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1、第二章第二章 分子结构与性质分子结构与性质第二章第二章 分子结构与性质分子结构与性质2021/8/8 星期日1第一第一节节共价共价键键2021/8/8 星期日2课程标准导航课程标准导航1.知道共价知道共价键键的主要的主要类类型型键键和和键键。2.能用能用键键能、能、键长键长、键键角等角等说说明明简单简单分子分子的某些性的某些性质质。3.结结合合实实例例说说明明“等等电电子原理子原理”的的应应用。用。2021/8/8 星期日3新知初探自学导引新知初探自学导引自主学自主学习习一、共价一、共价键键1.共价共价键键的本的本质质:在在_之之间间形成形成_.2.共价共价键键的特征的特征(1)按按共共价价键
2、键的的共共用用电电子子对对理理论论，一一个个原原子子只只能能与与一一定定数数目目的的原原子子结结合合成成分分子子，如如有有H2、HCl，不不可可能能有有H3、H2Cl，这这表表明明共共价价键键具具有有_。原子原子共用共用电电子子对对饱饱和性和性2021/8/8 星期日4(2)多原子分子的多原子分子的键键角一定，表明共价角一定，表明共价键键具有具有_。3.共价共价键键的的类类型型(1)键键方向性方向性形成形成成成键键原子的原子的s轨轨道或道或p轨轨道道“_”重叠而形成重叠而形成类类型型_头头碰碰头头ss 键键2021/8/8 星期日5类类型型_特征特征以形成化学以形成化学键键的两原子的两原子核的
3、核的_为轴为轴作旋作旋转转操作操作,共价共价键电键电子云的子云的图图形形_,这这种特征称种特征称为为_键键的的强强度度_sp 键键pp 键键连线连线不不变变轴对轴对称称较较大大2021/8/8 星期日6(2)键键形成形成由两个原子的由两个原子的p轨轨道道“_”重重叠形成叠形成pp 键键特征特征每个每个键键的的电电子云由两子云由两块组块组成成,分分别别位于由两原子核构成平面的位于由两原子核构成平面的_，如，如果以它果以它们们之之间间包含原子核的平面包含原子核的平面为镜为镜面，它面，它们们互互为镜为镜像，像，这这种特征称种特征称为为_键键不能旋不能旋转转键键不如不如键键牢固，比牢固，比较较容易容易
4、_两两侧侧镜镜像像对对称称断裂断裂肩并肩肩并肩2021/8/8 星期日7想一想想一想1是否所有的共价键都有方向性？是否所有的共价键都有方向性？提提示示：并并不不是是所所有有的的共共价价键键都都有有方方向向性性，如如ss 键就没有方向性。键就没有方向性。2021/8/8 星期日8二、二、键键参数参数键键能、能、键长键长与与键键角角概念概念作用作用键键能能_原子形原子形成成1 mol化学化学键键_能量能量键键能越大，能越大，键键越越_,越不易被越不易被打断打断键键长长形成共价形成共价键键的两个的两个原子之原子之间间的的_键长键长越短，越短，键键能能_，键键越越_键键角角在原子数超在原子数超过过2的
5、的分子中，两个分子中，两个_之之间间的的夹夹角角表明共价表明共价键键有有_，是描述，是描述分子分子_的的重要参数重要参数气气态态基基态态释释放的最低放的最低稳稳定定核核间间距距越大越大稳稳定定共价共价键键方向性方向性立体立体结结构构2021/8/8 星期日9三、等三、等电电子原理子原理_相同、相同、_相同的分子具相同的分子具有相似的有相似的_特征，它特征，它们们的的许许多性多性质质是是相近的。相近的。原子原子总总数数价价电电子子总总数数化学化学键键2021/8/8 星期日10想一想想一想2满满足足等等电电子子原原理理的的分分子子称称为为等等电电子子体体。CO分分子子与与N2分分子子具具有有哪哪
6、些些相相似似的的性性质质？为为什什么？么？提提示示：CO分分子子与与N2分分子子的的熔熔沸沸点点、在在水水中中的的溶溶解解度度等等性性质质相相似似。因因为为CO分分子子与与N2分分子子是是等电子体。等电子体。2021/8/8 星期日11自主体验自主体验1.(2012佛山高二检测佛山高二检测)下列对共价键的说法中下列对共价键的说法中,不正确的是不正确的是()A共价键是通过形成共用电子对形成的共价键是通过形成共用电子对形成的B共价键不属于电性作用共价键不属于电性作用C形成共价键的原子之间电负性相同或相差形成共价键的原子之间电负性相同或相差不大不大D.有有H2O而没有而没有H3O,表明共价键具有饱和
7、性表明共价键具有饱和性2021/8/8 星期日12解析：解析：选选B。共价。共价键键是通是通过过形成共用形成共用电电子子对对而形成的而形成的强强烈的静烈的静电电作用，既存在静作用，既存在静电电吸引吸引,又存在静又存在静电电排斥。排斥。2021/8/8 星期日132.下列关于乙下列关于乙烯烯分子的分子的说说法中法中,正确的是正确的是()A分子中含有分子中含有4个个键键B分子中共含有分子中共含有5个极性个极性键键C分子中含有分子中含有1个个键键D分子中不含非极性分子中不含非极性键键2021/8/8 星期日14解析：解析：选选C。乙。乙烯烯的的结结构构简简式式为为CH2=CH2,共共含有含有6个共价
8、个共价键键,其中其中5个个键键(包括包括4个个CH 键键、1个个CC 键键)和和1个个CC 键键。CH键为键为极性极性键键，CC键为键为非极性非极性键键。2021/8/8 星期日153.下列关于下列关于键键参数的参数的说说法中法中,不正确的是不正确的是()A分子中分子中键键能越大，能越大，则则分子越分子越稳稳定定B分子中分子中键长键长越短，越短，则则分子越分子越稳稳定定C键键角是描述分子立体角是描述分子立体结结构的重要参数构的重要参数DH2分分子子中中HH键键的的存存在在，表表明明共共价价键键具具有有方向性方向性解析：解析：选选D。H2分子中分子中HH键键是是ss 键键，无，无方向性。方向性。
9、2021/8/8 星期日16要点突破讲练互动要点突破讲练互动要点要点1共价共价键键的特征和的特征和类类型型探究探究导导引引1共价共价键键具有哪些特征？具有哪些特征？提示：提示：饱饱和性和方向性。和性和方向性。探探究究导导引引2按按原原子子轨轨道道的的重重叠叠方方式式，共共价价键键可分可分为为哪几哪几类类？提示：提示：共价共价键键可分可分为为键键、键键。2021/8/8 星期日171.共价共价键键的特征的特征(1)饱饱和性和性每个原子所能提供的未成每个原子所能提供的未成对电对电子的数目是一子的数目是一定的，因此在共价定的，因此在共价键键的形成的形成过过程中，一个原程中，一个原子中的一个未成子中的
10、一个未成对电对电子与另一个原子中的一子与另一个原子中的一个未成个未成对电对电子配子配对对成成键键后，就不能再与其他后，就不能再与其他原子的未成原子的未成对电对电子配子配对对成成键键了，也就是了，也就是说说一一个原子有几个未成个原子有几个未成对对的价的价电电子，一般就只能子，一般就只能2021/8/8 星期日18和几个自旋方向相反的和几个自旋方向相反的电电子配子配对对成成键键。饱饱和和性决定了一个原子所能形成共价性决定了一个原子所能形成共价键键的数目或的数目或以以单键连单键连接的原子数目是一定的。接的原子数目是一定的。2021/8/8 星期日19(2)方向性方向性为满为满足最大重叠原理，两个原子
11、足最大重叠原理，两个原子间间形成共价形成共价键时键时，两个原子，两个原子轨轨道要沿着一定方向重叠。道要沿着一定方向重叠。除除s轨轨道是球形道是球形对对称的外，其他的原子称的外，其他的原子轨轨道在道在空空间间都具有一定的空都具有一定的空间间取向，在形成共价取向，在形成共价键键时时,原子原子轨轨道只有沿一定方向达到最大重叠，道只有沿一定方向达到最大重叠，电电子在核子在核间间出出现现的概率才最大，所形成的共的概率才最大，所形成的共价价键键就越牢固，所以共价就越牢固，所以共价键键具有方向性。方具有方向性。方向性决定了分子的空向性决定了分子的空间间构型。构型。2021/8/8 星期日202.类类型型分分
12、类标类标准准类类型型共用共用电电子子对对数数单键单键、双、双键键、三、三键键共用共用电电子子对对的偏移的偏移程度程度极性极性键键、非极性、非极性键键原子原子轨轨道重叠方式道重叠方式键键、键键2021/8/8 星期日213.键键与与键键由原子由原子轨轨道相互重叠形成的道相互重叠形成的键键和和键总键总称称为为价价键轨键轨道，是分子道，是分子结结构的价构的价键键理理论论中最重要中最重要的的组组成部分。成部分。键类键类型型键键键键原子原子轨轨道重叠道重叠方式方式(成成键键方向方向)沿沿键轴键轴方向方向“头头碰碰头头”重叠重叠键轴键轴方向方向“肩肩并肩并肩”重叠重叠特征特征(电电子云形子云形状状)轴对轴
13、对称称镜镜像像对对称称2021/8/8 星期日22键类键类型型键键键键原子原子轨轨道重道重叠程度叠程度大大小小牢固程度、牢固程度、强强度度强强度大，不度大，不易断裂易断裂强强度度较较小，容小，容易断裂易断裂成成键类键类型的型的判断判断规规律律共价共价单键单键全部是全部是键键；共价；共价双双键键中，一个是中，一个是键键，另一，另一个是个是键键；共价三；共价三键键中，一中，一个是个是键键，另两个是，另两个是键键。2021/8/8 星期日23即时应用即时应用1.(2012南昌高二质检南昌高二质检)下列关于共价键的说法下列关于共价键的说法正确的是正确的是()AMgCl2分子中存在分子中存在3个共价键个
14、共价键B键的强度大，所以比较活泼键的强度大，所以比较活泼CN2分子中有分子中有2个个键和键和1个个键键D两个原子形成的共价键中有两个原子形成的共价键中有1个是个是键键2021/8/8 星期日24解析：解析：选选D。MgCl2是离子化合物，是离子化合物，Mg2与与Cl之之间间形成的是离子形成的是离子键键；键键的的强强度大，故度大，故比比较稳较稳定；定；N2分子中有分子中有3个共价个共价键键，其中，其中1个个为为键键，2个个为为键键。2021/8/8 星期日25要点要点2键键参数参数对对分子分子结结构及分子性构及分子性质质的影响的影响探探究究导导引引3决决定定分分子子立立体体结结构构的的键键参参数
15、数是是什什么？么？提示：提示：键长键长和和键键角。角。探究探究导导引引4决定分子决定分子稳稳定性的定性的键键参数是什么参数是什么?提示：提示：键键能和能和键长键长。2021/8/8 星期日26要点要点归纳归纳1.键键能能(1)键键能能的的意意义义：键键能能是是衡衡量量共共价价键键稳稳定定性性的的一个重要参数。一个重要参数。HH键键的的键键能能为为436.0 kJmol1，表示由气，表示由气态态基基态态原子形成原子形成1 molHH键释键释放的最低能量放的最低能量为为436.0 kJ，也表示拆开，也表示拆开1 molHH键键所需要吸所需要吸收的能量收的能量为为436.0 kJ。2021/8/8
16、星期日27键键能越大，拆开能越大，拆开1 mol该该共价共价键键所需要吸收所需要吸收的能量越多，共价的能量越多，共价键键就不易断裂，就不易断裂，则该则该共价共价键键越越稳稳定。如定。如键键能能HFHClHBrHI，共价，共价键键牢固程度牢固程度HFHClHBrHI，因此，分子的，因此，分子的稳稳定性定性HFHClHBrHI。2021/8/8 星期日28(2)键键能与化学反能与化学反应应中能量中能量变变化关系化关系化学反化学反应过应过程中，旧程中，旧键键断裂吸收的断裂吸收的总总能量能量大于新大于新键键形成所放出的形成所放出的总总能量，能量，则则反反应为应为吸吸热热反反应应，吸，吸热热反反应应使反
17、使反应应体系的能量增加，体系的能量增加，故故规规定反定反应应的的热热量量变变化化H为为“”。2021/8/8 星期日29化化学学反反应应过过程程中中，旧旧键键断断裂裂所所吸吸收收的的总总能能量量小小于于新新键键形形成成放放出出的的总总能能量量，则则反反应应为为放放热热反反应应，放放热热反反应应使使反反应应体体系系的的能能量量降降低低，故故规规定反定反应应的的热热量量变变化化H为为“”。(3)利用利用键键能能计计算反算反应应的的热热效效应应(H)H反反应应物的物的键键能能总总和生成物的和生成物的键键能能总总和和.2021/8/8 星期日302.键长键长(1)键键长长的的意意义义：键键长长是是衡衡
18、量量共共价价键键稳稳定定性性的的另一个重要参数。另一个重要参数。一般地，共价一般地，共价键键的的键长键长越短，越短，键键能越大，能越大，该该共价共价键键就越就越稳稳定。如具有相似性的元素定。如具有相似性的元素F、Cl、Br、I的原子半径依次增大，故的原子半径依次增大，故键长键长HFHClHBrHI，共价，共价键键牢固程牢固程度度HFHClHBrHI，因此，分，因此，分子的子的稳稳定性定性HFHClHBrHI。2021/8/8 星期日31(2)键键能能和和键键长长决决定定共共价价键键的的稳稳定定性性和和分分子子的的活活泼泼性。性。3.键键角角(1)键键角的意角的意义义：键键角是描述分子立体构型的
19、角是描述分子立体构型的参数，分子的参数，分子的许许多性多性质质都与都与键键角有关。一般角有关。一般来来说说，如果知道分子中的，如果知道分子中的键长键长和和键键角，角，这这个个分子的立体构型就确定了。如氨分子的分子的立体构型就确定了。如氨分子的HNH键键角是角是107,NH键键的的键长键长是是101pm,就就可以断定氨分子是三角可以断定氨分子是三角锥锥形分子，如形分子，如图图：2021/8/8 星期日32(2)要要记记住一些常住一些常见见分子的分子的键键角，如角，如CO2为为180，直，直线线形分子；形分子；H2O为为105，角形，角形(V形形)分子；分子；NH3为为107，三角，三角锥锥形分子
20、；形分子；CH4为为10928，正四面体形分子。，正四面体形分子。2021/8/8 星期日33即时应用即时应用2.下列关于键参数的说法中，正确的是下列关于键参数的说法中，正确的是()A分子的立体构型是由键角决定的分子的立体构型是由键角决定的B分子中键能越大分子中键能越大,键长越长键长越长,则分子越稳定则分子越稳定C水分子中水分子中HOH的键角为的键角为180DHO键键能为键键能为463 kJ/mol，即拆开，即拆开1 mol HO键形成气态氢原子和氧原子所需吸收的键形成气态氢原子和氧原子所需吸收的能量为能量为463 kJ2021/8/8 星期日34解析：解析：选选D。分子的立体构型是由。分子的
21、立体构型是由键键角和角和键长键长决定的决定的,A错错；分子中；分子中键键能越大能越大,键长键长越短，越短，则则分子越分子越稳稳定，定，B错错；水分子中；水分子中HOH的的键键角角为为105，C错错；HO键键键键能能为为463 kJ/mol，表示由气，表示由气态态基基态态原子形成原子形成1 mol HO键释键释放的最低能量放的最低能量为为463 kJ或拆开或拆开1 mol HO键键形成气形成气态氢态氢原子和氧原子所需吸收的能量原子和氧原子所需吸收的能量为为463 kJ，D正确。正确。2021/8/8 星期日35题型探究技法归纳题型探究技法归纳题题型型1共价共价键键的特征和的特征和类类型型 下列关
22、于共价下列关于共价键键的的说说法不正确的是法不正确的是()AH2S分分子子中中两两个个共共价价键键的的键键角角接接近近90的的原原因是共价因是共价键键有方向性有方向性B在分子中，化学在分子中，化学键键可能只有可能只有键键而没有而没有键键例例12021/8/8 星期日36C在在双双键键中中含含有有一一个个键键和和一一个个键键，其其中中键键是化学反是化学反应应的的积积极参与者极参与者D有些原子在与其他原子形成分子有些原子在与其他原子形成分子时时，只能，只能形成形成键键，而不能形成，而不能形成键键【思路点思路点拨拨】解答此解答此题题注意以下两点：注意以下两点：(1)共价共价键饱键饱和性和方向性的含和
23、性和方向性的含义义。(2)理解理解键键和和键键的不同点。的不同点。2021/8/8 星期日37【解解析析】S原原子子的的价价电电子子构构型型是是3s23p4，有有2个个未未成成对对电电子子，并并且且分分布布在在相相互互垂垂直直的的3px和和3py轨轨道道中中，当当与与两两个个H原原子子配配对对成成键键时时，形形成成的的两两个个共共价价键键间间夹夹角角接接近近90，这这体体现现了了共共价价键键的的方方向向性性，是是由由轨轨道道的的伸伸展展方方向向决决定定的的，A正正确确。在在分分子子中中，两两个个原原子子间间可可以以只只形形成成键键，但但不不能能只只形形成成键键，B错错。在在双双键键中中含含有有
24、一个一个键键和一个和一个键键，其中，其中键键不不稳稳定，反定，反应应2021/8/8 星期日38时时易易断断裂裂，C正正确确。像像H、Cl原原子子跟跟其其他他原原子子只能形成只能形成键键，而不能形成，而不能形成键键，D正确。正确。【答案答案】B【名名师师点睛点睛】(1)s轨轨道与道与s轨轨道重叠形成道重叠形成键键时时，电电子不是只在两核子不是只在两核间间运运动动，而是，而是电电子在子在两核两核间间出出现现的概率增大。的概率增大。2021/8/8 星期日39(2)两个原子两个原子间间可以只形成可以只形成键键，但不能只形，但不能只形成成键键。自旋方向相反的。自旋方向相反的s电电子与子与s电电子或子
25、或s电电子与子与p电电子能形成子能形成键键，但不能形成，但不能形成键键。两。两个自旋方向相反的个自旋方向相反的p电电子既可形成子既可形成键键，又可，又可形成形成键键，但首先形成，但首先形成键键。2021/8/8 星期日40题题型型2键键参数参数对对分子分子结结构及分子性构及分子性质质的影响的影响 (2012武武汉汉高二高二调调研研)从从实验测实验测得不同得不同物物质质中氧中氧氧氧键键之之间间的的键长键长和和键键能数据如下表能数据如下表,其中其中X、Y的的键键能数据尚未能数据尚未测测定，但可根据定，但可根据规规律推律推导键导键能的大小能的大小顺顺序序为为WZYX。该该规规律是律是()例例2202
26、1/8/8 星期日41A成成键时电键时电子数越多，子数越多，键键能越大能越大B键长键长越越长长，键键能越小能越小C成成键键所用的所用的电电子数越少，子数越少，键键能越大能越大D成成键时电键时电子子对对越偏移，越偏移，键键能越大能越大【思路点思路点拨拨】解答本解答本题题要注意以下两点：要注意以下两点：(1)键长键长越越长长，键键能越小。能越小。(2)共价共价键键的本的本质质：自旋方向相反的未成：自旋方向相反的未成对电对电子形成共用子形成共用电电子子对时对时，原子，原子轨轨道道发发生重叠。生重叠。2021/8/8 星期日42【答案答案】B2021/8/8 星期日43【易易误误警警示示】(1)分分析
27、析问问题题时时容容易易忽忽略略键键能能概念中的前提条件概念中的前提条件气气态态基基态态原子。原子。(2)键键长长不不是是成成键键两两原原子子半半径径的的和和，而而是是小小于于其半径的和。其半径的和。(3)FF键键长键键长短，而短，而键键能却小。能却小。这这是因是因为为氟氟原子的半径很小，原子的半径很小，键长键长很短，两氟原子形成很短，两氟原子形成共价共价键时键时，原子核之，原子核之间间的距离很近，排斥力的距离很近，排斥力很大，因此很大，因此键键能不大，能不大，F2的的稳稳定性差，很容定性差，很容易与其他物易与其他物质质反反应应。2021/8/8 星期日44分子中各原子最外层是否满足分子中各原子
28、最外层是否满足8电电子稳定结构的判断方法子稳定结构的判断方法1.分子中若含有氢、硼、稀有气体等元素，分子中若含有氢、硼、稀有气体等元素，则氢、硼、稀有气体原子最外层不满足则氢、硼、稀有气体原子最外层不满足8电电子稳定结构。子稳定结构。热点示例思维拓展热点示例思维拓展2021/8/8 星期日452.某某元元素素化化合合价价绝绝对对值值与与其其原原子子最最外外层层电电子子数数之之和和等等于于8，则则该该元元素素的的原原子子最最外外层层满满足足8电电子子稳稳定定结结构构。如如CO2、PCl3等等分分子子中中所所有有原原子子最最外外层层满满足足8电电子子稳稳定定结结构构，CO、PCl5分分子子中中的的C、P原子最外原子最外层层不不满满足足8电电子子稳稳定定结结构。构。总总之之,共价化合物中，原子的最外共价化合物中，原子的最外层电层电子数等子数等于于该该原子原来的最外原子原来的最外层电层电子数加上成子数加上成键键数。数。2021/8/8 星期日462021/8/8 星期日47