共價(jià)鍵原子晶體上課

共價(jià)鍵原子晶體上課第1頁(yè)/共73頁(yè)共價(jià)鍵1、定義：2、成鍵微粒：3、成鍵本質(zhì)：4、成鍵元素：5、存在范圍：6、表示方法：原子之間通過(guò)共用電子對(duì)所形成的相互作用。原子原子間通過(guò)共用電子對(duì)所產(chǎn)生的強(qiáng)烈的相互作用。一般非金屬之間部分金屬與非金屬之間非金屬單質(zhì)(H2、O2)、共價(jià)化合物(NH3、CH4

、H2O)、離子化合物(NaOH、NH4Cl)電子式、結(jié)構(gòu)式不穩(wěn)定要趨于穩(wěn)定；體系能量降低7、成鍵原因：第2頁(yè)/共73頁(yè)a、電子式：b、結(jié)構(gòu)式：共價(jià)鍵的表示方法

H-HH-ClNN

第3頁(yè)/共73頁(yè)共價(jià)鍵的形成交流與討論：兩個(gè)氫原子如何形成氫分子?（1）氫原子電子排布式：（2）基態(tài)氫原子軌道表示式：（3）原子之間形成共價(jià)鍵的原因：原子軌道填滿電子，且電子自旋相反，體系能量最低，最穩(wěn)定。第4頁(yè)/共73頁(yè)vr0V：勢(shì)能

r：核間距兩個(gè)核外電子自旋方向相反的氫原子靠近第5頁(yè)/共73頁(yè)r0vr0r0V：勢(shì)能r：核間距第6頁(yè)/共73頁(yè)r0vr0r0V：勢(shì)能

r：核間距第7頁(yè)/共73頁(yè)r0vr0r0V：勢(shì)能

r：核間距第8頁(yè)/共73頁(yè)vr0V：勢(shì)能

r：核間距

兩個(gè)核外電子自旋方向相同的氫原子靠近第9頁(yè)/共73頁(yè)氫氣分子形成過(guò)程的能量變化

相距很遠(yuǎn)的兩個(gè)核外電子自旋方向相反的氫原子相互逐漸接近,在這一過(guò)程中體系能量將先變小后變大，成鍵后能量達(dá)到最低，形成穩(wěn)定的氫氣分子。兩個(gè)自旋方向相同的電子不能配對(duì)成鍵。從核間距和成鍵電子的自旋方向來(lái)觀察能量的變化情況。第10頁(yè)/共73頁(yè)1、共價(jià)鍵的形成條件A、兩原子電負(fù)性

或

。B、一般成鍵原子有

電子，且自旋方向相反C、成鍵原子的原子軌道在空間

。一、共價(jià)鍵的形成相同之差小于1.7未成對(duì)重疊第11頁(yè)/共73頁(yè)2、共價(jià)鍵的本質(zhì)

成鍵原子相互接近時(shí)，原子軌道發(fā)生

，自旋方向

的

電子形成

，兩原子核間的電子密度

，體系的能量

。重疊相反未成對(duì)共用電子對(duì)增加降低第12頁(yè)/共73頁(yè)3、共價(jià)鍵的特征（1）具有飽和性在成鍵過(guò)程中,每種元素的原子有幾個(gè)未成對(duì)電子通常就只能形成幾個(gè)共價(jià)鍵，所以在共價(jià)分子中每個(gè)原子形成共價(jià)鍵數(shù)目是一定的。形成的共價(jià)鍵數(shù)

未成對(duì)電子數(shù)第13頁(yè)/共73頁(yè)（2）具有方向性

在形成共價(jià)鍵時(shí)，兩個(gè)參與成鍵的原子軌道總是盡可能沿著電子出現(xiàn)機(jī)會(huì)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(jī)會(huì)越多，體系的能量下降也就越多，形成的共價(jià)鍵越牢固。因此，一個(gè)原子與周圍的原子形成的共價(jià)鍵就表現(xiàn)出方向性（s軌道與s軌道重疊形成的共價(jià)鍵無(wú)方向性，例外）。第14頁(yè)/共73頁(yè)4、共價(jià)鍵的類型——σ鍵和π鍵

S軌道和p軌道形成穩(wěn)定共價(jià)鍵的幾種重疊方式第15頁(yè)/共73頁(yè)H·+H·H:H相互靠攏s—sσ鍵（1）頭碰頭重疊——σ鍵第16頁(yè)/共73頁(yè)H·+·ClHCl··············p—sσ鍵第17頁(yè)/共73頁(yè)p—p

σ鍵+Cl·+·ClCl

Cl··························第18頁(yè)/共73頁(yè)第19頁(yè)/共73頁(yè)（2）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)鍵第20頁(yè)/共73頁(yè)+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)以“肩并肩”方式重疊形成的共價(jià)鍵,叫π鍵.第21頁(yè)/共73頁(yè)σ鍵的類型π鍵的類型s—s(σ鍵)p—p

(σ鍵)s—p(σ鍵)p—p

(π鍵)p—p(π鍵)第22頁(yè)/共73頁(yè)σ鍵的常見(jiàn)類型有(1)s-s,(2)s-p,(3)p-p,請(qǐng)指出下列分子σ鍵所屬類型:A、HBrB、NH3

C、F2

D、H2課堂練習(xí)s-ps-pp-ps-s第23頁(yè)/共73頁(yè)氮分子中原子軌道重疊方式示意圖第24頁(yè)/共73頁(yè)【歸納】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牢固程度成鍵規(guī)律

“頭碰頭”“肩并肩”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)稱重疊程度較大，比較牢固重疊程度較小，較易斷裂共價(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。共價(jià)三鍵由一個(gè)σ鍵和兩個(gè)π鍵組成。第25頁(yè)/共73頁(yè)乙烷：

個(gè)σ鍵乙烯：

個(gè)σ鍵

個(gè)π鍵乙炔：

個(gè)σ鍵

個(gè)π鍵75132第26頁(yè)/共73頁(yè)乙烯分子中軌道重疊方式示意圖第27頁(yè)/共73頁(yè)乙炔分子中軌道重疊方式示意圖第28頁(yè)/共73頁(yè)問(wèn)題探究

請(qǐng)寫(xiě)出乙烯、乙炔與溴發(fā)生加成反應(yīng)的反應(yīng)方程式。并思考：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(jià)鍵？π鍵的重疊程度小于σ鍵，所以π鍵不如σ鍵穩(wěn)定。第29頁(yè)/共73頁(yè)有機(jī)物中的共價(jià)鍵1、C–H是σ鍵。2、C—C是σ鍵。3、C=C一個(gè)σ鍵，一個(gè)π鍵。4、C≡Ｃ一個(gè)σ鍵，兩個(gè)π鍵。乙烯、乙炔分子中C-Cσ鍵比較穩(wěn)定不容易斷裂，π鍵比較容易斷裂。第30頁(yè)/共73頁(yè)拓展視野第31頁(yè)/共73頁(yè)拓展視野苯分子中的共價(jià)鍵請(qǐng)大家看課本P46~P47的相應(yīng)內(nèi)容。第32頁(yè)/共73頁(yè)相同

不發(fā)生相同不同

發(fā)生不同按鍵的極性分：極性鍵與非極性鍵1、非極性鍵：

兩個(gè)成鍵原子吸引電子的能力

（電負(fù)性

），共用電子對(duì)

偏移的共價(jià)鍵2、極性鍵：

兩個(gè)成鍵原子吸引電子的能力

（電負(fù)性

），共用電子對(duì)

偏移的共價(jià)鍵一般情況下，兩個(gè)成鍵原子間的電負(fù)性差值越大，形成的共價(jià)鍵的極性越強(qiáng)第33頁(yè)/共73頁(yè)第34頁(yè)/共73頁(yè)第35頁(yè)/共73頁(yè)練習(xí)：1、指出Cl2、HCl、CO、N2、H2O、H2等分子中存在的共價(jià)鍵，并說(shuō)明哪些是極性鍵，哪些是非極性鍵。2、根據(jù)電負(fù)性大小，將C-H、N-H、O-H和F-H鍵按極性由強(qiáng)到弱的順序排列。第36頁(yè)/共73頁(yè)交流與討論1、極性鍵：

非極性鍵：HClCOH2OCl2N2H22、鍵的極性由強(qiáng)到弱的順序：F—HO–HN—HC—H第37頁(yè)/共73頁(yè)問(wèn)題探究三：配位鍵

在水溶液中，NH3能與H+結(jié)合生成ＮＨ４＋請(qǐng)用電子式表示Ｎ和Ｈ形成ＮＨ３的過(guò)程并討論ＮＨ３和Ｈ＋是如何形成ＮＨ4+的？第38頁(yè)/共73頁(yè)

寫(xiě)出氨與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式和離子方程式。

﹕HN

﹕﹕

﹕H

HH－N

→HH

H

氮原子有孤對(duì)電子，氫離子有空軌道。

NH3+HCl=NH4Cl

NH3+H+=NH4+

氨分子中各原子均達(dá)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，為什么還能與氫離子結(jié)合？H+＋→

﹕HNH

﹕﹕

﹕H

H＋＋或

共用電子對(duì)全部由氮原子提供。第39頁(yè)/共73頁(yè)

配位鍵銨根離子與水合氫離子等是通過(guò)配位鍵形成的。

﹕HO

﹕﹕

﹕H＋H+→

﹕HOH

﹕﹕

﹕H＋

由一個(gè)原子提供一對(duì)電子與另一個(gè)接受電子對(duì)的原子形成共價(jià)鍵，這樣的共價(jià)鍵稱為配位鍵。第40頁(yè)/共73頁(yè)

﹕HN

﹕﹕

﹕H

HH－N→HH

H

在銨根離子中，四個(gè)N－H鍵的鍵長(zhǎng)、鍵能、鍵角均相等，表現(xiàn)的化學(xué)性質(zhì)也完全相同。所以銨根離子通常用下式表示：H+＋→

﹕HNH

﹕﹕

﹕H

H＋或H－N－HH

H＋＋第41頁(yè)/共73頁(yè)1、關(guān)于乙醇分子的說(shuō)法正確的是（）A、分子中共含有8個(gè)極性鍵B、分子中不含非極性鍵C、分子中只含σ鍵D、分子中含有1個(gè)π鍵C課堂練習(xí)第42頁(yè)/共73頁(yè)課堂練習(xí)2、下列分子中含有非極性鍵的共價(jià)化合物是（）A、F2B、C2H2C、Na2O2D、NH3B第43頁(yè)/共73頁(yè)三、共價(jià)鍵的鍵能與化學(xué)反應(yīng)熱2、共價(jià)鍵的鍵能用來(lái)衡量共價(jià)鍵牢固程度，共價(jià)鍵鍵能越大表示該共價(jià)鍵越牢固，即越不容易被破壞。1、共價(jià)鍵的鍵能：在101kPa、298K條件下，1mol氣態(tài)AB分子生成氣態(tài)A原子和氣態(tài)B原子的過(guò)程所吸收的能量，稱為AB間共價(jià)鍵的鍵能。第44頁(yè)/共73頁(yè)3、鍵長(zhǎng)：成鍵兩原子間的平均間距。第45頁(yè)/共73頁(yè)4、共價(jià)鍵鍵能與鍵長(zhǎng)的關(guān)系：請(qǐng)認(rèn)真分析P49表3-5。結(jié)論：鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，共價(jià)鍵越穩(wěn)定。第46頁(yè)/共73頁(yè)第47頁(yè)/共73頁(yè)（二）、鍵能與反應(yīng)過(guò)程中能量變化的關(guān)系P49問(wèn)題解決核心問(wèn)題是如何利用鍵能來(lái)計(jì)算反應(yīng)過(guò)程中的能量變化。第48頁(yè)/共73頁(yè)

已知：H—H：鍵能為436kJ/mol,Cl—Cl鍵能為243kJ/mol,H—Cl鍵能為431kJ/mol。通過(guò)計(jì)算確定反應(yīng)：H2（g）+Cl2(g)=2HCl(g)的反應(yīng)熱。

拆開(kāi)化學(xué)鍵要消耗能量，形成化學(xué)鍵會(huì)放出能量?；瘜W(xué)反應(yīng)的過(guò)程就是拆開(kāi)反應(yīng)物的化學(xué)鍵，形成生成物的化學(xué)鍵的過(guò)程。如果反應(yīng)物的鍵能總和<生成物的鍵能總和，則此反應(yīng)為放熱反應(yīng)；反之，反應(yīng)物的鍵能總和>生成物的鍵能總和，則為吸熱反應(yīng)?！窘忸}回顧】第49頁(yè)/共73頁(yè)結(jié)論：由于反應(yīng)后放出的熱量使反應(yīng)本身的能量降低，故規(guī)定△H為“－”，則由鍵能求反應(yīng)熱的公式為

△H總=△H反應(yīng)物－△H生成物△H反應(yīng)物、△H生成物分別代表反應(yīng)物、生成物鍵能總和。

反應(yīng)物和生成物的化學(xué)鍵的強(qiáng)弱決定著化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中的能量變化。

放熱反應(yīng)的△H為“－”，△H＜0；吸熱反應(yīng)的△H為“+”，△H＞0。第50頁(yè)/共73頁(yè)試?yán)帽恚场档臄?shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，1mo1H2分別跟lmolCl2、lmolBr2(蒸氣)反應(yīng)，分別形成2mo1HCl分子和2molHBr分子，哪一個(gè)反應(yīng)釋放的能量更多?如何用計(jì)算的結(jié)果說(shuō)明氯化氫分子和溴化氫分子哪個(gè)更容易發(fā)生熱分解生成相應(yīng)的單質(zhì)？思考：鍵長(zhǎng)、鍵能對(duì)分子的化學(xué)性質(zhì)有什么影響？第51頁(yè)/共73頁(yè)1、形成2mo1HCl釋放能量：2×431.8kJ－(436.0kJ+242.7kJ)=184.9kJ形成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).

解釋因此、鍵長(zhǎng)越長(zhǎng)，鍵能越小，鍵越易斷裂，化學(xué)性質(zhì)越活潑。第52頁(yè)/共73頁(yè)P(yáng)50問(wèn)題解決(2)△H=2×436kJ/mol+498kJ/mol－2×(2×463)kJ/mol=－482kJ/mol１、（1）△H=946kJ/mol+3×436kJ/mol－

2×（3×393）kJ/mol=－104kJ/mol第53頁(yè)/共73頁(yè)2、H---X的鍵能分別是：

H—F=567kj/molH—Cl=431kj/molH—Br=366kj/molH—I=298kj/mol結(jié)論：鍵能越大，分子的穩(wěn)定性越強(qiáng)。第54頁(yè)/共73頁(yè)二、原子晶體第55頁(yè)/共73頁(yè)

金剛石具有很高的熔、沸點(diǎn)和很大的硬度。你能結(jié)合金剛石晶體的結(jié)構(gòu)示意圖解釋其中的原因嗎？由于金剛石晶體中所有原子都是通過(guò)共價(jià)鍵結(jié)合的，而共價(jià)鍵的鍵能大，如C－C鍵的鍵能為348kJ·mol-1。所以金剛石晶體熔、沸點(diǎn)很高，硬度很大。第56頁(yè)/共73頁(yè)二.原子晶體相鄰

間通過(guò)

結(jié)合而成的具有

結(jié)構(gòu)的晶體2、組成微粒:3、微粒間作用力:知識(shí)回顧1、定義：共價(jià)鍵空間網(wǎng)狀原子原子共價(jià)鍵第57頁(yè)/共73頁(yè)常見(jiàn)的原子晶體某些非金屬單質(zhì)：

金剛石（C）、晶體硅(Si)、晶體硼（B）等某些非金屬化合物：

碳化硅（SiC）晶體、氮化硼（BN）晶體某些氧化物：

二氧化硅（SiO2）晶體第58頁(yè)/共73頁(yè)4、原子晶體的特點(diǎn)①、晶體中

單個(gè)分子存在；化學(xué)式只代表

。沒(méi)有原子個(gè)數(shù)之比②、熔、沸點(diǎn)

；硬度

；

溶于一般溶劑；

導(dǎo)電。很高很大難不第59頁(yè)/共73頁(yè)5、影響原子晶體熔沸點(diǎn)、硬度大小的因素：共價(jià)鍵的強(qiáng)弱鍵長(zhǎng)的大小一般形成共價(jià)鍵的兩原子半徑越小鍵長(zhǎng)越小，鍵能越

，原子晶體的熔沸點(diǎn)越

，硬度越

。大高大第60頁(yè)/共73頁(yè)正四面體金剛石的晶體結(jié)構(gòu)模型最小環(huán)為六元環(huán)在金剛石晶胞中占有的碳原子數(shù):8×1/8+6×1/2+4=8第61頁(yè)/共73頁(yè)1．在金剛石晶體中每個(gè)碳原子周圍緊鄰的碳原子有

個(gè)2．在金剛石晶體中每個(gè)碳原子形成

共價(jià)鍵3.在金剛石晶體中最小碳環(huán)由

碳原子來(lái)組成4．在金剛石晶體中碳原子個(gè)數(shù)與C－C共價(jià)鍵個(gè)數(shù)之比是

5.在金剛石晶胞中占有的碳原子數(shù)

4個(gè)1︰

26個(gè)48個(gè)小結(jié)：第62頁(yè)/共73頁(yè)180o109o28′SiO共價(jià)鍵二氧化硅的晶體結(jié)構(gòu)第63頁(yè)/共73頁(yè)SiO2晶體結(jié)構(gòu)第64頁(yè)/共73頁(yè)1.在SiO2晶體中，每個(gè)硅原子與

個(gè)氧原子結(jié)合；每個(gè)氧原子與

個(gè)硅原子結(jié)合；在SiO2晶體中硅原子與氧原子個(gè)數(shù)之比是

。2.在SiO2晶體中，每個(gè)硅原子形成

個(gè)共價(jià)鍵；每個(gè)氧原子形成

個(gè)共價(jià)鍵；3.在SiO2

晶體中，最小環(huán)為

元環(huán)。21：24421：41：2124.每個(gè)十二元環(huán)中平均含有硅原子

=6×1/12=1/2

硅原子個(gè)數(shù)與Si－O共價(jià)鍵個(gè)數(shù)之是

；氧原子個(gè)數(shù)與Si－O共價(jià)鍵個(gè)數(shù)之比是

。每個(gè)十二元環(huán)中平均含有Si－O鍵=12×1/6=2

小結(jié)：第65頁(yè)/共73頁(yè)SiO2

根據(jù)SiO2的結(jié)構(gòu)計(jì)算Si、O的原子個(gè)數(shù)比為

。

1molSiO2晶體中含有Si-O鍵的數(shù)目為_(kāi)______。4NA1:2

SiO2空間結(jié)構(gòu)中最小的環(huán)含有_______個(gè)原子。12第66頁(yè)/共73頁(yè)解釋：結(jié)構(gòu)相似的原子晶體，原子半徑越小，鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，晶體熔點(diǎn)越高金剛石＞碳化硅＞晶體硅交流與討論1、怎樣從原子結(jié)構(gòu)角度理解金