一分子中，在同一分子中，键要比键要比键的分子轨道重键的分子轨道重叠程度一样多，只是重叠的方向不同叠程度一样多，只是重叠的方向不同A A5 5、下列说法中不正确的是（下列说法中不正确的是（ ）A A、双键、三键都有、双键、三键都有键键B B、成键原子间原子轨道重叠越多，共、成键原子间原子轨道重叠越多，共价键越牢固价键越牢固C C、因每个原子未成对电子数是一定的，、因每个原子未成对电子数是一定的，故配对原子个数也一定故配对原子个数也一定D D、所有原子轨道在空间都有自己的方、所有原子轨道在空间都有自己的方向性向性D D