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1、化学人教版选修（三）第二章：分子的结构与性质第二章：分子的结构与性质 第一节第一节 共价共价键键什么是化学键？什么是化学键？什么是离子键？什么是离子键？什么是共价键？什么是共价键？化学键：化学键：分子中相邻原子之间强烈的相分子中相邻原子之间强烈的相互作用。互作用。离子键：离子键：阴、阳离子之间通过静电作用阴、阳离子之间通过静电作用形成的化学键。形成的化学键。共价键：共价键：原子间通过共用电子对形成的原子间通过共用电子对形成的化学键。化学键。新课讲解：一、一、价键理论的要点价键理论的要点1.电子配对原理电子配对原理2.最大重叠原理两原子各自提两原子各自提供供1个自旋方向个自旋方向相反的电子彼相反
2、的电子彼此配对。此配对。两个原子轨道重叠部分越大，两个原子轨道重叠部分越大，两核间电子的概率密度越大，两核间电子的概率密度越大，形成的共价键越牢固，分子形成的共价键越牢固，分子越稳定。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，子出现在核间的概率增大，电子带负电，因而可以形象的说，核间电子好比在核因而可以形象的说，核间电子好比在核间架起一座带负电的桥梁，把带正电的间架起一座带负电的桥梁，把带正电的两个原子核两个原子核“黏结黏结”在一起了。在一起了。二、共价键的形成二、共价键的形成相互靠拢相互靠拢(1).s-s 键的形成键的形成
3、H2分子的键为分子的键为s-s 键，键，1.键的形成键的形成(2).s-p 键的形成键的形成 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 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(3)、p-p 键的形成键的形成键的成键过程：键的成键过程：“头碰头头碰头”XssXpxsXpxpx键的特征是：键的特征是：以以形成化学键的两原形成化学键的两原子核的连线为轴旋子核的连线为轴旋转，共价键电子云转，共价键电子云的图形不变，这种的图形不变，这种特征成为特征成为轴对称。轴对称。形成形成 键的电子键的电子称为称为 电子。电子。键的形成
4、键的形成 两个原子两个原子相互接近相互接近电子云重叠电子云重叠键的电子云键的电子云 键的成键过程：键的成键过程：“肩并肩并肩肩”XZZpZpZ形成形成键的电子键的电子称为称为电子。电子。键特点键特点:两个原子轨道以两个原子轨道以平行或平行或“肩并肩肩并肩”方式重叠；方式重叠；原子重叠的部分分别位于两原子原子重叠的部分分别位于两原子核构成平面的两侧，如果以它们核构成平面的两侧，如果以它们之间包含原子核的平面为镜面，之间包含原子核的平面为镜面，它们互为镜像，称为它们互为镜像，称为镜像对称镜像对称由于由于 键重叠程度要比键重叠程度要比 键键小小,所以所以 键的强度要比键的强度要比 键大。键大。稳定性
5、：稳定性：键键 键键 探究分析探究分析：N2分子中共价键的成分。分子中共价键的成分。(基态基态N原子电子排布原子电子排布1S22S22Px12Py12Pz1)zzyyxN2分子中含分子中含1个个键和键和2个个键键 小结：小结：键和键和键的成键规律键的成键规律s电子和电子和s电子、电子、s电子和电子和p电子只能电子只能形成形成键键；p电子和电子和p电子既可电子既可形成形成键键，又可能形成又可能形成键键；且；且 p电子和电子和p电子先形电子先形成成键，键，后形成后形成键。键。共价共价单键单键是是键键；共价共价双键双键中一个是中一个是键键,另一个是另一个是键键；共；共价价三键三键中一个是中一个是键键
6、,另两个为另两个为键。键。新课：1、共价键具有饱和性、共价键具有饱和性 按照价键理论的电子配对原理，一个原子有几按照价键理论的电子配对原理，一个原子有几个个未成对电子未成对电子，便可和几个，便可和几个自旋相反自旋相反的电子的电子配对配对成成键，这就共价键的键，这就共价键的“饱和性饱和性”。跟踪练习跟踪练习.1.分别写出下列非金属元素的原子电子配对成键分别写出下列非金属元素的原子电子配对成键数目数目 H 、A 、A 、A 。2.为什么不可能有为什么不可能有H3、H2Cl、Cl3分子的形成？分子的形成？1231三、共价键的特征三、共价键的特征共价键具有饱和性共价键具有饱和性决定了原子形成分子时决定
7、了原子形成分子时相互结合的数量关系相互结合的数量关系电子所在的原子轨道都具有一定的形状，电子所在的原子轨道都具有一定的形状，成成键原子的电子云尽可能达到最大重叠键原子的电子云尽可能达到最大重叠必必须沿一定方向交盖，所以共价键有方向性。须沿一定方向交盖，所以共价键有方向性。它决定了分子的空间构型。它决定了分子的空间构型。小结：小结：共价键特征共价键特征方向性方向性饱和性饱和性2.共价键的方向性共价键的方向性(原子形成分子时相互原子形成分子时相互结合的数量关系结合的数量关系)(决定分子的空间构型决定分子的空间构型)练习练习1.在氟气分子中，形成共价键的原子在氟气分子中，形成共价键的原子轨道是轨道是
8、 ()A、氟氟原子的原子的2p轨道和氟原子的轨道和氟原子的1s轨道轨道 B、氟原子的、氟原子的3p轨道和氟原子的轨道和氟原子的1s轨道轨道 C、氟原子的、氟原子的2p轨道和氟原子的轨道和氟原子的2p轨道轨道D、氟原子的、氟原子的3p轨道和氟原子的轨道和氟原子的3p轨道轨道C练习练习2.试分析试分析乙烷（乙烷（CH3-CH3）、乙烯）、乙烯(CH2=CH2)、乙、乙炔炔(CHCH)分子中化学键的成分。分子中化学键的成分。乙烷（乙烷（CH3-CH3）分子中）分子中7个个键；键；乙烯分子与溴发生加成反应时，断裂哪乙烯分子与溴发生加成反应时，断裂哪种类型的键？为什么？种类型的键？为什么？乙烯乙烯(CH
9、2=CH2）分子中）分子中5个个键、键、1个个键键乙炔乙炔(CHCH)分子中分子中3个个键、键、2个个键键3.关于乙醇分子的说法正确的是（关于乙醇分子的说法正确的是（）A.分子中共含有分子中共含有8个极性键个极性键B.分子中不含非极性键分子中不含非极性键C.分子中只含分子中只含键键D.分子中含有分子中含有1个个键键C73总结总结:共价键：共价键：原子之间通过共用电子对所形原子之间通过共用电子对所形成的相互作用。成的相互作用。1.1.共价键的性质共价键的性质:饱和性饱和性,方向性方向性2.2.共价键的常见类型共价键的常见类型:键键 “头碰头头碰头”（s-ss-s、s-ps-p、p-p p-p）键
10、键 “肩并肩肩并肩”（p-pp-p）四、键参数四、键参数键能、键长和键角键能、键长和键角1.1.键能键能 气态基态原子形成气态基态原子形成1mol1mol共价共价键释放的最低键释放的最低能量能量(或拆开或拆开1mol共价键所吸收的能量共价键所吸收的能量)，例如，例如H-HH-H键的键能为键的键能为-1-1。说明说明 键能的单位是键能的单位是kJmolkJmol-1-1形成化学键通常放出热量键能为通常取正值形成化学键通常放出热量键能为通常取正值键能越大，化学键越稳定键能越大，化学键越稳定2.2.键长键长 形成共价键的两个原子之间的核形成共价键的两个原子之间的核间的平衡距离。间的平衡距离。说明说明
11、：键长的单位都是键长的单位都是pm=10pm=10-12-12m m键长越短往往键能就越大，共价键越稳定键长越短往往键能就越大，共价键越稳定一般而言原子半径一般而言原子半径越大，键长越大越大，键长越大3 3、键角、键角多原子分子中，两共价键之间的夹角叫做多原子分子中，两共价键之间的夹角叫做键角键角（2）常见分子的键角）常见分子的键角CO2 _ H2O _ NH3 _ CH4 _ P4 _(3)意义：意义：键角决定了分子的空间构形键角决定了分子的空间构形(4)来历：来历：共价键的方向性共价键的方向性1801051071092860（1）概念：）概念：练习：1、下列说法正确的是（、下列说法正确的是
12、（）A、分子中键能越大，键越长，则分子越稳定。、分子中键能越大，键越长，则分子越稳定。B、只有非金属原子之间才能形成共价键。、只有非金属原子之间才能形成共价键。C、水分子可以表示为、水分子可以表示为H-O-H，分子中键角，分子中键角180D、H-O键键能键键能463 KJ/mol，故破坏，故破坏18克水分子克水分子中的中的H-O键时需要吸收的能量为键时需要吸收的能量为2X463 KJ。D2、能用键能大小解释的是、能用键能大小解释的是 （）A、N 2的化学性质比的化学性质比O2稳定。稳定。B、硝酸易挥发，硫酸难挥发。、硝酸易挥发，硫酸难挥发。C、惰性气体一般难发生化学反应。、惰性气体一般难发生化
13、学反应。D、通常情况下，、通常情况下，Br2呈液态，呈液态，I2呈固态。呈固态。A3、从从实实验验测测得得不不同同物物质质中中氧氧氧氧键键之之间间的的键键长长和和键键能能数数据据如如下下表表，其其中中X、Y的的键键能能数数据据尚尚未未测测定定，但但可可根根据据规规律律推推导导键键能能的的大大小小顺顺序序为为WZYX。该该规规律是律是氧氧氧氧键键数据数据O22O2O2O2键长键长/1012 m149128121112键键能能/kJmol1XYZ497.3W628A.成键时电子数越多，键能越大成键时电子数越多，键能越大B键长越长，键能越小键长越长，键能越小C成键所用的电子数越少，键能越大成键所用的
14、电子数越少，键能越大D成键时电子对越偏移，键能越大成键时电子对越偏移，键能越大B五、等电子原理五、等电子原理1、等电子体：、等电子体：是指是指 且且 的粒子，具有相同的化学键特征。的粒子，具有相同的化学键特征。原子总数原子总数价电子总数价电子总数2 2、等电子原理、等电子原理 （1）互为等电子体物质具有相同化学键特征，空空间构型间构型是相同的，是相同的，许多性质许多性质是相似的。此原理称为等电子原理v（2）等电子体实例vCO和和N2具具有有相相同同的的原原子子总总数数和和相相同同的的价价电电子子总总数数，属于等属于等电电子体，其性子体，其性质对质对比如下：比如下：分子分子熔点熔点/沸点沸点/在
15、水中在水中的溶解的溶解度度(室室温温)分子解分子解离能离能kJ mol1分子的分子的价价电电子子总总数数CO205.05191.492.3 mL1 07510N2210.00195.811.6 mL94610思考探究：思考探究：在在N2、CO2、CO、N2O之间互为等电子之间互为等电子体的是谁体的是谁?请预测：请预测：1、N2O的几何构型的几何构型?2、CO 中的共价键类型？中的共价键类型？v(4)一些常一些常见见的等的等电电子体子体v二二原原子子10电电子子的的等等电电子子体体：N2、CO、CN、C22v二原子二原子11电电子的等子的等电电子体：子体：NO、O2v三三原原子子16电电子子的的
16、等等电电子子体体：CO2、CS2、N2O、CNO、N3v三原子三原子18电电子的等子的等电电子体：子体：NO2、O3、SO2v四四原原子子24电电子子的的等等电电子子体体：NO3、CO32、BF3、SO3(g)v11919年年，Langmuir提提出出等等电电子子体体的的概概念念，由由短短周周期期元元素素组组成成的的粒粒子子，只只要要其其原原子子数数相相同同，各各原原子子最最外外层层电电子子数数之之和和相相同同，也也可可互互称称为为等等电电子子体体。等等电电子子体体的的结结构构相相似似、物物理理性性质质相相近近。根根据据上上述述原原理理，下下列列各各对对粒粒子子中中，空空间间结结构构相相似的是
17、似的是()vASO2与与O3 BCO2与与NO2vCCS2与与NO2 DPCl3与与BF3A3、(1)根根据据等等电电子子原原理理，仅仅由由第第二二周周期期元元素素组组成成的的共共价价分分子子中中，互互为为等等电电子子体体的的是是：_和和_；_和和_。(2)根根据据等等电电子子原原理理，由由短短周周期期元元素素组组成成的的粒粒子子，只只要要其其原原子子数数相相同同，各各原原子子最最外外层层电电子子数数之之和和相相同同，也也可可互互称称等等电电子子体体，它它们们也也具具有有相相似似的的结结构构特特征征。在在短短周周期期元元素素组组成成的的物物质质中中，与与NO2互互为为等等电电子子体体的的分分子有：子有：_。答案：(1)N2COCO2N2O (2)SO2、O3