共價(jià)鍵模型 課件

第1節(jié)共價(jià)鍵模型自然界中美麗的雪花雪花的外部結(jié)構(gòu)水分子間的整齊排列水分子模型分子之間通過(guò)分子間作用力結(jié)合氫氧原子間通過(guò)共價(jià)鍵結(jié)合分子之間通過(guò)什么作用結(jié)合？氫氧原子間通過(guò)什么作用結(jié)合？溫故知新共價(jià)鍵

什么是共價(jià)鍵？請(qǐng)舉例說(shuō)明。

相鄰原子間通過(guò)共用電子形成的化學(xué)鍵。

如：H2HClH2O等聯(lián)想··

質(zhì)疑1.為什么原子間可以通過(guò)共用電子對(duì)形成穩(wěn)定的分子？2.共價(jià)鍵究竟是怎樣形成的？其本質(zhì)及特征又如何呢？1.

共價(jià)鍵的形成過(guò)程(以氫氣分子形成為例)1.氫原子的價(jià)電子構(gòu)型如何？氫原子在形成氫分子的過(guò)程中的能量是怎樣變化的？

2.氫分子中的共價(jià)鍵是如何形成的？

一.共價(jià)鍵1.共價(jià)鍵的形成原子軌道重疊理論2.共價(jià)鍵的本質(zhì)兩個(gè)氫原子結(jié)合成氫分子時(shí)電子云的變化2.共價(jià)鍵的本質(zhì):

高概率地出現(xiàn)在兩個(gè)原子核間的電子與兩個(gè)原子核之間的電性作用是共價(jià)鍵的本質(zhì).

如:H2是H原子間1s電子

HCl是H的1s電子與Cl的3p電子

Cl2是兩個(gè)Cl原子3p軌道上的一個(gè)電子。以HCl、H2O、CO2為例描述共價(jià)鍵的形成過(guò)程并完成下列問(wèn)題元素的電負(fù)性差別價(jià)電子排布是否有未成對(duì)電子HClHClH2OHOCO2CO1S11S13S3P252S2P240.91.41.0重疊重疊重疊原子軌道是否重疊有有有1.是不是所有的價(jià)電子都參與了成鍵？2S2P242S2P22(電負(fù)性：H2.1O3.5Cl3.0C2.5)①通常，電負(fù)性相同或相差很小的非金屬元素原子之間形成共價(jià)鍵。②一般成鍵原子有未成對(duì)電子(自旋相反)。③成鍵原子的原子軌道在空間重疊。3.共價(jià)鍵的形成條件問(wèn)題探索共價(jià)鍵的形成條件是什么？

共價(jià)鍵形成理論二——電子配對(duì)理論如：H+O+HHOH實(shí)質(zhì)：未成對(duì)電子通過(guò)配對(duì)形成共用電子對(duì)，使每個(gè)原子都達(dá)到稀有氣體原子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)4.共價(jià)鍵的表示方法電子式：在元素符號(hào)周圍用小黑點(diǎn)·或×來(lái)描述分子中原子共用電子以及未成鍵的價(jià)電子的式子,叫電子式結(jié)構(gòu)式：用一根短線表示一對(duì)共用電子所形成的共價(jià)鍵。寫出下列原子和分子的電子式和結(jié)構(gòu)式：

原子：ClONaN

分子：NH3H2OCH4

學(xué)一學(xué)練一練HH2HClHHHHCl電子式結(jié)構(gòu)式H

H—HCl—ClClCO2N2非金屬單質(zhì)H2、O2、Cl2、C…共價(jià)化合物HCl、CO2…含有原子團(tuán)的離子化合物中復(fù)雜離子內(nèi)部的非金屬原子之間

如：NaOH中的O-H；NH4Cl中的N-H；

Na2O2中的O-O特例：一些電負(fù)性相差不大的金屬原子和非金屬原子間也可以形成共價(jià)鍵如：AlCl3、CuCl2、(CH3COO)2Pb

5、共價(jià)鍵的存在1.σ鍵：“頭碰頭”X++s—sX++-px—s+--+Xpx—px形成σ鍵的電子稱為σ電子。原子軌道沿核間連線重疊(即頭碰頭方式)形成的共價(jià)鍵,叫σ鍵.二、共價(jià)鍵的類型HHHH氫原子形成氫分子的電子云描述σ鍵HHs-sσ鍵HClH－ClCl－Cl的p-pσ鍵的形成H－Cl的s-pσ鍵的形成ClClClClσ鍵的類型2.π鍵：“肩并肩”+I+IXZZpZ—pZ形成π鍵的電子稱為π電子。原子軌道在核間連線兩側(cè)進(jìn)行重疊(即采用肩并肩)方式形成的共價(jià)鍵,叫π鍵.由于鍵重疊程度要比鍵小,所以鍵的強(qiáng)度要比鍵小。p-pπ鍵的形成π鍵的類型N2中p-pσ鍵和p-pπ鍵的形成過(guò)程N(yùn)2N≡N分子結(jié)構(gòu)3、σ鍵與π鍵的判斷一般來(lái)說(shuō)：共價(jià)單鍵為σ鍵；共價(jià)雙鍵中有一個(gè)σ鍵，另一個(gè)是π鍵。如：CH2=CH2

；共價(jià)三鍵由一個(gè)σ鍵和兩個(gè)π鍵組成。乙烷、乙烯、乙炔分子中的共價(jià)鍵分別是由幾個(gè)σ鍵和幾個(gè)π鍵組成。σ鍵與π鍵的對(duì)比σ鍵π鍵重疊方式重疊方向重疊形狀重疊程度電子能量

“頭碰頭”“肩碰肩”沿鍵軸的方向與軌道對(duì)稱軸相互平行的方向軸對(duì)稱鏡面對(duì)稱大小較低，較穩(wěn)定較高，較活潑4、共價(jià)鍵的特征為什么不能形成H3、H3O、H2Cl和Cl3分子？成鍵原子電子云的重疊程度與共價(jià)鍵的穩(wěn)定性有關(guān)系嗎？如：HCl共價(jià)鍵的方向性共價(jià)鍵的飽和性

按照共價(jià)鍵的共用電子對(duì)理論，一個(gè)原子有幾個(gè)未成對(duì)電子，便可和幾個(gè)自旋相反的電子配對(duì)成鍵，這就是共價(jià)鍵的飽和性；成鍵電子的原子“軌道”重疊越大，核間電子云密度越大，所形成的共價(jià)鍵越牢（最大重疊原理），故成鍵原子的“軌道”必須在各自密度最大的方向上重疊，這就是方向性。共價(jià)鍵的方向性決定著分子的空間構(gòu)型。因?yàn)镾軌道是球形對(duì)稱的，所以S軌道與S軌道形成的共價(jià)鍵沒(méi)有方向性。（2）方向性：是不是所有的共價(jià)鍵都具有方向性？問(wèn)題：非極性鍵——共用電子對(duì)不偏向任何原子的共價(jià)鍵，同種非金屬元素的原子形成的共價(jià)鍵。極性鍵——共用電子對(duì)發(fā)生偏向的共價(jià)鍵，不同種非金屬元素的原子形成的共價(jià)鍵。成鍵原子的電負(fù)性相差越大，鍵的極性越強(qiáng)。4.極性鍵和非極性鍵共價(jià)鍵的極性強(qiáng)弱形成共價(jià)鍵的兩原子電負(fù)性差值大的鍵的極性強(qiáng)，電負(fù)性差值小的極性弱。3、極性鍵和非極性鍵三、鍵參數(shù)1、鍵能：在101.3kpa,298K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為A-B的鍵能鍵能的大小可以定量地表示化學(xué)鍵的強(qiáng)弱程度。鍵能越大，化學(xué)鍵就越牢固。某些共價(jià)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-H436三、鍵參數(shù)2、鍵長(zhǎng)：兩個(gè)成鍵原子的原子核間的距離叫做該化學(xué)鍵的鍵長(zhǎng)。一般而言，化學(xué)鍵的鍵長(zhǎng)越短，化學(xué)鍵越強(qiáng)，化學(xué)鍵就越牢固。某些共價(jià)鍵鍵能（kJ/mol)

鍵長(zhǎng)/pm(1pm=10-12m)鍵鍵能鍵長(zhǎng)鍵鍵能鍵長(zhǎng)H-H43674C≡C812120F-F157141C－H413.4109Cl-Cl242.7198O－H462.896Br-Br193.7228N－H390.8101I-I152.7267N≡N946110C-C347.7154Si-Si

235C=C615133Si-O

162思考與交流試?yán)面I能數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，1

molH2分別跟1molCl2、1

molBr2(g)反應(yīng)，分別生成2

molHCl分子和2

molHBr分子，哪一個(gè)反應(yīng)釋放的能量更多？如何用計(jì)算結(jié)果說(shuō)明HCl分子和HBr分子哪個(gè)更容易發(fā)生熱分解反應(yīng)生成相應(yīng)的單質(zhì)？N2、O2、F2跟H2的反應(yīng)能力依次增強(qiáng)，從鍵能的角度應(yīng)如何理解這一化學(xué)事實(shí)？通過(guò)上例子，你認(rèn)為鍵長(zhǎng)、鍵能對(duì)分子的化學(xué)性質(zhì)有什么影響？生成2mo1HCl釋放能量：2×431.8kJ－(436.0kJ+242.7kJ)=184.9kJ生成2mo1HBr釋放能量：2×366kJ－(436.0kJ+193.7kJ)=102.97kJHCl釋放能量比HBr釋放能量多,因而生成的HCl更穩(wěn)定,即HBr更容易發(fā)生熱分解生成相應(yīng)的單質(zhì).2.鍵能大小是：F-H>O-H>N-H3.鍵長(zhǎng)越長(zhǎng)，鍵能越小，鍵越易斷裂，化學(xué)性質(zhì)越活潑。小結(jié)3.鍵角：兩個(gè)共價(jià)鍵之間的夾角稱為鍵角。分子的形狀有共價(jià)鍵之間的夾角決定如：三原子分子CO2的結(jié)構(gòu)式為O＝C＝O，它的鍵角為180°，是一種直線形分子；如，三原子分子H20的H—O—H鍵角為105°，是一種V形分子。多原子分子的鍵角一定，表明共價(jià)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)都與鍵角有關(guān)。課堂練習(xí)

根據(jù)H＋H→H2每生成1molH2同時(shí)放出436kJ熱量，判斷下列說(shuō)法正確的是（）

A.氫分子比氫原子穩(wěn)定

B.氫分子跟氫原子一樣穩(wěn)定

C.氫原子比氫分子能量高

D.氫原子比氫分子穩(wěn)定

A、C課堂練習(xí)

分析下列化學(xué)式中劃有橫線的元素，選出符合①②③要求的物質(zhì)編號(hào)，填寫在橫線上。

A.NH3B.H2OC.HClD.CH4E.N2①所有的價(jià)電子都參與形成共價(jià)鍵的是

；②只有一個(gè)價(jià)電子參與形成共價(jià)鍵的是

；③最外層有未參與成鍵電子對(duì)的是

；