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第一節(jié)共價鍵第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一節(jié)共價鍵第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1自然界中美麗的雪花自然界中美麗的雪花2雪花的外部結(jié)構(gòu)水分子間的整齊排列水分子模型分子之間通過分子間作用力結(jié)合氫氧原子間通過共價鍵結(jié)合分子之間通過什么作用結(jié)合?氫氧原子間通過什么作用結(jié)合?雪花的外部結(jié)構(gòu)水分子間的整齊排列水分子模型分子之間通過分子氫3知識回顧1、化學(xué)鍵相鄰的原子之間的強烈的相互作用叫做化學(xué)鍵。2、化學(xué)鍵的種類離子鍵:使陰、陽離子結(jié)合成化合物的靜電作用。共價鍵:原子之間通過共用電子對所形成的相互作用?;顫姷慕饘僭睾突顫姺墙饘僭兀蛘邘д?、負電荷的原子團之間形成離子鍵;非金屬元素之間形成共價鍵。兩種成鍵元素間的電負性差值>1.7,通常形成離子鍵;反之,形成共價鍵。知識回顧1、化學(xué)鍵相鄰的原子之間的強烈的相互作用叫做化學(xué)鍵。42.鈉和氯通過得失電子同樣也是形成電子對,為什么這對電子不被鈉原子和氯原子共用形成共價鍵而形成離子鍵呢?你能從原子的電負性差別來理解嗎?討論后請?zhí)顚懕?-2:原子
NaCl
HCl
CO電負性電負性之差(絕對值)結(jié)論:原子的電負性相差很大,化學(xué)反應(yīng)形成的電子對不會被共用,形成的將是____鍵;而____鍵是電負性相差不大的原子之間形成的化學(xué)鍵。0.9
3.02.1
3.02.53.52.10.91.0離子共價科學(xué)探究2.鈉和氯通過得失電子同樣也是形成電子對5全部由非金屬元素組成的化合物一定是共價化合物。在氣態(tài)單質(zhì)分子里一定有共價鍵。錯,如NH4Cl等銨鹽是離子化合物錯,He、Ne等稀有氣體無共價鍵判斷:3、化合物的分類離子化合物:共價化合物:含有離子鍵的化合物。所含的化學(xué)鍵全部是共價鍵的化合物。全部由非金屬元素組成的化合物一定是共價化合物。錯,如NH46共價鍵極性鍵:非極性鍵:共用電子對偏移的共價鍵共用電子對不偏移的共價鍵一般是非金屬與非金屬共用電子對成鍵元素:類型:本質(zhì):存在:不僅存在于非金屬單質(zhì)和共價化合物中,也存在于有些離子化合物中4、共價鍵共價鍵極性鍵:非極性鍵:共用電子對偏移的共價鍵共用電子對不偏7表示方法用“?”或者“X”來表示原子或分子最外層電子的方法。電子式結(jié)構(gòu)式HClOH2O2
NaOHNH4Cl練習(xí):寫出以下物質(zhì)的電子式。OH········Cl······HOOH··············Na[OH]+-········NHHHH········[]Cl········[]-+表示方法用“?”或者“X”來表示原子或分子最外層電子的方法。8學(xué)與問H2HClCl2NaBr你能用電子式表示下列物質(zhì)的形成過程嗎?··HHHH··+Cl·······Cl·······Cl············Cl··+··HHCl·+·······Cl·······Na·Br··········-+Na[Br]····+學(xué)與問H2HClCl2NaBr9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.一、共價鍵的形成用電子云來描述共價鍵的形成過程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.一10HHHH(a)s-sσ鍵的形成1、б鍵的形成“頭碰頭”式1S1S互相靠攏電子云重疊H—H共價鍵形成氫氣分子的電子云描述HHHH(a)s-sσ鍵的形成1、б鍵的形成“頭碰頭”式111(b)s-pσ鍵的形成HClH-Cl形成氯化氫分子的電子云描述“頭碰頭”式1S3PH—Cl共價鍵互相靠攏電子云重疊(b)s-pσ鍵的形成HClH-Cl形成氯化氫分子的電12(c)p-pσ鍵的形成ClClClCl形成氯氣分子的電子云描述“頭碰頭”式3P3PCl—Cl共價鍵互相靠攏電子云重疊(c)p-pσ鍵的形成ClClClCl形成氯氣分子的13б鍵的種類:根據(jù)形成б鍵的軌道不同可分為S—Sб鍵、S—Pб鍵、P—Pб鍵等。形成σ鍵的電子稱為σ電子。б鍵的種類:根據(jù)形成б鍵的軌道不同可分為S—Sб鍵、S—Pб14б鍵的特征:“頭碰頭”,
電子云為軸對稱,即是以形成化學(xué)鍵的兩個原子核的連線為軸作旋轉(zhuǎn)操作,б鍵電子云的圖形不變。練習(xí):σ鍵的常見類型有(1)s-s,(2)s-px,(3)px-px,請指出下列分子σ鍵所屬類型:A.HFB.NH3
C.F2
D.H2
s-pxs-pxpx-pxs-sб鍵的特征:“頭碰頭”,電子云為軸對稱,即是以形成化學(xué)鍵15互相靠攏電子云重疊π鍵的電子云PP2.π鍵的形成互相靠攏電子云重疊π鍵的電子云PP2.π鍵的形成16π鍵的種類:根據(jù)形成π鍵的軌道不同可分為P—Pπ鍵、P—dπ鍵、d—dπ
鍵等。形成π鍵的電子稱為π電子。π鍵的特征:(1)“肩并肩”
,電子云為鏡像對稱,即每個π鍵的電子云由兩塊組成,分別位于由兩個原子核構(gòu)成的平面的兩側(cè)。(2)不穩(wěn)定,容易斷裂。由于π鍵重疊程度要比σ鍵小,所以σ鍵的強度要比π鍵大。π鍵的種類:根據(jù)形成π鍵的軌道不同可分為P—Pπ鍵、P—d171、共價鍵的形成條件:(1)兩原子電負性相同或相近(2)一般成鍵原子有未成對電子(3)成鍵原子的原子軌道在空間上發(fā)生重疊歸納2、共價鍵的本質(zhì):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形成共用電子對,兩原子核間的電子云密度增加,體系能量降低。1、共價鍵的形成條件:歸納2、共價鍵的本質(zhì):18zzyyxσNNπzπy氮分子中原子軌道重疊方式如何?科學(xué)探究zzyyxσNNπzπy氮分子中原子軌道重疊方式如何?科學(xué)探19N2中p-pσ鍵和p-pπ鍵的形成過程N2中p-pσ鍵和p-pπ鍵的形成過程20乙烯分子中原子軌道重疊方式示意圖乙烯分子中原子軌道重疊方式示意圖21乙炔分子中軌道重疊方式示意圖乙炔分子中軌道重疊方式示意圖22乙烯、乙炔分子中C-Cσ鍵比較穩(wěn)定不容易斷裂,π鍵比較容易斷裂。有機物中的共價鍵1、C–H是σ鍵。2、C—C是σ鍵。3、C=C一個σ鍵,一個π鍵。4、C≡C一個σ鍵,兩個π鍵。練習(xí):請寫出乙烯、乙炔與溴發(fā)生加成反應(yīng)的反應(yīng)方程式。思考:在乙烯、乙炔和溴發(fā)生的加成反應(yīng)中,乙烯、乙炔分子斷裂什么類型的共價鍵?乙烯、乙炔分子中C-Cσ鍵比較穩(wěn)定不容易斷裂,π鍵比較容易23乙烷:
個σ鍵;乙烯:
個σ鍵
個π鍵;乙炔:
個σ鍵
個π鍵7
5132
3、乙烷、乙烯、乙炔分子中存在哪些類型的共價鍵,分別有幾個σ鍵,幾個π鍵?科學(xué)探究乙烷:個σ鍵;乙烯:個σ鍵個π鍵;乙炔:24737325第二章第一節(jié)共價鍵課件26小結(jié):共價鍵按電子云重疊方式分為:σ鍵—頭碰頭π鍵—肩并肩共價單鍵都是σ鍵σ鍵比π鍵重疊程度更大
以上原子軌道相互重疊形成的σ鍵和π鍵,總稱價鍵軌道小結(jié):共價鍵按電子云重疊方式分為:σ鍵—頭碰頭π鍵—肩27小結(jié)σ鍵π鍵成鍵方向電子云形狀牢固程度成鍵判斷規(guī)律沿軸方向“頭碰頭”平行方向“肩并肩”軸對稱鏡像對稱強度大,不易斷裂強度較小,易斷裂共價單鍵是σ鍵,共價雙鍵中一個是σ鍵,另一個是π鍵,共價三鍵中一個是σ鍵,另兩個為π鍵。σ鍵與π鍵的區(qū)別:小結(jié)σ鍵π鍵成鍵方向電子云形狀牢固程度28
1.根據(jù)H2分子的形成過程,討論F2分子和HF分子是怎么形成的?為什么沒有H3分子?2.為什么N、O、F與H形成簡單的化合物(NH3、H2O、HF)中H原子數(shù)不等?1.根據(jù)H2分子的形成過程,討論F2分子和HF分子是怎么293、共價鍵的特征(1)具有飽和性歸納按照共價鍵的共用電子對理論,一個原子有幾個未成對電子,便可和幾個自旋相反的電子配對成鍵,自旋方向相反的未成對電子配對形成共價鍵后,就不能再和其他原子中的未成對電子配對.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未成對電子的數(shù)目.這就是共價鍵的“飽和性”。形成的共價鍵數(shù)=未成對電子數(shù)電子配對原理3、共價鍵的特征(1)具有飽和性歸納按照共價鍵的共用電子對理30H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分子。(2)具有方向性最大重疊原理形成共價鍵時,兩個參與成鍵的原子軌道總是盡可能沿著電子出現(xiàn)機會最大的方向重疊成鍵,而且原子軌道重疊越多,電子在兩核間出現(xiàn)的機會越多,體系的能量下降也就越多,形成的共價鍵越牢固。因此,一個原子與周圍的原子形成的共價鍵就表現(xiàn)出方向性(s軌道與s軌道重疊形成的共價鍵無方向性,例外)。H原子、Cl原子都只有一個未成對電子,因而只能形成H2、H31第二章第一節(jié)共價鍵課件32共價鍵理論的發(fā)展路易斯價鍵理論現(xiàn)代價鍵理論(VB法)分子軌道理論(MO法)路易斯結(jié)構(gòu)式:共價鍵理論的發(fā)展路易斯價鍵理論路易斯結(jié)構(gòu)式:33美國化學(xué)家路易斯認為,稀有氣體最外層電子構(gòu)型(8e-)是一種穩(wěn)定構(gòu)型。其他原子傾向于共用電子而使它們的最外層轉(zhuǎn)化為稀有氣體的8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)(八隅律)。他把用“共用電子對”維系的化學(xué)作用力稱為“共價鍵”。后人就把這種觀念稱為路易斯共價鍵理論。分子有用于形成共價鍵的鍵合電子(成鍵電子)和未用于形成共價鍵的非鍵合電子,又稱“孤對電子”,在結(jié)構(gòu)式中用小黑點來表示孤對電子。例如,水、氨、乙酸、氮分子的路易斯結(jié)構(gòu)式可以表示為:美國化學(xué)家路易斯認為,稀有氣體最外層電子構(gòu)型(8e-)是一種34課堂小結(jié)3、共價鍵的特征①飽和性;②方向性。1、共價鍵的形成條件:(1)兩原子電負性相同或相近(2)一般成鍵原子有未成對電子(3)成鍵原子的原子軌道在空間上發(fā)生重疊2、共價鍵的本質(zhì):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形成共用電子對,兩原子核間的電子云密度增加,體系能量降低。課堂小結(jié)3、共價鍵的特征①飽和性;②方向性。1、共價鍵的形成354、共價鍵的類型①σ鍵:以形成化學(xué)鍵的兩原子核的連線為軸作旋轉(zhuǎn)操作,共價鍵電子云的圖形不變,這種特征稱為軸對稱。如H-H鍵。
類型:s—sσ鍵、s—pσ鍵、p—pσ鍵等。特點:頭碰頭、電子云為軸對稱,鍵強度大,不易斷裂。s—s(σ鍵)px—px(σ鍵)s—p
(σ鍵)4、共價鍵的類型①σ鍵:以形成化學(xué)鍵的兩原子核的連線為軸作旋36py—py(π鍵)pZ—pZ(π鍵)特點:肩并肩、兩塊組成、鏡像對稱、容易斷裂。②π鍵:由兩個原子的p電子“肩并肩”重疊形成。
py—py(π鍵)pZ—pZ(π鍵)特點:肩并肩、兩塊組376、判斷共價鍵類型規(guī)律①共價單鍵是σ鍵;②共價雙鍵中有一個是σ鍵,另一個是π鍵;③共價三鍵中有一個是σ鍵,另兩個是π鍵。5、價鍵軌道由原子軌道相互重疊形成的σ鍵和π鍵
。6、判斷共價鍵類型規(guī)律①共價單鍵是σ鍵;5、價鍵軌道由原子38二、鍵參數(shù)—鍵能、鍵長和鍵角1、鍵能:破壞1mol化學(xué)鍵形成氣態(tài)基態(tài)原子所吸收的最低能量。氣態(tài)基態(tài)原子形成1mol化學(xué)鍵釋放的最低能量。如:形成lmolH—H鍵釋放的最低能量為436.0kJ,則H—H鍵能為436.0kJ/mol形成1molN三N鍵釋放的最低能量為946kJ,則N三N鍵能為946kJ/mol鍵能通常取正值單位:kJ/mol二、鍵參數(shù)—鍵能、鍵長和鍵角1、鍵能:破壞1mol化學(xué)鍵形成39某些共價鍵鍵能/kJ·mol-1鍵鍵能鍵鍵能F-F157N-O176Cl-Cl242.7N=O607Br-Br193.7O-O142I-I152.7O=O497.3C-C347.7C-H413.4C=C615O-H462.8C≡C812N-H390.8C-O351H-F568C=O745H-Cl431.8N-N193H-Br366N=N418H-I298.7N≡N946H-H436表2-1某些共價鍵鍵能/kJ·mol-1鍵鍵能鍵鍵能F-F157N-40[思考]
(1)鍵能是共價鍵強度的一種標度,鍵能的大小與鍵的強度有什么關(guān)系?(2)鍵能與化學(xué)反應(yīng)的能量變化有什么聯(lián)系?怎樣利用鍵能的數(shù)據(jù)計算反應(yīng)的熱效應(yīng)?規(guī)律:鍵能越大,化學(xué)鍵越牢固,由該鍵形成的分子越穩(wěn)定?;瘜W(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱:?H=反應(yīng)物鍵能總和-生成物鍵能總和[思考](1)鍵能是共價鍵強度的一種標度,鍵能的大小與鍵的41練習(xí):
由下表的數(shù)據(jù)判斷,下列分子的穩(wěn)定性:
A.Cl2Br2I2B.NH3H2O鍵鍵能鍵鍵能Cl-Cl242.7N=O607Br-Br193.7O-O142I-I152.7O=O497.3O-H462.8N-H390.8練習(xí):
由下表的數(shù)據(jù)判斷,下列分子的穩(wěn)定性:鍵鍵能42[練習(xí)]根據(jù)表2-1數(shù)據(jù),計算1molH2分別跟1molCl2、1molBr2(蒸氣)反應(yīng),分別生成2molHCl和2molHBr分子,哪個反應(yīng)放出的能量多?H2+Cl2=2HClΔH=436.0kJ·mol-1+242.7kJ·mol-1-2×431.8kJ·mol-1
=—184.9kJ·mol-1
H2+Br2=2HBrΔH=436.0kJ·mol-1+193.7kJ·mol-1-2×366kJ·mol-1=—102.7kJ·mol-1
△H為負值說明該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。即負值越大,放出能量越多。通過剛才計算,可知,生成2molHCl比生成2molHBr放出能量多。相反,H—Br的鍵能比H—Cl的鍵能小,所以HBr分子比HCl更容易發(fā)生熱分解生成相應(yīng)的單質(zhì)。說明穩(wěn)定性比HCl差。[練習(xí)]根據(jù)表2-1數(shù)據(jù),計算1molH2分別跟1molCl432、鍵長形成共價鍵的兩個原子之間的核間距。共價半徑:相同原子的共價鍵鍵長的一半。2、鍵長形成共價鍵的兩個原子之間的核間距。共價半徑:相同原子44某些共價鍵鍵能(kJ/mol)鍵長/pm(1pm=10-12m)鍵鍵能鍵長鍵鍵能鍵長H-H43674C≡C812120F-F157141C-H413.4109Cl-Cl242.7198O-H462.896Br-Br193.7228N-H390.8101I-I152.7267N≡N946110C-C347.7154Si-Si
235C=C615133Si-O
162表2-2討論:對比表2-1和表2-2找出鍵長與鍵能及穩(wěn)定性的關(guān)系。某些共價鍵鍵能(kJ/mol)鍵長/pm(1pm=10-145規(guī)律:鍵長越短,一般鍵能越大,化學(xué)鍵越牢固,由該鍵形成的分子越穩(wěn)定。練習(xí):由下表的數(shù)據(jù)判斷,下列分子的穩(wěn)定性
A.H2Cl2B.HClHBrHI鍵鍵能鍵長鍵鍵能鍵長H-H43674H-F565.092Cl-Cl242.7198H-Cl428.0128H-Br362.0141H-I295.0161鍵長是衡量共價穩(wěn)定性的另一個參數(shù)。規(guī)律:鍵長越短,一般鍵能越大,化學(xué)鍵越牢固,由該鍵形成的分子46思考與交流⑴N2、O2、F2跟H2的反應(yīng)能力依次增強,從鍵能的角度應(yīng)如何理解這一化學(xué)事實?⑵通過上述例子,你認為鍵長、鍵能對分子的化學(xué)性質(zhì)有什么影響?
一般地,形成的共價鍵的鍵能越大,鍵長越短,共價鍵越穩(wěn)定,含有該鍵的分子越穩(wěn)定,化學(xué)性質(zhì)越穩(wěn)定。鍵能大小是:F-H>O-H>N-H思考與交流⑴N2、O2、F2跟H2的反應(yīng)能力依次增強,從鍵473、鍵角鍵角一定,表明共價鍵具有方向性。鍵角是描述分子立體結(jié)構(gòu)的重要參數(shù),分子的許多性質(zhì)與鍵角有關(guān)。鍵角決定分子的空間構(gòu)型。兩個共價鍵之間的夾角稱為鍵角。3、鍵角鍵角一定,表明共價鍵具有方向性。鍵角是描述分子立體結(jié)48CH4109°28’CH3-CH3分子結(jié)構(gòu)CH4109°28’CH3-CH3分子結(jié)構(gòu)49CH2=CH2分子結(jié)構(gòu)CH≡CH分子結(jié)構(gòu)CH2=CH2分子結(jié)構(gòu)CH≡CH分子結(jié)構(gòu)50[觀察]P32頁中表2-3的數(shù)據(jù)從表中可以看出,CO分子與N2分子在許多性質(zhì)上十分相似,這些相似性,可以歸結(jié)為它們具有相等的價電子數(shù),導(dǎo)致它們具有相似的化學(xué)結(jié)構(gòu)。表2-3CO分子和N2分子的某些性質(zhì)分子熔點/℃水中溶解度(室溫)分子解離能(kJ/mol)分子的價電子總數(shù)CO-205.052.3mL10N2沸點/℃-210.00-190.49-195.811.6mL107594610[觀察]P32頁中表2-3的數(shù)據(jù)從表中可以看出,CO分子與N51三、等電子體原理等電子體:原子總數(shù)、價電子總數(shù)相同的分子或離子,互稱為等電子體。等電子體原理:原子總數(shù)、價電子總數(shù)相同的分子或離子具有相似的化學(xué)鍵特征,它們的許多性質(zhì)相近。三、等電子體原理等電子體:原子總數(shù)、價電子總數(shù)相同的分子或離52例舉一些常見的等電子體:SO2O3NO2-SO3NO3-SiO32-C6H6B3N3H6NO2-NO2N2COC22-CO2N2OCS2NH3H3O+CH4NH4+CN-AlO2-例舉一些常見的等電子體:SO2O3NO2-SO3NO3-Si53課堂小結(jié)二、鍵參數(shù)—鍵能、鍵長和鍵角鍵能:氣態(tài)基態(tài)原子形成1mol化學(xué)鍵釋放的最低能量。鍵能越大,化學(xué)鍵越穩(wěn)定。鍵長:形成共價鍵的兩個原子之間的核間距。鍵長越短,鍵能越大,化學(xué)鍵越穩(wěn)定。鍵角:兩個共價鍵之間的夾角。破壞1mol化學(xué)鍵形成氣態(tài)基態(tài)原子所需的最低能量。應(yīng)用:計算化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱。?H=反應(yīng)物鍵能總和-生成物鍵能總和課堂小結(jié)二、鍵參數(shù)—鍵能、鍵長和鍵角鍵能:氣態(tài)基態(tài)原子54等電子體:
原子總數(shù)、價電子總數(shù)相同的分子或離子。等電子體原理:
原子總數(shù)、價電子總數(shù)相同的分子或離子具有相似的化學(xué)鍵特征,它們的許多性質(zhì)相近。三、等電子原理等電子體:等電子體原理:三、等電子原理55再見再見56第一節(jié)共價鍵第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一節(jié)共價鍵第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)57自然界中美麗的雪花自然界中美麗的雪花58雪花的外部結(jié)構(gòu)水分子間的整齊排列水分子模型分子之間通過分子間作用力結(jié)合氫氧原子間通過共價鍵結(jié)合分子之間通過什么作用結(jié)合?氫氧原子間通過什么作用結(jié)合?雪花的外部結(jié)構(gòu)水分子間的整齊排列水分子模型分子之間通過分子氫59知識回顧1、化學(xué)鍵相鄰的原子之間的強烈的相互作用叫做化學(xué)鍵。2、化學(xué)鍵的種類離子鍵:使陰、陽離子結(jié)合成化合物的靜電作用。共價鍵:原子之間通過共用電子對所形成的相互作用。活潑的金屬元素和活潑非金屬元素,或者帶正、負電荷的原子團之間形成離子鍵;非金屬元素之間形成共價鍵。兩種成鍵元素間的電負性差值>1.7,通常形成離子鍵;反之,形成共價鍵。知識回顧1、化學(xué)鍵相鄰的原子之間的強烈的相互作用叫做化學(xué)鍵。602.鈉和氯通過得失電子同樣也是形成電子對,為什么這對電子不被鈉原子和氯原子共用形成共價鍵而形成離子鍵呢?你能從原子的電負性差別來理解嗎?討論后請?zhí)顚懕?-2:原子
NaCl
HCl
CO電負性電負性之差(絕對值)結(jié)論:原子的電負性相差很大,化學(xué)反應(yīng)形成的電子對不會被共用,形成的將是____鍵;而____鍵是電負性相差不大的原子之間形成的化學(xué)鍵。0.9
3.02.1
3.02.53.52.10.91.0離子共價科學(xué)探究2.鈉和氯通過得失電子同樣也是形成電子對61全部由非金屬元素組成的化合物一定是共價化合物。在氣態(tài)單質(zhì)分子里一定有共價鍵。錯,如NH4Cl等銨鹽是離子化合物錯,He、Ne等稀有氣體無共價鍵判斷:3、化合物的分類離子化合物:共價化合物:含有離子鍵的化合物。所含的化學(xué)鍵全部是共價鍵的化合物。全部由非金屬元素組成的化合物一定是共價化合物。錯,如NH462共價鍵極性鍵:非極性鍵:共用電子對偏移的共價鍵共用電子對不偏移的共價鍵一般是非金屬與非金屬共用電子對成鍵元素:類型:本質(zhì):存在:不僅存在于非金屬單質(zhì)和共價化合物中,也存在于有些離子化合物中4、共價鍵共價鍵極性鍵:非極性鍵:共用電子對偏移的共價鍵共用電子對不偏63表示方法用“?”或者“X”來表示原子或分子最外層電子的方法。電子式結(jié)構(gòu)式HClOH2O2
NaOHNH4Cl練習(xí):寫出以下物質(zhì)的電子式。OH········Cl······HOOH··············Na[OH]+-········NHHHH········[]Cl········[]-+表示方法用“?”或者“X”來表示原子或分子最外層電子的方法。64學(xué)與問H2HClCl2NaBr你能用電子式表示下列物質(zhì)的形成過程嗎?··HHHH··+Cl·······Cl·······Cl············Cl··+··HHCl·+·······Cl·······Na·Br··········-+Na[Br]····+學(xué)與問H2HClCl2NaBr65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.一、共價鍵的形成用電子云來描述共價鍵的形成過程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.一66HHHH(a)s-sσ鍵的形成1、б鍵的形成“頭碰頭”式1S1S互相靠攏電子云重疊H—H共價鍵形成氫氣分子的電子云描述HHHH(a)s-sσ鍵的形成1、б鍵的形成“頭碰頭”式167(b)s-pσ鍵的形成HClH-Cl形成氯化氫分子的電子云描述“頭碰頭”式1S3PH—Cl共價鍵互相靠攏電子云重疊(b)s-pσ鍵的形成HClH-Cl形成氯化氫分子的電68(c)p-pσ鍵的形成ClClClCl形成氯氣分子的電子云描述“頭碰頭”式3P3PCl—Cl共價鍵互相靠攏電子云重疊(c)p-pσ鍵的形成ClClClCl形成氯氣分子的69б鍵的種類:根據(jù)形成б鍵的軌道不同可分為S—Sб鍵、S—Pб鍵、P—Pб鍵等。形成σ鍵的電子稱為σ電子。б鍵的種類:根據(jù)形成б鍵的軌道不同可分為S—Sб鍵、S—Pб70б鍵的特征:“頭碰頭”,
電子云為軸對稱,即是以形成化學(xué)鍵的兩個原子核的連線為軸作旋轉(zhuǎn)操作,б鍵電子云的圖形不變。練習(xí):σ鍵的常見類型有(1)s-s,(2)s-px,(3)px-px,請指出下列分子σ鍵所屬類型:A.HFB.NH3
C.F2
D.H2
s-pxs-pxpx-pxs-sб鍵的特征:“頭碰頭”,電子云為軸對稱,即是以形成化學(xué)鍵71互相靠攏電子云重疊π鍵的電子云PP2.π鍵的形成互相靠攏電子云重疊π鍵的電子云PP2.π鍵的形成72π鍵的種類:根據(jù)形成π鍵的軌道不同可分為P—Pπ鍵、P—dπ鍵、d—dπ
鍵等。形成π鍵的電子稱為π電子。π鍵的特征:(1)“肩并肩”
,電子云為鏡像對稱,即每個π鍵的電子云由兩塊組成,分別位于由兩個原子核構(gòu)成的平面的兩側(cè)。(2)不穩(wěn)定,容易斷裂。由于π鍵重疊程度要比σ鍵小,所以σ鍵的強度要比π鍵大。π鍵的種類:根據(jù)形成π鍵的軌道不同可分為P—Pπ鍵、P—d731、共價鍵的形成條件:(1)兩原子電負性相同或相近(2)一般成鍵原子有未成對電子(3)成鍵原子的原子軌道在空間上發(fā)生重疊歸納2、共價鍵的本質(zhì):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形成共用電子對,兩原子核間的電子云密度增加,體系能量降低。1、共價鍵的形成條件:歸納2、共價鍵的本質(zhì):74zzyyxσNNπzπy氮分子中原子軌道重疊方式如何?科學(xué)探究zzyyxσNNπzπy氮分子中原子軌道重疊方式如何?科學(xué)探75N2中p-pσ鍵和p-pπ鍵的形成過程N2中p-pσ鍵和p-pπ鍵的形成過程76乙烯分子中原子軌道重疊方式示意圖乙烯分子中原子軌道重疊方式示意圖77乙炔分子中軌道重疊方式示意圖乙炔分子中軌道重疊方式示意圖78乙烯、乙炔分子中C-Cσ鍵比較穩(wěn)定不容易斷裂,π鍵比較容易斷裂。有機物中的共價鍵1、C–H是σ鍵。2、C—C是σ鍵。3、C=C一個σ鍵,一個π鍵。4、C≡C一個σ鍵,兩個π鍵。練習(xí):請寫出乙烯、乙炔與溴發(fā)生加成反應(yīng)的反應(yīng)方程式。思考:在乙烯、乙炔和溴發(fā)生的加成反應(yīng)中,乙烯、乙炔分子斷裂什么類型的共價鍵?乙烯、乙炔分子中C-Cσ鍵比較穩(wěn)定不容易斷裂,π鍵比較容易79乙烷:
個σ鍵;乙烯:
個σ鍵
個π鍵;乙炔:
個σ鍵
個π鍵7
5132
3、乙烷、乙烯、乙炔分子中存在哪些類型的共價鍵,分別有幾個σ鍵,幾個π鍵?科學(xué)探究乙烷:個σ鍵;乙烯:個σ鍵個π鍵;乙炔:80737381第二章第一節(jié)共價鍵課件82小結(jié):共價鍵按電子云重疊方式分為:σ鍵—頭碰頭π鍵—肩并肩共價單鍵都是σ鍵σ鍵比π鍵重疊程度更大
以上原子軌道相互重疊形成的σ鍵和π鍵,總稱價鍵軌道小結(jié):共價鍵按電子云重疊方式分為:σ鍵—頭碰頭π鍵—肩83小結(jié)σ鍵π鍵成鍵方向電子云形狀牢固程度成鍵判斷規(guī)律沿軸方向“頭碰頭”平行方向“肩并肩”軸對稱鏡像對稱強度大,不易斷裂強度較小,易斷裂共價單鍵是σ鍵,共價雙鍵中一個是σ鍵,另一個是π鍵,共價三鍵中一個是σ鍵,另兩個為π鍵。σ鍵與π鍵的區(qū)別:小結(jié)σ鍵π鍵成鍵方向電子云形狀牢固程度84
1.根據(jù)H2分子的形成過程,討論F2分子和HF分子是怎么形成的?為什么沒有H3分子?2.為什么N、O、F與H形成簡單的化合物(NH3、H2O、HF)中H原子數(shù)不等?1.根據(jù)H2分子的形成過程,討論F2分子和HF分子是怎么853、共價鍵的特征(1)具有飽和性歸納按照共價鍵的共用電子對理論,一個原子有幾個未成對電子,便可和幾個自旋相反的電子配對成鍵,自旋方向相反的未成對電子配對形成共價鍵后,就不能再和其他原子中的未成對電子配對.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未成對電子的數(shù)目.這就是共價鍵的“飽和性”。形成的共價鍵數(shù)=未成對電子數(shù)電子配對原理3、共價鍵的特征(1)具有飽和性歸納按照共價鍵的共用電子對理86H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分子。(2)具有方向性最大重疊原理形成共價鍵時,兩個參與成鍵的原子軌道總是盡可能沿著電子出現(xiàn)機會最大的方向重疊成鍵,而且原子軌道重疊越多,電子在兩核間出現(xiàn)的機會越多,體系的能量下降也就越多,形成的共價鍵越牢固。因此,一個原子與周圍的原子形成的共價鍵就表現(xiàn)出方向性(s軌道與s軌道重疊形成的共價鍵無方向性,例外)。H原子、Cl原子都只有一個未成對電子,因而只能形成H2、H87第二章第一節(jié)共價鍵課件88共價鍵理論的發(fā)展路易斯價鍵理論現(xiàn)代價鍵理論(VB法)分子軌道理論(MO法)路易斯結(jié)構(gòu)式:共價鍵理論的發(fā)展路易斯價鍵理論路易斯結(jié)構(gòu)式:89美國化學(xué)家路易斯認為,稀有氣體最外層電子構(gòu)型(8e-)是一種穩(wěn)定構(gòu)型。其他原子傾向于共用電子而使它們的最外層轉(zhuǎn)化為稀有氣體的8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)(八隅律)。他把用“共用電子對”維系的化學(xué)作用力稱為“共價鍵”。后人就把這種觀念稱為路易斯共價鍵理論。分子有用于形成共價鍵的鍵合電子(成鍵電子)和未用于形成共價鍵的非鍵合電子,又稱“孤對電子”,在結(jié)構(gòu)式中用小黑點來表示孤對電子。例如,水、氨、乙酸、氮分子的路易斯結(jié)構(gòu)式可以表示為:美國化學(xué)家路易斯認為,稀有氣體最外層電子構(gòu)型(8e-)是一種90課堂小結(jié)3、共價鍵的特征①飽和性;②方向性。1、共價鍵的形成條件:(1)兩原子電負性相同或相近(2)一般成鍵原子有未成對電子(3)成鍵原子的原子軌道在空間上發(fā)生重疊2、共價鍵的本質(zhì):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形成共用電子對,兩原子核間的電子云密度增加,體系能量降低。課堂小結(jié)3、共價鍵的特征①飽和性;②方向性。1、共價鍵的形成914、共價鍵的類型①σ鍵:以形成化學(xué)鍵的兩原子核的連線為軸作旋轉(zhuǎn)操作,共價鍵電子云的圖形不變,這種特征稱為軸對稱。如H-H鍵。
類型:s—sσ鍵、s—pσ鍵、p—pσ鍵等。特點:頭碰頭、電子云為軸對稱,鍵強度大,不易斷裂。s—s(σ鍵)px—px(σ鍵)s—p
(σ鍵)4、共價鍵的類型①σ鍵:以形成化學(xué)鍵的兩原子核的連線為軸作旋92py—py(π鍵)pZ—pZ(π鍵)特點:肩并肩、兩塊組成、鏡像對稱、容易斷裂。②π鍵:由兩個原子的p電子“肩并肩”重疊形成。
py—py(π鍵)pZ—pZ(π鍵)特點:肩并肩、兩塊組936、判斷共價鍵類型規(guī)律①共價單鍵是σ鍵;②共價雙鍵中有一個是σ鍵,另一個是π鍵;③共價三鍵中有一個是σ鍵,另兩個是π鍵。5、價鍵軌道由原子軌道相互重疊形成的σ鍵和π鍵
。6、判斷共價鍵類型規(guī)律①共價單鍵是σ鍵;5、價鍵軌道由原子94二、鍵參數(shù)—鍵能、鍵長和鍵角1、鍵能:破壞1mol化學(xué)鍵形成氣態(tài)基態(tài)原子所吸收的最低能量。氣態(tài)基態(tài)原子形成1mol化學(xué)鍵釋放的最低能量。如:形成lmolH—H鍵釋放的最低能量為436.0kJ,則H—H鍵能為436.0kJ/mol形成1molN三N鍵釋放的最低能量為946kJ,則N三N鍵能為946kJ/mol鍵能通常取正值單位:kJ/mol二、鍵參數(shù)—鍵能、鍵長和鍵角1、鍵能:破壞1mol化學(xué)鍵形成95某些共價鍵鍵能/kJ·mol-1鍵鍵能鍵鍵能F-F157N-O176Cl-Cl242.7N=O607Br-Br193.7O-O142I-I152.7O=O497.3C-C347.7C-H413.4C=C615O-H462.8C≡C812N-H390.8C-O351H-F568C=O745H-Cl431.8N-N193H-Br366N=N418H-I298.7N≡N946H-H436表2-1某些共價鍵鍵能/kJ·mol-1鍵鍵能鍵鍵能F-F157N-96[思考]
(1)鍵能是共價鍵強度的一種標度,鍵能的大小與鍵的強度有什么關(guān)系?(2)鍵能與化學(xué)反應(yīng)的能量變化有什么聯(lián)系?怎樣利用鍵能的數(shù)據(jù)計算反應(yīng)的熱效應(yīng)?規(guī)律:鍵能越大,化學(xué)鍵越牢固,由該鍵形成的分子越穩(wěn)定?;瘜W(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱:?H=反應(yīng)物鍵能總和-生成物鍵能總和[思考](1)鍵能是共價鍵強度的一種標度,鍵能的大小與鍵的97練習(xí):
由下表的數(shù)據(jù)判斷,下列分子的穩(wěn)定性:
A.Cl2Br2I2B.NH3H2O鍵鍵能鍵鍵能Cl-Cl242.7N=O607Br-Br193.7O-O142I-I152.7O=O497.3O-H462.8N-H390.8練習(xí):
由下表的數(shù)據(jù)判斷,下列分子的穩(wěn)定性:鍵鍵能98[練習(xí)]根據(jù)表2-1數(shù)據(jù),計算1molH2分別跟1molCl2、1molBr2(蒸氣)反應(yīng),分別生成2molHCl和2molHBr分子,哪個反應(yīng)放出的能量多?H2+Cl2=2HClΔH=436.0kJ·mol-1+242.7kJ·mol-1-2×431.8kJ·mol-1
=—184.9kJ·mol-1
H2+Br2=2HBrΔH=436.0kJ·mol-1+193.7kJ·mol-1-2×366kJ·mol-1=—102.7kJ·mol-1
△H為負值說明該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。即負值越大,放出能量越多。通過剛才計算,可知,生成2molHCl比生成2molHBr放出能量多。相反,H—Br的鍵能比H—Cl的鍵能小,所以HBr分子比HCl更容易發(fā)生熱分解生成相應(yīng)的單質(zhì)。說明穩(wěn)定性比HCl差。[練習(xí)]根據(jù)表2-1數(shù)據(jù),計算1molH2分別跟1molCl992、鍵長形成共價鍵的兩個原子之間的核間距。共價半徑:相同原子的共價鍵鍵長的一半。2、鍵長形成共價鍵的兩個原子之間的核間距。共價半徑:相同原子100某些共價鍵鍵能(kJ/mol)鍵長/pm(1pm=10-12m)鍵鍵能鍵長鍵鍵能鍵長H-H43674C≡C812120F-F157141C-H413.4109Cl-Cl242.7198O-H4
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