第1節(jié)

共價(jià)鍵模型選擇性必修二第2章微粒間相互作用與物質(zhì)性質(zhì)共價(jià)鍵的形成與特征共價(jià)鍵的形成以氫分子的形成為例(用電子云表示形成過(guò)程)1s11s1E0為兩個(gè)遠(yuǎn)離的氫原子的能量之和HH核間距E0當(dāng)兩個(gè)核外電子自旋狀態(tài)相同的氫原子靠近時(shí)共價(jià)鍵的形成與特征圖1氫分子形成過(guò)程中體系能量的變化形成氫分子的共價(jià)鍵(H－H)1s11s1HH當(dāng)兩個(gè)核外電子自旋狀態(tài)不同的氫原子靠近時(shí)兩個(gè)s軌道相互重疊電子在核間出現(xiàn)概率增大電子同時(shí)受到兩個(gè)原子核的吸引，體系的能量逐漸下降共價(jià)鍵的形成能量降低能量最低共價(jià)鍵的形成與特征(1)共價(jià)鍵的定義：原子間通過(guò)共用電子形成的化學(xué)鍵稱(chēng)為共價(jià)鍵。(2)共價(jià)鍵的形成：

形成共價(jià)鍵時(shí),原子軌道在兩個(gè)原子核間重疊,自旋狀態(tài)相反的未成對(duì)電子形成共用電子對(duì)。電子出現(xiàn)在兩個(gè)原子核之間的概率增大,共用電子對(duì)同時(shí)受到兩個(gè)原子核的吸引,導(dǎo)致整個(gè)體系的能量降低,穩(wěn)定性增強(qiáng)。(3)共價(jià)鍵的本質(zhì)：

本質(zhì)：電子在兩個(gè)原子核之間出現(xiàn)的概率增大，使它們同時(shí)受到兩個(gè)原子核的吸引，從而導(dǎo)致體系能量降低，形成共價(jià)鍵。注：共價(jià)鍵包括原子核與共用電子對(duì)間的靜電吸引和電子與電子、兩原子核間的靜電排斥,是多種電性作用的平衡狀態(tài)。電性作用共價(jià)鍵的形成與特征(4)共價(jià)鍵的形成條件(5)共價(jià)鍵的表示方法用”一”表示一對(duì)共用電子所形成的共價(jià)鍵;用“=”表示原子間共用兩對(duì)電子所形成的共價(jià)鍵;用“≡”表示原子間共用三對(duì)電子所形成的共價(jià)鍵。通常電負(fù)性相同或差值小的非金屬元素原子之間形成共價(jià)鍵Cl－ClO=ON≡N共價(jià)鍵的形成與特征【思考】為什么只能有H2、HCl、Cl2，不可能有H3、H2Cl和Cl3

？↓↑↓↑↑↓↑↓↑1s2s2p用軌道表示式表示HF分子中共用電子對(duì)的形成：F↓1sH原子軌道(電子云)重疊按照價(jià)鍵理論，未成對(duì)的電子通過(guò)相互配對(duì)形成共價(jià)鍵，因?yàn)槊總€(gè)原子最外層軌道的數(shù)目是一定的，所以每個(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。共價(jià)鍵的飽和性↓↑↓↑↓↑↓Cl3s3pN↓↑↓↓↓2s2p未成對(duì)電子數(shù)：1未成對(duì)電子數(shù)：3Cl2Cl—ClN2N≡NH↑1s未成對(duì)電子數(shù)：1NH3H—N—H|H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)鍵的形成與特征共價(jià)鍵的方向性s軌道無(wú)空間取向p軌道空間取向在形成共價(jià)鍵時(shí)，原子軌道重疊得多，電子在核間出現(xiàn)的概率大，所形成的共價(jià)鍵就牢固。共價(jià)鍵將盡可能沿著電子出現(xiàn)概率最大的方向形成，即共價(jià)鍵具有方向性。分子的空間結(jié)構(gòu)與共價(jià)鍵的方向性密切相關(guān)【思考】是不是所有的共價(jià)鍵都具有飽和性和方向性？√×共價(jià)鍵的類(lèi)型

通過(guò)“人工固氮”將空氣中的氮?dú)廪D(zhuǎn)化為含氮化合物用于生產(chǎn)化肥或其他化工產(chǎn)品是人類(lèi)突破的重要課題。解決這個(gè)課題的難點(diǎn)在于氮分子中的共價(jià)三鍵使構(gòu)成氮分子的兩個(gè)氮原子緊緊地結(jié)合在一起，由此氮?dú)獾男再|(zhì)非常穩(wěn)定。請(qǐng)從軌道重疊的角度解釋氮分子中的共價(jià)三鍵是如何形成的。N↓↑↓↑↑↑↑1s2s2p共價(jià)鍵的類(lèi)型1.σ鍵與π鍵(按原子軌道重疊方式分類(lèi))(1)σ鍵σ鍵s－sσ鍵s－pσ鍵p－pσ鍵成鍵時(shí)，原子軌道以“頭碰頭”方式重疊形成的共價(jià)鍵。特征：1.以形成化學(xué)鍵的兩原子核的連線為軸做旋轉(zhuǎn)操作，共價(jià)鍵的電子云的圖形不變，這種特征稱(chēng)為軸對(duì)稱(chēng)HClH2Cl22.形成σ鍵的原子軌道重疊程度較大，σ鍵的強(qiáng)度較大，有較強(qiáng)的穩(wěn)定性。共價(jià)鍵的類(lèi)型(2)π鍵π鍵(p-pπ鍵)成鍵時(shí)，原子軌道以“肩并肩”方式重疊形成的共價(jià)鍵1.σ鍵與π鍵(按原子軌道重疊方式分類(lèi))特征：1.每個(gè)π鍵的電子云由兩塊組成，分別位于由兩原子核構(gòu)成平面的兩側(cè)，如果以他們之間包含原子核的平面為鏡面，它們互為鏡像，這種特征稱(chēng)為鏡面對(duì)稱(chēng)。2.形成π鍵時(shí)原子軌道重疊程度比形成σ鍵時(shí)小，π鍵沒(méi)有σ鍵牢固。3.π鍵通常存在于雙鍵或三鍵中。共價(jià)雙鍵中有一個(gè)____鍵、一個(gè)____鍵；共價(jià)單鍵為_(kāi)___鍵；共價(jià)鍵的類(lèi)型zzyyxp-pσ鍵π鍵判斷σ鍵、π鍵的一般規(guī)律σπ共價(jià)三鍵由一個(gè)_____鍵和兩個(gè)______鍵組成。σπσ共價(jià)鍵的類(lèi)型有以下物質(zhì)：①HF，②Cl2，③H2O，④N2，⑤C2H4，⑥C2H6，⑦H2，⑧H2O2，⑨HCN(H—C≡N)。(1)只有σ鍵的是_____________(填序號(hào)，下同)；既有σ鍵又有π鍵的是_______。①②③⑥⑦⑧④⑤⑨(2)含有由兩個(gè)原子的s軌道重疊形成的σ鍵的是______。⑦(3)含有由一個(gè)原子的s軌道與另一個(gè)原子的p軌道重疊形成的σ鍵的是______________。①③⑤⑥⑧⑨(4)含有由一個(gè)原子的p軌道與另一個(gè)原子的p軌道重疊形成的σ鍵的是_____________。②④⑤⑥⑧⑨共價(jià)鍵的類(lèi)型根據(jù)價(jià)鍵理論，氧分子的結(jié)構(gòu)是O=O，這樣的氧分子中的電子已經(jīng)完全配對(duì)，氧分子應(yīng)當(dāng)是逆磁性分子。但事實(shí)上，將液態(tài)氧倒入配有磁鐵的儀器中時(shí)，氧分子被磁場(chǎng)吸引而懸浮在磁場(chǎng)中（圖2-1-5）。這說(shuō)明氧分子是順磁性分子，即分子中存在著未成對(duì)電子。分子軌道理論認(rèn)為，分子中的每個(gè)電子都是在整個(gè)分子中運(yùn)動(dòng)的，分子中的單電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可以用分子軌道來(lái)描述。共價(jià)鍵的類(lèi)型2.極性鍵和非極性鍵(按共用電子對(duì)是否偏移分類(lèi))(1)非極性鍵

構(gòu)成分子的是同種元素的兩個(gè)原子，它們吸引電子的能力相同，所以共用的電子不偏向其中任何一個(gè)原子，參與成鍵的原子都不顯電性，這種共價(jià)鍵叫作非極性共價(jià)鍵，簡(jiǎn)稱(chēng)非極性鍵。(2)極性鍵構(gòu)成分子的兩個(gè)原子是不同元素的原子時(shí)，由于兩個(gè)原子吸引電子的能力不同，共用的電子必然偏向吸引電子能力大的原子一方，這個(gè)原子因附近電子出現(xiàn)的概率較大而帶部分負(fù)電荷，而另一原子則帶部分正電荷，這種共價(jià)鍵叫作極性共價(jià)鍵，簡(jiǎn)稱(chēng)極性鍵。原子的電負(fù)性差值越大，形成的共價(jià)鍵極性越強(qiáng),如H-F為強(qiáng)極性鍵，H-I為弱極性鍵。判斷H2O2分子中各種鍵的極性？鍵參數(shù)1.鍵長(zhǎng)兩個(gè)成鍵原子的原子核間的距離（簡(jiǎn)稱(chēng)核間距）。一般而言，化學(xué)鍵的鍵長(zhǎng)愈短，化學(xué)鍵就愈強(qiáng)，鍵就愈牢固。鍵長(zhǎng)可通過(guò)晶體的X射線衍射實(shí)驗(yàn)測(cè)定(1)概念：(2)鍵長(zhǎng)與分子空間結(jié)構(gòu)的關(guān)系:鍵長(zhǎng)是影響分子空間結(jié)構(gòu)的因素之一。如CH4分子的空間結(jié)構(gòu)是正四面體,而CH3Cl只是四面體而不是正四面體,原因是C-H鍵和C-Cl鍵的鍵長(zhǎng)不相等。鍵參數(shù)②根據(jù)原子半徑進(jìn)行判斷。在其他條件相同時(shí)，成鍵原子的半徑越小，鍵長(zhǎng)越短。如鍵長(zhǎng):H-I>H-Br>H-Cl。(3)判斷鍵長(zhǎng)的方法①根據(jù)共用電子對(duì)數(shù)判斷。相同的兩原子形成共價(jià)鍵時(shí)，當(dāng)兩個(gè)原子形成雙鍵或者三鍵時(shí),由于原子軌道的重疊程度增大。單鍵鍵長(zhǎng)>雙鍵鍵長(zhǎng)>三鍵鍵長(zhǎng)。鍵參數(shù)2.鍵能(1)概念：

在298K、1×105Pa條件下，斷開(kāi)1molAB(g)分子中的化學(xué)鍵，使其分別生成氣態(tài)A原子和氣態(tài)B原子所吸收的能量稱(chēng)為A—B鍵的鍵能，常用EA-B表示。鍵能通常取正值，單位為kJ/mol。原子半徑:F<Cl<Br<I，鍵長(zhǎng):H—F<H—Cl<H—Br<H—I,則鍵能:H—F>H—Cl>H—Br>H—I。【思考】比較HF、HCl、HBr、HI分子中鍵能的大小。鍵能愈大，斷開(kāi)時(shí)需要的能量就愈多，化學(xué)鍵就愈牢固。鍵參數(shù)某些共價(jià)鍵的鍵能（kJ·mol－1）鍵鍵能H－H436.0Cl－Cl242.7Br－Br193.7I－I152.7H－Cl431.8H－Br366H－I298.7Ⅱ.從計(jì)算結(jié)果看HCl和HBr哪個(gè)更容易分解呢？ΔH=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能ΔH(HCl)=[(436+242.7)-2×431.8]kJ/mol=-184.9kJ/molΔH(HBr)

=[(436+193.7)-2×366]kJ/mol=-102.3kJ/molⅠ.利用數(shù)據(jù)計(jì)算，1molH2分別與1molCl2、1molBr2（蒸氣）反應(yīng)，分別形成2molHCl和2molHBr，哪一個(gè)反應(yīng)釋放的能量更多？

HBr分解需吸收能量少，更易分解。鍵參數(shù)鍵鍵能C－C347C=C614C≡C839N－N193N＝N418N≡N945某些共價(jià)鍵的鍵能（kJ·mol－1）Ⅲ.碳碳單鍵、碳碳雙鍵和碳碳三鍵之間鍵能關(guān)系？碳碳單鍵＜碳碳雙鍵＜碳碳三鍵Ⅳ.為何碳碳雙鍵的鍵能不是碳碳單鍵的二倍，碳碳三鍵的鍵能不是碳碳單鍵的三倍？碳碳單鍵：1個(gè)σ鍵碳碳雙鍵：1個(gè)σ鍵，1個(gè)π鍵σ鍵與π鍵強(qiáng)度不同乙烯分子中σ鍵強(qiáng)于π鍵鍵能越大，共價(jià)鍵越牢固氮分子中π鍵強(qiáng)于σ鍵鍵能：定量地表示化學(xué)鍵的強(qiáng)弱鍵參數(shù)①判斷共價(jià)鍵的強(qiáng)弱。原子間形成共價(jià)鍵時(shí),原子軌道重疊程度越大,體系能量降低越多,釋放能量越多,形成共價(jià)鍵的鍵能越大,共價(jià)鍵越牢固。②判斷分子的穩(wěn)定性。一般來(lái)說(shuō),結(jié)構(gòu)相似的分子,共價(jià)鍵的鍵能越大,分子越穩(wěn)定。如分子的穩(wěn)定性:HF>HCl>HBr>HI。③利用鍵能計(jì)算化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)。△H=反應(yīng)物的鍵能總和-生成物的鍵能總和歸納總結(jié)：鍵能的應(yīng)用【注意】由分子構(gòu)成的物質(zhì)，其熔、沸點(diǎn)與共價(jià)鍵的鍵能和鍵長(zhǎng)無(wú)關(guān)，而分子的穩(wěn)定性由鍵長(zhǎng)和鍵能大小決定。鍵參數(shù)歸納總結(jié)：判斷共價(jià)鍵的穩(wěn)定性①由原子半徑和共用電子對(duì)判斷：成鍵原子的半徑越小，共用電子對(duì)數(shù)越多，則共價(jià)鍵越牢固，含有該共價(jià)鍵的分子越穩(wěn)定。②由鍵能判斷：共價(jià)鍵的鍵能越大，共價(jià)鍵越牢固，破壞共價(jià)鍵消耗的能量越大。③由鍵長(zhǎng)判斷：共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)越短，共價(jià)鍵越牢固，破壞共價(jià)鍵消耗的能量越大。④由電負(fù)性判斷：元素的電負(fù)性越大，該元素的原子對(duì)共用電子對(duì)的吸引力越大，形成的共價(jià)鍵越穩(wěn)定。C-F比C-H更穩(wěn)定鍵參數(shù)3.鍵角在多原子分子中，兩個(gè)化學(xué)鍵的夾角稱(chēng)為鍵角。三角錐形角形直線形

鍵角：描述分子空間結(jié)構(gòu)的參數(shù)可通過(guò)晶體的X射線衍射實(shí)驗(yàn)測(cè)定鍵能鍵長(zhǎng)鍵角決定決定分子的穩(wěn)定性分子空間結(jié)構(gòu)決定分子的性質(zhì)鍵的強(qiáng)弱決定歸納鍵參數(shù)對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響鍵參數(shù)

防曬霜中所含的有效成分的分子中含有π鍵，這些分子中的π電子可在吸收紫外線后被激發(fā)，從而阻擋部分紫外線對(duì)皮膚的傷害。防曬霜為何能防曬呢？分子光譜定義：分子從一種能級(jí)改變到另一種能級(jí)時(shí)吸收或發(fā)射的光譜。影響因素：分子內(nèi)部的運(yùn)動(dòng)；分子中鍵長(zhǎng)、鍵角、電荷分布等應(yīng)用：測(cè)定和鑒別分子結(jié)構(gòu)、測(cè)定物質(zhì)濃度分類(lèi)：遠(yuǎn)紅外光譜或微波譜紅外光譜

紫外—可見(jiàn)光譜CO分子軌道能級(jí)圖能量練習(xí)1.下列各說(shuō)法中正確的是()A.分子中鍵能越高，鍵長(zhǎng)越長(zhǎng)，則分子越穩(wěn)定B.元素周期表中的ⅠA族(除H外)和ⅦA族元素的原子間不能形成共價(jià)鍵C.水分子可表示為H—O—H，分子中鍵角為180°D.H—O的鍵能為463kJ·mol－1，即18gH2O分解成H2和O2時(shí)，消耗能量為2×463kJB2.鍵長(zhǎng)、鍵角和鍵能是描述共價(jià)鍵的三個(gè)重要參數(shù)，下列敘述正確的是()A.鍵角是描述分子空間結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)B.因?yàn)镠—O的鍵能小于H—F的鍵能，所以O(shè)2、F2與H2反應(yīng)的能力逐漸減弱C.H—F的鍵長(zhǎng)是H—X中最長(zhǎng)的D.碳碳三鍵和碳碳雙鍵的鍵能分別是單鍵鍵能的3倍和2倍A溫故知新共價(jià)鍵是原子間通過(guò)共用電子對(duì)所形成的化學(xué)鍵。用電子式表示H2、HC