高中化學(xué) 2.1.1共價(jià)鍵課件 魯科版選修3 .ppt

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第一節(jié) 共價(jià)鍵模型,化學(xué)鍵是存在于_____內(nèi)或晶體內(nèi)直接相鄰的_____間的強(qiáng)烈的_________。 原子間靠____________形成的化學(xué)鍵叫共價(jià)鍵；陰、陽離子間通過靜電作用形成的化學(xué)鍵叫離子鍵。 只含有共價(jià)鍵的化合物稱為_____化合物。 含有_______的化合物稱為離子化合物，離子化合物中也可能含有共價(jià)鍵，如：NaOH。,1．,分子,原子,相互作用,2．,共用電子對(duì),3．,共價(jià),4．,離子鍵,s軌道呈_____對(duì)稱，p軌道沿x、y、z坐標(biāo)軸呈_______對(duì)稱。 為什么1個(gè)氧原子只能結(jié)合2個(gè)氫原子組成H2O，1個(gè)氮原子只能結(jié)合3個(gè)H組成NH3? 提示 共價(jià)鍵的飽和性決定的。,5．,球形,紡錘形,6．,從原子軌道重疊的角度認(rèn)識(shí)共價(jià)鍵的形成和實(shí)質(zhì)，了解共價(jià)鍵的特征、主要類型(σ鍵和π鍵)，能夠運(yùn)用電負(fù)性判斷共價(jià)鍵的極性。 能用鍵能、鍵長、鍵角說明簡單分子的性質(zhì)。,1．,2．,第1課時(shí) 共價(jià)鍵,共價(jià)鍵的形成、本質(zhì)、特征 (1)共價(jià)鍵的形成：原子之間形成共價(jià)鍵時(shí)，原子的電子云在兩個(gè)原子核間重疊，意味著電子出現(xiàn)在核間的概率增大，電子帶負(fù)電。因而形象地說，核間電子好比核間架起一座帶負(fù)電的橋梁，把帶正電的兩個(gè)原子核“黏結(jié)”在一起。體系能量逐漸降低，達(dá)到能量最低狀態(tài)。 (2)共價(jià)鍵的本質(zhì)是：________________________________ _______________________電性作用。,1.,高概率地出現(xiàn)在兩個(gè)原子核之間的,電子與兩個(gè)原子核之間的,①氯原子中3p軌道上有__個(gè)未成對(duì)電子能夠與氫原子中1s軌道上的__個(gè)未成對(duì)電子配對(duì)形成_______，所以氯化氫分子中氫原子和氯原子的個(gè)數(shù)比為______。 ②氧原子的最外層有___個(gè)未成對(duì)電子，因此氧原子能與 ___個(gè)氫原子共用___對(duì)電子形成_______，所以水分子中氫原子和氧原子的個(gè)數(shù)比為______。用電子式和結(jié)構(gòu)式分 別表示H2O分子為_________、 __________。 (3)共價(jià)鍵的特征：自旋方向相反的未成對(duì)電子才能配對(duì)形成共價(jià)鍵。所以每個(gè)原子所能形成共價(jià)鍵的數(shù)目取決于該原子中的___________數(shù)目。這就是共價(jià)鍵的飽和性。,1,1,共價(jià)鍵,1∶1,2,2,共價(jià)鍵,2∶1,未成對(duì)電子,兩,當(dāng)原子間通過原子軌道重疊形成共價(jià)鍵時(shí)，兩原子軌道重疊得愈多，兩核間電子云愈密集，形成的共價(jià)鍵愈牢固，因此共價(jià)鍵具有_______。共價(jià)鍵的兩個(gè)特征就是既有飽和性又有方向性。 共價(jià)鍵的類型(從原子軌道重疊方式和共用電子對(duì)是否偏移兩個(gè)角度分類) (1)若從原子軌道重疊方式分類，分為σ鍵和π鍵 ①σ鍵的特點(diǎn)是：兩個(gè)成鍵原子的原子軌道是以“________”的方式重疊形成的；π鍵的特點(diǎn)是：兩個(gè)成鍵原子的原子軌道是以“_______”的方式重疊形成的。,方向性,2．,頭碰頭,肩并肩,②兩個(gè)原子的s軌道與s軌道之間和s軌道與p軌道之間只能形成____鍵。分別稱為___________和s－p σ鍵。兩個(gè)原子的p軌道之間可能形成______或_____。 (2)若從成鍵原子間的共用電子對(duì)在成鍵原子間的位置分為極性鍵和非極性鍵 ①由同種元素原子形成的共價(jià)鍵，共用電子對(duì)在成鍵原子之間中心位置，這樣的共價(jià)鍵稱為非極性鍵；那么極性鍵是由_________的原子形成的，是共用電子對(duì)_________某一成鍵原子。,s－sσ鍵,σ,σ鍵,π鍵,不同元素,偏向(離),②成鍵原子的電負(fù)性差值愈大，鍵的極性就愈強(qiáng)。當(dāng)成鍵原子的電負(fù)性相差很大時(shí)，可以認(rèn)為成鍵電子對(duì)完全移到電負(fù)性很大的原子一方。這時(shí)原子轉(zhuǎn)變成為離子，從而形成_____鍵(差值大于1.7時(shí))。,離子,為什么氖分子是單原子分子，而氯分子是雙原子分子？ 提示 對(duì)比氖原子、氯原子的核外電子排布，可知氖原子的最外層有8個(gè)電子，已達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，因此氖原子很難自身結(jié)合或與其他元素的原子結(jié)合，是單原子分子。而氯原子的最外層有7個(gè)電子，未達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，要達(dá)到8電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，就需要獲得一個(gè)電子，而氯原子間難以發(fā)生電子得失，但若兩個(gè)氯原子各提供1個(gè)電子，形成共用電子對(duì)，則兩個(gè)氯原子就都形成了8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，因此氯分子是雙原子分子。用電子式表示形成過程：,【慎思1】,(1)H原子、Cl原子為什么只形成H2、HCl、Cl2分子，不能形成H3、H2Cl、Cl3等分子。 (2)兩個(gè)成鍵原子間通過什么形成分子呢？ (3)兩個(gè)成鍵原子為什么能夠形成分子呢？ 提示 (1)H原子、Cl原子都只有一個(gè)未成對(duì)電子，因而只能形成H2、HCl、Cl2分子，不能形成H3、H2Cl、Cl3等分子。 (2)兩個(gè)成鍵原子通過共用電子對(duì)形成分子。 (3)兩個(gè)成鍵原子為什么能通過共用電子對(duì)形成共價(jià)鍵呢？以氫氣分子形成為例解釋，兩個(gè)氫原子核外電子的自旋方向相反，軌道重疊，核間距減小，體系能量降低，最終達(dá)到平衡；如果自旋方向相同，相互接近時(shí)排斥占主導(dǎo)，就不能形成分子。,【慎思2】,如何比較極性鍵和非極性鍵？ 提示 極性鍵與非極性鍵的比較,【慎思3】,化學(xué)鍵的定義：分子里相鄰的原子之間強(qiáng)烈的相互作用叫化學(xué)鍵。 化學(xué)鍵包括共價(jià)鍵、離子鍵、金屬鍵三種類型。 關(guān)于化學(xué)鍵的理解： “分子”是廣義的分子，它不僅指H2、H2O、CO2、H2SO4等分子，還包括C(金剛石和石墨)、Si、SiO2、NaCl、CaCl2、Al、Cu等物質(zhì)。 “原子”也是廣義的原子，它不僅指H、O、Cl、S等原子，還包括Na＋、Cl－等離子。,1．,共價(jià)鍵的形成及本質(zhì) (1)共價(jià)鍵的形成和本質(zhì) 當(dāng)成鍵原子相互接近時(shí)，原子軌道發(fā)生重疊，自旋方向相反的未成對(duì)電子配對(duì)成鍵，兩原子核間的電子云密度增大，體系的能量降低。 如：當(dāng)兩個(gè)氫原子相互接近時(shí)，若兩個(gè)氫原子核外電子的自旋方向相反，它們接近到一定距離時(shí)，兩個(gè)1s軌道發(fā)生重疊，電子云在兩原子核之間出現(xiàn)的機(jī)會(huì)增大。隨著核間距離的減小，核間電子出現(xiàn)的機(jī)會(huì)增大，體系的能量降低，達(dá)到能量最低狀態(tài)。核間距進(jìn)一步減小時(shí)，兩原子間的斥力使體系的能量升高，這種排斥作用又將氫原子推回,2．,到平衡位置。如圖 特別提醒：自旋相反的未成對(duì)電子可配對(duì)形成共價(jià)鍵。成鍵電子的原子軌道盡可能達(dá)到最大程度的重疊。重疊越多，體系能量降低越多，所形成的共價(jià)鍵越穩(wěn)定。以上稱最大重疊原理。,(2)共價(jià)鍵的形成條件 ①形成共價(jià)鍵的條件：電負(fù)性相同或差值小的非金屬元素原子相遇時(shí)，同種或不同種非金屬元素的原子相遇，且原子的最外電子層有未成對(duì)電子。 ②形成共價(jià)鍵的微粒：共價(jià)鍵成鍵的粒子是原子。原子既可以是相同元素的原子，也可以是不同元素的原子。 ③同種非金屬元素原子間形成非極性鍵，如O2、H2、N2等。不同種非金屬元素原子間形成極性鍵，如HCl、CO2、H2SO4等。,注意：一般非金屬元素的原子之間通過共價(jià)鍵結(jié)合。如非金屬氣態(tài)氫化物、水、酸、非金屬氧化物等物質(zhì)中的元素都以共價(jià)鍵結(jié)合。 共價(jià)鍵存在于非金屬單質(zhì)、共價(jià)化合物中，也可存在于離子化合物中(例如，氫氧化鈉、過氧化鈉、硫酸鉀等)。,σ鍵與π鍵 (1)定義 σ鍵：原子軌道以“頭碰頭”方式相互重疊導(dǎo)致電子在核間出現(xiàn)的概率增大而形成的共價(jià)鍵稱為σ鍵。 π鍵：原子軌道以“肩并肩”方式相互重疊導(dǎo)致電子在核間出現(xiàn)的概率增大而形成的共價(jià)鍵稱為π鍵。 (2)形成 分子中σ鍵形成時(shí)電子云示意圖：(如圖),3．,“肩并肩”方式形成的π鍵(如圖) 特別提醒：在由兩個(gè)原子形成的多個(gè)共價(jià)鍵中，只能有一個(gè)σ鍵，而π鍵可以是一個(gè)或多個(gè)。例如，氮分子的N ≡≡ N中有一個(gè)σ鍵，兩個(gè)π鍵。 原子軌道以“頭碰頭”的方式比以“肩并肩”的方式重疊的程度大，電子在核間出現(xiàn)的概率大，形成的共價(jià)鍵強(qiáng)。,共價(jià)鍵的特征 共價(jià)鍵的特征：共價(jià)鍵具有方向性和飽和性 (1)飽和性：一個(gè)原子中的一個(gè)未成對(duì)電子與另一個(gè)原子中的一個(gè)未成對(duì)電子配對(duì)成鍵后，就不能再與其他原子的未成對(duì)電子配對(duì)成鍵，即每個(gè)原子所能形成共價(jià)鍵的總數(shù)或以單鍵連接的原子數(shù)目是一定的，這稱為共價(jià)鍵的飽和性。 (2)方向性：共價(jià)鍵將盡可能沿著電子概率出現(xiàn)最大的方向形成，這就是共價(jià)鍵的方向性。除s軌道是球形對(duì)稱的外，其他原子軌道在空間都具有一定的分布特點(diǎn)，在形成,4．,共價(jià)鍵時(shí)，原子軌道重疊得愈多，電子在核間出現(xiàn)的概率愈大，所形成的共價(jià)鍵就愈牢固。 特別提醒：共價(jià)鍵的飽和性決定了各種原子形成分子時(shí)相互結(jié)合的數(shù)量關(guān)系。共價(jià)鍵的方向決定了分子的立體構(gòu)型。 極性鍵和非極性鍵 在極性鍵中，根據(jù)成鍵原子所屬元素電負(fù)性的差值不同，形成的共價(jià)鍵的極性強(qiáng)弱也有所不同。所以，極性鍵又有強(qiáng)極性鍵(如H－F中的極性鍵)和弱極性鍵(如H－I中的極性鍵)之分。當(dāng)電負(fù)性差值為零時(shí)，通常形成非極性共價(jià)鍵；差值不為零時(shí)，形成極性共價(jià)鍵；而且差值越小，形成的共價(jià)鍵極性越弱。,5．,(2011·山東濱州高二月考)下列物質(zhì)的分子中既有σ鍵又有π鍵的是 ( )。 ①HCl ②H2O ③N2 ④H2O2 ⑤C2H4 ⑥C2H2 A．①②③ B．③④⑤⑥ C．①③⑤ D．③⑤⑥ 解析 當(dāng)兩個(gè)原子間能形成多個(gè)共用電子對(duì)時(shí)先形成一個(gè)σ鍵，另外的原子軌道只能形成π鍵，N2中有三個(gè)共價(jià)鍵：一個(gè)σ鍵、兩個(gè)π鍵，C2H4中碳碳原子之間有兩個(gè)共價(jià)鍵，一個(gè)σ鍵、一個(gè)π鍵，C2H2中碳碳原子之間有三個(gè)共價(jià)鍵，一個(gè)σ鍵、兩個(gè)π鍵。 答案 D,【例1】?,(1)只要是同種元素原子間的單鍵均為σ鍵，非極性鍵，若是雙鍵或三鍵，均只含1個(gè)σ鍵，另外鍵均為π鍵；若是不同種元素原子間形成的共價(jià)鍵，一定是極性鍵，且只含有1個(gè)σ鍵，另外鍵均為π鍵。 (2)書寫電子式或判斷電子式正誤要注意：a.表示最 外層電子個(gè)數(shù)如“Na·，Na＋， b．表示出共用電子對(duì)及位置，如 (適當(dāng)注意共用電子對(duì)偏移情況) c．表示化合物的形成過程時(shí)，左邊要用相應(yīng)原子的電子式一一表示,,下列有關(guān)共價(jià)鍵的敘述中，不正確的是 ( )。 A．某原子跟其他原子形成共價(jià)鍵時(shí)，其共價(jià)鍵數(shù)一定等 于該元素原子的價(jià)電子數(shù) B．水分子內(nèi)氧原子結(jié)合的電子數(shù)已經(jīng)達(dá)到飽和，故不能 再結(jié)合其他氫原子 C．非金屬元素原子之間形成的化合物也可能是離子化合 物 D．所有簡單離子的核電荷數(shù)與其核外電子數(shù)一定不相等,【體驗(yàn)1】?,解析 非金屬元素的原子形成的共價(jià)鍵數(shù)目取決于該原子最外層的不成對(duì)電子數(shù)，一般最外層有幾個(gè)不成對(duì)電子就能形成幾個(gè)共價(jià)鍵，故A說法不正確。一個(gè)原子的未成對(duì)電子一旦與另一個(gè)自旋相反的未成對(duì)電子成鍵后，就不能再與第三個(gè)電子再配對(duì)成鍵，因此，一個(gè)原子有幾個(gè)不成對(duì)電子，就會(huì)與幾個(gè)自旋相反的未成對(duì)電子成鍵，這就是共價(jià)鍵的飽和性，故一個(gè)氧原子只能與兩個(gè)氫原子結(jié)合生成H2O，B正確。非金屬元素原子之間形成的化合物也可能是離子化合物，如NH4Cl等銨鹽。不管是陰離子還是陽離子，核內(nèi)質(zhì)子數(shù)與核外電子數(shù)必定存在差別。此差值就是離子所帶的電荷數(shù)。 答案 A,下列分子含有的電子數(shù)目與HF相同，且只有兩個(gè)極性共價(jià)鍵的是 ( )。 A．CO2 B．N2O C．H2O D．CH4 解析 HF含有10個(gè)電子，CO2含有22個(gè)電子，N2O含有22個(gè)電子，H2O含有10個(gè)電子，2個(gè)O－H極性鍵，CH4含有10個(gè)電子，4個(gè)C－H極性鍵。 答案 C,【體驗(yàn)2】?,下列說法中不正確的是 ( )。 A．σ鍵比π鍵重疊程度大，形成的共價(jià)鍵強(qiáng) B．兩個(gè)原子之間形成共價(jià)鍵時(shí)，最多有一個(gè)σ鍵 C．氣體單質(zhì)中，一定有σ鍵，可能有π鍵 D．N2分子中有一個(gè)σ鍵，2個(gè)π鍵 解析 氣體單質(zhì)分子中，可能有σ鍵，如Cl2，可能有π鍵，如N2，也可能沒有化學(xué)鍵，如稀有氣體。 答案 C,【體驗(yàn)3】?,X、Y兩元素的原子，當(dāng)它們分別獲得兩個(gè)電子，形成稀有氣體元素原子的電子層結(jié)構(gòu)時(shí)，X放出的能量大于Y放出的能量；Z、W兩元素的原子，當(dāng)它們分別失去一個(gè)電子形成稀有氣體元素的原子的電子層結(jié)構(gòu)時(shí)，W吸收的能量大于Z吸收的能量，則X、Y和Z、W分別形成的化合物中，最不可能是共價(jià)化合物的是 ( )。 A．Z2X B．Z2Y C．W2X D．W2Y 解析 X比Y易得電子，Z比W易失電子，故X、Z的電負(fù)性相差最大，形成的是離子鍵。 答案 A,【案例】,