高中化學(xué) 2.1.1共價鍵課件 魯科版選修3 .ppt

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第一節(jié) 共價鍵模型,化學(xué)鍵是存在于_____內(nèi)或晶體內(nèi)直接相鄰的_____間的強烈的_________。 原子間靠____________形成的化學(xué)鍵叫共價鍵；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鍵，如：NaOH。,1．,分子,原子,相互作用,2．,共用電子對,3．,共價,4．,離子鍵,s軌道呈_____對稱，p軌道沿x、y、z坐標軸呈_______對稱。 為什么1個氧原子只能結(jié)合2個氫原子組成H2O，1個氮原子只能結(jié)合3個H組成NH3? 提示 共價鍵的飽和性決定的。,5．,球形,紡錘形,6．,從原子軌道重疊的角度認識共價鍵的形成和實質(zhì)，了解共價鍵的特征、主要類型(σ鍵和π鍵)，能夠運用電負性判斷共價鍵的極性。 能用鍵能、鍵長、鍵角說明簡單分子的性質(zhì)。,1．,2．,第1課時 共價鍵,共價鍵的形成、本質(zhì)、特征 (1)共價鍵的形成：原子之間形成共價鍵時，原子的電子云在兩個原子核間重疊，意味著電子出現(xiàn)在核間的概率增大，電子帶負電。因而形象地說，核間電子好比核間架起一座帶負電的橋梁，把帶正電的兩個原子核“黏結(jié)”在一起。體系能量逐漸降低，達到能量最低狀態(tài)。 (2)共價鍵的本質(zhì)是：________________________________ _______________________電性作用。,1.,高概率地出現(xiàn)在兩個原子核之間的,電子與兩個原子核之間的,①氯原子中3p軌道上有__個未成對電子能夠與氫原子中1s軌道上的__個未成對電子配對形成_______，所以氯化氫分子中氫原子和氯原子的個數(shù)比為______。 ②氧原子的最外層有___個未成對電子，因此氧原子能與 ___個氫原子共用___對電子形成_______，所以水分子中氫原子和氧原子的個數(shù)比為______。用電子式和結(jié)構(gòu)式分 別表示H2O分子為_________、 __________。 (3)共價鍵的特征：自旋方向相反的未成對電子才能配對形成共價鍵。所以每個原子所能形成共價鍵的數(shù)目取決于該原子中的___________數(shù)目。這就是共價鍵的飽和性。,1,1,共價鍵,1∶1,2,2,共價鍵,2∶1,未成對電子,兩,當原子間通過原子軌道重疊形成共價鍵時，兩原子軌道重疊得愈多，兩核間電子云愈密集，形成的共價鍵愈牢固，因此共價鍵具有_______。共價鍵的兩個特征就是既有飽和性又有方向性。 共價鍵的類型(從原子軌道重疊方式和共用電子對是否偏移兩個角度分類) (1)若從原子軌道重疊方式分類，分為σ鍵和π鍵 ①σ鍵的特點是：兩個成鍵原子的原子軌道是以“________”的方式重疊形成的；π鍵的特點是：兩個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鍵，共用電子對在成鍵原子之間中心位置，這樣的共價鍵稱為非極性鍵；那么極性鍵是由_________的原子形成的，是共用電子對_________某一成鍵原子。,s－sσ鍵,σ,σ鍵,π鍵,不同元素,偏向(離),②成鍵原子的電負性差值愈大，鍵的極性就愈強。當成鍵原子的電負性相差很大時，可以認為成鍵電子對完全移到電負性很大的原子一方。這時原子轉(zhuǎn)變成為離子，從而形成_____鍵(差值大于1.7時)。,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個電子，已達到穩(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個電子，未達到穩(wěn)定狀態(tài)，要達到8電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，就需要獲得一個電子，而氯原子間難以發(fā)生電子得失，但若兩個氯原子各提供1個電子，形成共用電子對，則兩個氯原子就都形成了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)兩個成鍵原子間通過什么形成分子呢？ (3)兩個成鍵原子為什么能夠形成分子呢？ 提示 (1)H原子、Cl原子都只有一個未成對電子，因而只能形成H2、HCl、Cl2分子，不能形成H3、H2Cl、Cl3等分子。 (2)兩個成鍵原子通過共用電子對形成分子。 (3)兩個成鍵原子為什么能通過共用電子對形成共價鍵呢？以氫氣分子形成為例解釋，兩個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，最終達到平衡；如果自旋方向相同，相互接近時排斥占主導(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烈的相互作用叫化學(xué)鍵。 化學(xué)鍵包括共價鍵、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．,共價鍵的形成及本質(zhì) (1)共價鍵的形成和本質(zhì) 當成鍵原子相互接近時，原子軌道發(fā)生重疊，自旋方向相反的未成對電子配對成鍵，兩原子核間的電子云密度增大，體系的能量降低。 如：當兩個氫原子相互接近時，若兩個氫原子核外電子的自旋方向相反，它們接近到一定距離時，兩個1s軌道發(fā)生重疊，電子云在兩原子核之間出現(xiàn)的機會增大。隨著核間距離的減小，核間電子出現(xiàn)的機會增大，體系的能量降低，達到能量最低狀態(tài)。核間距進一步減小時，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：自旋相反的未成對電子可配對形成共價鍵。成鍵電子的原子軌道盡可能達到最大程度的重疊。重疊越多，體系能量降低越多，所形成的共價鍵越穩(wěn)定。以上稱最大重疊原理。,(2)共價鍵的形成條件 ①形成共價鍵的條件：電負性相同或差值小的非金屬元素原子相遇時，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電子。 ②形成共價鍵的微粒：共價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)中的元素都以共價鍵結(jié)合。 共價鍵存在于非金屬單質(zhì)、共價化合物中，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鍵稱為π鍵。 (2)形成 分子中σ鍵形成時電子云示意圖：(如圖),3．,“肩并肩”方式形成的π鍵(如圖) 特別提醒：在由兩個原子形成的多個共價鍵中，只能有一個σ鍵，而π鍵可以是一個或多個。例如，氮分子的N ≡≡ N中有一個σ鍵，兩個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，形成的共價鍵強。,共價鍵的特征 共價鍵的特征：共價鍵具有方向性和飽和性 (1)飽和性：一個原子中的一個未成對電子與另一個原子中的一個未成對電子配對成鍵后，就不能再與其他原子的未成對電子配對成鍵，即每個原子所能形成共價鍵的總數(shù)或以單鍵連接的原子數(shù)目是一定的，這稱為共價鍵的飽和性。 (2)方向性：共價鍵將盡可能沿著電子概率出現(xiàn)最大的方向形成，這就是共價鍵的方向性。除s軌道是球形對稱的外，其他原子軌道在空間都具有一定的分布特點，在形成,4．,共價鍵時，原子軌道重疊得愈多，電子在核間出現(xiàn)的概率愈大，所形成的共價鍵就愈牢固。 特別提醒：共價鍵的飽和性決定了各種原子形成分子時相互結(jié)合的數(shù)量關(guān)系。共價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性的差值不同，形成的共價鍵的極性強弱也有所不同。所以，極性鍵又有強極性鍵(如H－F中的極性鍵)和弱極性鍵(如H－I中的極性鍵)之分。當電負性差值為零時，通常形成非極性共價鍵；差值不為零時，形成極性共價鍵；而且差值越小，形成的共價鍵極性越弱。,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 當兩個原子間能形成多個共用電子對時先形成一個σ鍵，另外的原子軌道只能形成π鍵，N2中有三個共價鍵：一個σ鍵、兩個π鍵，C2H4中碳碳原子之間有兩個共價鍵，一個σ鍵、一個π鍵，C2H2中碳碳原子之間有三個共價鍵，一個σ鍵、兩個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σ鍵，另外鍵均為π鍵；若是不同種元素原子間形成的共價鍵，一定是極性鍵，且只含有1個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 外層電子個數(shù)如“Na·，Na＋， b．表示出共用電子對及位置，如 (適當注意共用電子對偏移情況) c．表示化合物的形成過程時，左邊要用相應(yīng)原子的電子式一一表示,,下列有關(guān)共價鍵的敘述中，不正確的是 ( )。 A．某原子跟其他原子形成共價鍵時，其共價鍵數(shù)一定等 于該元素原子的價電子數(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1】?,解析 非金屬元素的原子形成的共價鍵數(shù)目取決于該原子最外層的不成對電子數(shù)，一般最外層有幾個不成對電子就能形成幾個共價鍵，故A說法不正確。一個原子的未成對電子一旦與另一個自旋相反的未成對電子成鍵后，就不能再與第三個電子再配對成鍵，因此，一個原子有幾個不成對電子，就會與幾個自旋相反的未成對電子成鍵，這就是共價鍵的飽和性，故一個氧原子只能與兩個氫原子結(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，且只有兩個極性共價鍵的是 ( )。 A．CO2 B．N2O C．H2O D．CH4 解析 HF含有10個電子，CO2含有22個電子，N2O含有22個電子，H2O含有10個電子，2個O－H極性鍵，CH4含有10個電子，4個C－H極性鍵。 答案 C,【體驗2】?,下列說法中不正確的是 ( )。 A．σ鍵比π鍵重疊程度大，形成的共價鍵強 B．兩個原子之間形成共價鍵時，最多有一個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σ鍵，2個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3】?,X、Y兩元素的原子，當它們分別獲得兩個電子，形成稀有氣體元素原子的電子層結(jié)構(gòu)時，X放出的能量大于Y放出的能量；Z、W兩元素的原子，當它們分別失去一個電子形成稀有氣體元素的原子的電子層結(jié)構(gòu)時，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的電負性相差最大，形成的是離子鍵。 答案 A,【案例】,