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1、关于共价键 原子晶体课件第一页，讲稿共六十八页哦第二页，讲稿共六十八页哦2 2、共价键的成键微粒是、共价键的成键微粒是原子原子1 1、共价键是、共价键是原子间原子间通过通过共用电子对共用电子对所形成所形成的的化学键。的的化学键。通过必修的学习通过必修的学习,我们了解到我们了解到:3 3、共价键的存在：、共价键的存在：非金属单质非金属单质共价化合物共价化合物离子化合物离子化合物课本课本P39P39第三页，讲稿共六十八页哦值得思考的问题：值得思考的问题：1、是否所有的非金属单质中都存在共价、是否所有的非金属单质中都存在共价键？键？2、2个氢原子一定能形成氢分子吗？个氢原子一定能形成氢分子吗？第四页
2、，讲稿共六十八页哦两个核外电子两个核外电子自旋方向自旋方向相反相反的氢原子靠近的氢原子靠近第五页，讲稿共六十八页哦vr0V：势能：势能 r：核间距：核间距第六页，讲稿共六十八页哦r0vr0r r0 0V：势能：势能r：核间距：核间距第七页，讲稿共六十八页哦r0vr0r r0 0V：势能：势能 r：核间距：核间距第八页，讲稿共六十八页哦r0vr0r r0 0V：势能：势能 r：核间距：核间距第九页，讲稿共六十八页哦两个核外电子两个核外电子自旋方向自旋方向相同相同的氢原子靠近的氢原子靠近第十页，讲稿共六十八页哦vr0V：势能：势能 r：核间距：核间距第十一页，讲稿共六十八页哦值得思考的问题：值得思
3、考的问题：1、是否所有的非金属单质中都存在共价、是否所有的非金属单质中都存在共价键？键？2、2个氢原子一定能形成氢分子吗？个氢原子一定能形成氢分子吗？3、未成对电子是怎样形成共用电子对的？形、未成对电子是怎样形成共用电子对的？形成时又有何要求？成时又有何要求？第十二页，讲稿共六十八页哦一、共价键的形成条件一、共价键的形成条件A A、有、有自旋方向相反自旋方向相反的的未成对电子未成对电子。B B、原子轨道要实现、原子轨道要实现最大限度最大限度的重叠。的重叠。第十三页，讲稿共六十八页哦二、共价键的形成本质二、共价键的形成本质 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
4、方向，自旋方向 的的 电子形成电子形成 ，两原子核间的电子密度，两原子核间的电子密度 ，体系，体系的能量的能量 。重叠重叠相反相反未成对未成对 共用电子对共用电子对增增 加加降低降低第十四页，讲稿共六十八页哦值得思考的问题：值得思考的问题：1、是否所有的非金属单质中都存在共价键、是否所有的非金属单质中都存在共价键？2、2个氢原子一定能形成氢分子吗？个氢原子一定能形成氢分子吗？4、为什么、为什么C C、N N、O O、F F与与H H形成简单的化合形成简单的化合 物物(CH(CH4 4、NHNH3 3、H H2 2O O、HF)HF)中中H原子数不等？原子数不等？3、未成对电子是怎样形成共用电子
5、对的？、未成对电子是怎样形成共用电子对的？形成时有何要求？形成时有何要求？第十五页，讲稿共六十八页哦三、共价键的特点三、共价键的特点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第十六页，讲稿共六十八页哦2 2、具有方向性、具有方向性p第十七页，讲稿共六十八页哦头碰头重叠头碰头重叠键键相互相互靠拢靠拢H+H H:Hssss第十八页，讲稿共六十八页哦第十九页，讲稿共六十八页哦H H+Cl H ClH Clpsps第二十页，讲稿共六十八页哦pppp+Cl+Cl ClCl ClCl第二十一页，讲稿共六十八页哦肩并肩重叠肩并肩重叠键键第二十二页，讲稿共六十八页哦
6、第二十三页，讲稿共六十八页哦 键键 键键比较比较说明：说明：键键的重叠程度小于的重叠程度小于键键，所以，所以键键不如不如键键稳定。稳定。第二十四页，讲稿共六十八页哦 乙烷、乙烯和乙炔分子中乙烷、乙烯和乙炔分子中的共价键分别由几个的共价键分别由几个键和几键和几个个键组成？键组成？第二十五页，讲稿共六十八页哦乙乙烷烷：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 7 5 51 13 32 2第二十六页，讲稿共六十八页哦乙烯分子中轨道重叠方乙烯分子中轨道重叠方式示意图式示意图第二十七页，讲稿共六十八页哦乙炔分子中轨道重叠方乙炔分子中轨道重叠方式示意图式示意图第二十八页，讲稿
7、共六十八页哦四。共价键的分类四。共价键的分类非极性键和极性键非极性键和极性键（1）非极性键）非极性键（2）极性键）极性键键的极性强弱比较键的极性强弱比较一般情况下，两个成键原子间的电负性差值一般情况下，两个成键原子间的电负性差值越大，两个成键原子间形成的共价键极性越越大，两个成键原子间形成的共价键极性越 。第二十九页，讲稿共六十八页哦3.特殊的共价键特殊的共价键配位键配位键由一个原子单方面提供一对电子与另一个接由一个原子单方面提供一对电子与另一个接受电子的原子共用而形成共价键。要求一个受电子的原子共用而形成共价键。要求一个原子提供孤对电子，另一个原子有空轨道，原子提供孤对电子，另一个原子有空轨
8、道，两者形成配位键两者形成配位键第三十页，讲稿共六十八页哦小结：小结：共价键的形成条件共价键的形成条件共价键的形成本质共价键的形成本质共价键的特点共价键的特点第三十一页，讲稿共六十八页哦一一、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：4 4、成键原因：、成键原因：原子间通过共用电子对所形成的的原子间通过共用电子对所形成的的化学键。化学键。同种或不同种非金属元素原子之同种或不同种非金属元素原子之间间.(.(稀有气体元素除外稀有气体元素除外)共用电子对共用电子对没有电子得失没有电子得失不稳定要趋于稳定；体系能不稳定要趋于稳定；体系能量降低量降低知
9、识知识总结总结第三十二页，讲稿共六十八页哦5 5、成键的条件、成键的条件：电负性相同或差值小电负性相同或差值小的非金属原子之间的非金属原子之间且成键的原子最外层且成键的原子最外层未达到饱和状态未达到饱和状态,即成键即成键原子原子有成单电子有成单电子。6 6、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物离子化合物第三十三页，讲稿共六十八页哦共价键的形成条件和存在范围共价键的形成条件和存在范围 一般非金属元素的原子之间通过共价键结合。一般非金属元素的原子之间通过共价键结合。如非金属气态氢化物、水、酸、非金属氧化如非金属气态氢化物、水、酸、非金属氧化物等物质中的元素都以共价
10、键结合。物等物质中的元素都以共价键结合。共价键存在于非金属单质、共价化合物中，共价键存在于非金属单质、共价化合物中，也可存在于离子化合物中（例如，也可存在于离子化合物中（例如，氢氧化钠、氢氧化钠、过氧化钠、硫酸钾过氧化钠、硫酸钾等）。等）。第三十四页，讲稿共六十八页哦7 7、影响共价键强弱的主要因素、影响共价键强弱的主要因素 键长（成键原子的核间距）键长（成键原子的核间距）一般键长越一般键长越 ，键能越，键能越 ，共价键越，共价键越 ，分子就越，分子就越 。小小大大牢固牢固稳定稳定第三十五页，讲稿共六十八页哦8.共价键的本质共价键的本质原子轨道（电子云）重叠，自旋方向相反的原子轨道（电子云）重
11、叠，自旋方向相反的未成对电子形成共用电子对，两原子核间的未成对电子形成共用电子对，两原子核间的电子密度增加，体系的能量降低电子密度增加，体系的能量降低9.共价键的方向性和饱和性共价键的方向性和饱和性沿着电子出现机会最大的方向重叠成键沿着电子出现机会最大的方向重叠成键每种元素的原子有几个未成对电子，通常就每种元素的原子有几个未成对电子，通常就只能和几个自旋方向相反的电子成键只能和几个自旋方向相反的电子成键第三十六页，讲稿共六十八页哦a a、电子式：、电子式：b b、结构式、结构式 ：1010、共价键的表示方法、共价键的表示方法 H-H O=O N NH-H O=O N N 第三十七页，讲稿共六十
12、八页哦1 1、相距很远的两个自旋方向相反的、相距很远的两个自旋方向相反的H H原子相互逐原子相互逐渐接近渐接近,在这一过程中体系能量将在这一过程中体系能量将 （）A A、先变大后变小、先变大后变小 B B、先变小后变大、先变小后变大 C C、逐渐变小、逐渐变小 D D、逐渐增大、逐渐增大课堂练习课堂练习B B第三十八页，讲稿共六十八页哦课堂练习课堂练习2 2、下列不属于共价键的成键因素的是、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、共用电子对在两核间高频率出现、共用的电子必须配对、共用的电子必须配对、成键后体系能量降低，趋于稳定、成键后体系能量降低，趋于稳定、两原
13、子核体积大小要适中、两原子核体积大小要适中第三十九页，讲稿共六十八页哦课堂练习课堂练习 N2H2OCO2NH33 3、用电子式表示下列共价分子的形成的过、用电子式表示下列共价分子的形成的过程程第四十页，讲稿共六十八页哦五五、共价键的共价键的参数参数1.键能键能的定义表示方法根据键能的大小比较键的稳定性2.键长键长的定义根据键长的长短比较键的稳定性第四十一页，讲稿共六十八页哦3.3.键角键角定义定义“代表化合物代表化合物”分子化学键的夹角及其分子化学键的夹角及其分子的空间构形。分子的空间构形。第四十二页，讲稿共六十八页哦六。六。共价键的键能与化学反共价键的键能与化学反应热应热 第四十三页，讲稿共
14、六十八页哦 回忆：共价键的键能 气态原子形成一摩共价单键所释放的能量气态原子形成一摩共价单键所释放的能量（或破坏一摩单键所吸收的能量）叫做键能。单位（或破坏一摩单键所吸收的能量）叫做键能。单位:KJKJ molmol-1-1H+H HH+H H2 2+436kJ+436kJ键能越大，键越牢固。键能越大，键越牢固。H H2 2+436kJ H+H+436kJ H+H第四十四页，讲稿共六十八页哦试比较试比较氯化氢氯化氢及及碘化氢碘化氢的稳定性，解释原因。的稳定性，解释原因。键键键键 键键 能能 kJ/mol-1 键键 能能 kJ/mol-1HHCHClClBr BrI IC COHNHHClH I
15、436247193151346413463391431299第四十五页，讲稿共六十八页哦结论结论(1)原子间形成共价键原子间形成共价键,原子轨道发原子轨道发生重叠。原子轨道重叠程度越大，共价生重叠。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的键能越大，两原子核的平均间距键长越短。键长越短。（2）一般说来：结构相似的分子，其共）一般说来：结构相似的分子，其共价键的键长越短，共价键的键能越大，价键的键长越短，共价键的键能越大，分子越稳定。见分子越稳定。见P45表表3-5第四十六页，讲稿共六十八页哦1.共价键的物理量（键参数）共价键的物理量（键参数）（1）键能：）键能：。键能越大，
16、共价键越键能越大，共价键越 ，含有该键的分子越，含有该键的分子越 。（2）键长：）键长：。键长越短，键就越。键长越短，键就越（强或弱），越（强或弱），越 。（键长取决于成键原子的半径大小。（键长取决于成键原子的半径大小和键数）和键数）（3）键角：）键角：。键角可反映分子的空间构型，可进一步帮助我们判断分键角可反映分子的空间构型，可进一步帮助我们判断分子的极性。子的极性。（4）当两个原子形成共价键时，原子轨道发生重叠，重叠）当两个原子形成共价键时，原子轨道发生重叠，重叠程度越大，键长越短，键就越牢固。程度越大，键长越短，键就越牢固。第四十七页，讲稿共六十八页哦思考：思考：共价键的键能与化学反共价
17、键的键能与化学反应热有何关系？应热有何关系？第四十八页，讲稿共六十八页哦2.反应热和键能的关系反应热和键能的关系（1）反应热应该为断开旧化学键（拆开反应）反应热应该为断开旧化学键（拆开反应物物原子）所需要吸收的能量与形成新化学原子）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，键形成所放出的总能量，反应为吸热反应，反之为放热反应。反之为放热反应。（2）由于反应后放出的热量使反应本身的能）由于反应后放出的热量使反应本身的能量降
18、低，故规定量降低，故规定H为为“”，则由键能求反，则由键能求反应热的公式为应热的公式为H=反应物的键能总和反应物的键能总和生成生成物的键能总和。物的键能总和。提醒：反应热提醒：反应热H=生成物的总能量生成物的总能量反应物反应物的总能量。（正好与上面相反）的总能量。（正好与上面相反）第四十九页，讲稿共六十八页哦（3）放热反应的）放热反应的H为为“”，H0；吸；吸热反应的热反应的H为为“+”，H0。（4）反应物和生成物的化学键的强弱决定）反应物和生成物的化学键的强弱决定着化学反应过程中的能量变化。着化学反应过程中的能量变化。第五十页，讲稿共六十八页哦4.利用键能计算化学反应中的利用键能计算化学反应
19、中的H（1）反应热应该为断开旧化学键（拆开反应物）反应热应该为断开旧化学键（拆开反应物原子）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。反应。（2）由于反应后放出的热量使反应本身的能量降低，故规）由于反应后放出的热量使反应本身的能量降低，故规定定H为为“”，则由键能求反应热的公式为，则由键能求反应热的公式为H=反应物的反应物的
20、键能总和键能总和生成物的键能总和。生成物的键能总和。提醒：反应热提醒：反应热H=生成物的总能量生成物的总能量反应物的总能量。反应物的总能量。（正好与上面相反）（正好与上面相反）（3）放热反应的）放热反应的H为为“”，H0；吸热反应的吸热反应的H为为“+”，H0。（4）反应物和生成物的化学键的强弱决定着化学反应过程）反应物和生成物的化学键的强弱决定着化学反应过程 中的能量变化。中的能量变化。第五十一页，讲稿共六十八页哦 巩固练习：巩固练习：1.请书写请书写H2、Cl2、N2、HCl、H2O、H2O2、OH、NH3、HClO分子的电子式。分子的电子式。2.用电子式表示用电子式表示HCl分子的形成过
21、程。分子的形成过程。3.乙烯与乙炔分子与溴发生加成反应时，断裂哪种类乙烯与乙炔分子与溴发生加成反应时，断裂哪种类型的键？为什么？型的键？为什么？4.4.只有在化合物中才能存在的化学键是（只有在化合物中才能存在的化学键是（）A.A.离子键离子键B.B.共价键共价键C.C.极性键极性键D.D.非极性键非极性键A、C第五十二页，讲稿共六十八页哦已已 知知：HH：键键 能能 为为 436kJ/mol,ClCl键键 能能 为为243kJ/mol,HCl键键能能为为431kJ/mol。通通过过计计算算确确定反应：定反应：H2（g）+Cl2(g)=2HCl(g)的反应热。的反应热。【解【解题题回回顾顾】拆开
22、拆开化学键要化学键要消耗消耗能量，能量，形成形成化学键会化学键会放出放出能量。能量。化学反应的过程就是折开反应物的化学键，形成生成物化学反应的过程就是折开反应物的化学键，形成生成物的化学键的过程的化学键的过程 如果反应物的键能总和如果反应物的键能总和生成物的键能总和则为吸生成物的键能总和则为吸热反应热反应第五十三页，讲稿共六十八页哦结论：结论：H总总=H反应物反应物H生成物生成物H反应物反应物，H生成物生成物分别代表反应物生成物分别代表反应物生成物键能总和键能总和第五十四页，讲稿共六十八页哦5.5.下列物质分子中无下列物质分子中无键的是（键的是（）A.N A.N2 2 B.OB.O2 2 C.
23、Cl C.Cl2 2 D.CD.C2 2H H4 4C6.H2S分子中两个共价键的夹角接近分子中两个共价键的夹角接近90。，其原因是（其原因是（）A.共价键的饱和性共价键的饱和性 B.S原子电子排布原子电子排布C.共价键的方向性共价键的方向性 D.S原子中原子中p轨道的形状轨道的形状CD第五十五页，讲稿共六十八页哦18010928SiO共价键二氧化硅晶体结构示意图第五十六页，讲稿共六十八页哦10928共价键金刚石的晶体结构示意图第五十七页，讲稿共六十八页哦二原子晶体（共价晶体）二原子晶体（共价晶体）概念：概念：相邻原子间以共价键相结合而形成空间相邻原子间以共价键相结合而形成空间立体网状结构的晶
24、体。立体网状结构的晶体。构成原子晶体的粒子是原子，原子间构成原子晶体的粒子是原子，原子间以较强的共价键相结合。以较强的共价键相结合。金金刚刚石石第五十八页，讲稿共六十八页哦观察观察思考思考对比分子晶体和原子晶体的数据，原子对比分子晶体和原子晶体的数据，原子晶体有何物理特性？晶体有何物理特性？第五十九页，讲稿共六十八页哦原子晶体的物理特性原子晶体的物理特性在原子晶体中，由于原子间在原子晶体中，由于原子间以较强的共价键相结合，而以较强的共价键相结合，而且形成空间立体网状结构，且形成空间立体网状结构，所以原子晶体的所以原子晶体的熔点和沸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
25、的溶剂且难溶于一些常见的溶剂第六十页，讲稿共六十八页哦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 C）、晶体硅）、晶体硅(Si)(Si)、晶体硼（、晶体硼（B B）、晶）、晶体锗体锗(Ge)(Ge)等等某些非金属化合物：某些非金属化合物：碳化硅（碳化硅（SiCSiC）晶体、氮化硼（）晶体、氮化硼（BNBN）晶体）晶体某些氧化物：某些氧化物：二氧化硅（二氧化硅（SiOSiO）晶体、）晶体、AlAl2 2O O3 3第六十一页，讲稿共六十八页哦解释：结构相似的原子晶体，原子半径越小，解释：结构相似的原子晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体熔点越高键长越短
26、，键能越大，晶体熔点越高金刚石硅锗金刚石硅锗交流与研讨交流与研讨1 1、怎样从原子结构角度理解金刚石、硅和锗、怎样从原子结构角度理解金刚石、硅和锗的熔点和硬度依次下降？的熔点和硬度依次下降？2 2、“具有共价键的晶体叫做原子晶体具有共价键的晶体叫做原子晶体”。这种。这种说法对吗？为什么？说法对吗？为什么？第六十二页，讲稿共六十八页哦石墨晶体结构石墨晶体结构知识拓展石墨知识拓展石墨第六十三页，讲稿共六十八页哦石墨石墨为什么很软？石墨为层状结构，各层之间是范德华力结合，容易滑动，所以石墨很软。石墨的熔沸点为什么很高（高于金刚石）？石墨各层均为平面网状结构，碳原子之间存在很强的共价键（大键），故熔沸
27、点很高。石墨属于哪类晶体？为什么？石墨为混合键型晶体第六十四页，讲稿共六十八页哦10电子微粒电子微粒 第六十五页，讲稿共六十八页哦18电子微粒电子微粒 第六十六页，讲稿共六十八页哦等电子体等电子体1919年，年，Langmuir提出等电子原理：原子数提出等电子原理：原子数相同、电子总数相同的分子，互称为等电子相同、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、物理性质相近。体。等电子体的结构相似、物理性质相近。(1)根据上述原理，仅由第根据上述原理，仅由第2周期元素组成的共周期元素组成的共价分子中，互为等电子体的是：价分子中，互为等电子体的是：和和 ；和和 。(2)此后，等电子原理又有所发展。例如，此后，等电子原理又有所发展。例如，由短周期元素组成的微粒，只要其原子数相由短周期元素组成的微粒，只要其原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，也可互同，各原子最外层电子数之和相同，也可互称为等电子体，它们也具有相似的结构特征。称为等电子体，它们也具有相似的结构特征。在短周期元素组成的物质中，与在短周期元素组成的物质中，与NO2互为等互为等电子体的分子有：电子体的分子有：、。(1)N2 CO；CO2 N2O (2)SO2、O3第六十七页，讲稿共六十八页哦感谢大家观看26.09.2022第六十八页，讲稿共六十八页哦