共價鍵共價晶體課件下學期高二化學蘇教版（2020）選擇性必修2

專題3微粒間作用力與物質性質第三單元共價鍵共價晶體共價鍵的形成【復習回顧】1.有下列物質：①H2O②MgCl2

③NaOH④CO2

⑤Na2O⑥金剛石(1)屬于離子化合物的是______，屬于共價化合物的是______。(2)只含有離子鍵的是______，只含有共價鍵的是_____，既含有離子鍵又含有共價鍵的是_____。(3)由分子構成的物質是______，由原子構成的物質是______。2.用電子式表示HCl的形成過程。②⑤①④⑥③②③⑤①④①④⑥吸引電子能力相近的原子之間通過共用電子對形成共價鍵。曲線a：兩個氫原子的自旋方向相反，1s軌道發(fā)生重疊。兩個氫原子的核間距達到平衡位置時，能量處于最低狀態(tài)，形成穩(wěn)定的共價鍵。曲線b：兩個氫原子的自旋方向相同，排斥作用占主導地位，不能形成氫分子?！咎骄坑懻摗績蓚€成鍵原子為什么能通過共用電子對結合在一起？共價鍵的本質：

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形成共用電子對，兩原子核間的電子云密度增加，體系的能量降低?！窘涣饔懻摗縋.651.寫出F原子的電子排布式和軌道表示式，討論F2和HF分子是如何形成的？F：1s22s22p5F2的形成：HF的形成：兩個F原子各有1個未成對的2p電子，兩個自旋方向相反的電子發(fā)生重疊，形成共用電子對。H原子有一個未成對的1s電子，F(xiàn)原子有1個未成對的2p電子，兩個自旋方向相反的電子發(fā)生重疊，形成共用電子對。2.共價鍵有沒有方向性和飽和性？(1)飽和性：成鍵原子有幾個未成對電子，通常就只能和幾個自旋方向相反的電子形成共價鍵，每個原子形成共價鍵的數(shù)目是一定的。共價鍵的特征形成的共價鍵數(shù)

=未成對電子數(shù)(2)方向性：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，原子軌道重疊越多，共價鍵越牢固。s軌道與s軌道重疊形成的共價鍵無方向性。共價鍵的類型【交流討論】P.67氮氣分子中存在氮氮三鍵，氮氮三鍵是如何形成的？px—px沿x軸方向以“頭碰頭”方式形成σ鍵；py—py、pz—pz相互平行，以“肩并肩”方式形成π鍵。根據(jù)成鍵原子的原子軌道重疊方式，將共價鍵分為σ鍵和π鍵。σ鍵：沿核間連線方向以“頭碰頭”方式重疊形成的共價鍵。π鍵：沿核間連線兩側以“肩并肩”方式重疊形成的共價鍵。【方法導引】P.67【課堂探究】P.67分別分析乙烷、乙烯、乙炔分子中碳原子與碳原子之間的共價鍵。乙烷：碳原子與碳原子之間形成1個σ鍵乙烯：碳原子與碳原子之間形成1個σ鍵和1個π鍵乙炔：碳原子與碳原子之間形成1個σ鍵和2個π鍵?！緦W以致用】P.68乙烯和溴發(fā)生加成反應時，乙烯分子雙鍵中的一個鍵斷裂，兩個碳原子各與一個溴原子結合；乙炔和足量溴發(fā)生加成反應時，乙炔分子三鍵中的兩個鍵斷裂，兩個碳原子各與兩個溴原子結合。請回答下列問題：（1）乙烯和乙炔與溴加成的產物是什么？請寫出反應的化學方程式。（2）在乙烯和乙炔分子與溴發(fā)生的加成反應中，乙烯、乙炔分子斷裂什么類型的共價鍵？結論：有機化合物中，碳原子與碳原子之間形成的σ鍵比π鍵牢固，在化學反應中，π鍵容易斷裂。共價鍵類型σ鍵π鍵原子軌道重疊方式沿核間連線方向以“頭碰頭”方式重疊沿核間連線兩側以“肩并肩”方式重疊原子軌道重疊程度大小鍵的強度較大較小成鍵規(guī)律判斷共價單鍵一定是σ鍵；雙鍵中一個是σ鍵，一個是π鍵；三鍵中一個是σ鍵，另兩個是π鍵【溫故知新】P.691.根據(jù)氫原子和氟原子的核外電子排布，F(xiàn)2和HF分子中形成的共價鍵有什么不同？2.根據(jù)元素電負性的強弱，判斷F2和HF分子中的共用電子對是否發(fā)生偏移？當原子間形成共價鍵時，若兩個成鍵原子吸引電子的能力相同，共用電子對不發(fā)生偏移，這樣的共價鍵叫做非極性共價鍵，簡稱非極性鍵；若兩個成鍵原子吸引電子的能力不同，共用電子對發(fā)生偏移，這樣的共價鍵叫做極性共價鍵，簡稱極性鍵。非極性鍵和極性鍵的比較類型形成元素共用電子對偏移原子電性非極性鍵極性鍵同種元素不同種元素兩原子電負性相同，共用電子對不偏移共用電子對偏向電負性較大的原子兩原子都不顯電性電負性較大的原子顯負電性，電負性較小的原子顯正電性①成鍵原子的吸引電子能力差別越大，共用電子對的偏移程度越大，共價鍵的極性越強。②通?？梢愿鶕?jù)元素的電負性差值判斷極性鍵的強弱。請指出下列分子中存在的共價鍵中，哪些是極性鍵，哪些是非極性鍵。

Cl2HClCON2H2OH2【學以致用】P.69比較極性鍵的強弱：C—HN—HO—HF—H[思考]極性鍵的強弱與什么因素有關？【交流討論】P.70在水溶液中，NH3能與H+結合生成NH4+，請用電子式表示N和H形成NH3的過程，討論NH3與H+

是如何形成NH4+的？N·····+3·HN·····HHH···NH3中N原子提供孤電子對與氫離子形成共價鍵。配位鍵：由一個原子提供孤電子對與另一個有空軌道可接受電子的原子形成的共價鍵。常用“→”表示配位鍵，箭頭指向接受孤電子對的原子。NH4+的結構式為:思考討論1.NH4+中4個N—H是否相同？2.H2O與H+結合形成H3O+，討論H3O+是如何形成的？NH4+中4個N—H鍵是完全相同的+H+—→小結：

極性鍵單鍵雙鍵三鍵（1）按成鍵方式分（2）按共用電子對有無偏移分（3）按兩原子間的共用電子對的數(shù)目分2．一種特殊的共價鍵--配位鍵σ鍵：頭碰頭重疊π鍵：肩并肩重疊非極性鍵1.共價鍵的類型課堂檢測1．下列元素之間易形成共價鍵的是__________①Na和Br②C和H③Ca和Cl④N和N②④2．下列關于共價鍵的說法正確的是（

）A．只有非金屬原子之間才能形成共價鍵B．只要空間允許，一個原子能與另一個原子形成多個共價鍵C．形成共價鍵時，參加成鍵的原子軌道可以沿著電子各個方向重疊D．共價鍵的本質是自旋方向相反、能量相近的未成對電子形成共用電子對D3．下列分子中，既含有σ鍵又含有π鍵的是(

)A．CH4B．HClC．CH2＝CH2D．F24．關于乙醇分子的說法正確的是(

)A．分子中共含有8個極性共價鍵B．分子中不含非極性鍵C．分子中只含σ鍵D．分子中含有一個π鍵CC共價鍵的鍵能【溫故知新】P.711.氣態(tài)原子形成1molH2要釋放出436kJ的能量；如果要使1molH2分解為2mol氣態(tài)H原子，則要_______436kJ的能量。吸收H2(g)=2H(g)ΔH=436kJ·mol-12H(g)=H2(g)ΔH=-436kJ·mol-1斷開共價鍵吸收能量，形成共價鍵放出能量。2.用熱化學方程式表示則兩個過程：①原子之間形成的共價鍵的強度可以用鍵能來描述。③原子軌道重疊的程度越大，共價鍵的鍵能越大，兩原子核間的平均間距——鍵長越短。②把在101kPa、298K條件下，1mol氣態(tài)AB分子生成氣態(tài)A原子和B原子的過程中所吸收的能量，稱為AB間共價鍵的鍵能。[重點記憶]【交流討論】根據(jù)p.71表3-4所給數(shù)據(jù)，回答以下問題：(1)比較HF、HCl、HBr、HI分子的穩(wěn)定性。(2)N2常溫下很穩(wěn)定，原因是什么？鍵能：H-F>HCl>H-Br>H-I，逐漸減小。(3)比較C-C、C=C、C≡C的鍵能，解釋乙烯、乙炔中的雙鍵和三鍵容易斷裂。N≡N的鍵能很大CH2=CH2中C=C鍵的鍵能（615kJ·mol-1）小于C2H6中C-C鍵的鍵能（348kJ·mol-1）的兩倍，CH≡CH中C≡C鍵的鍵能（812kJ·mol-1）小于C-C鍵的鍵能的3倍，也小于C-C鍵、C=C鍵的鍵能之和，表明乙烯、乙炔分子中的π鍵不如σ鍵牢固，比較容易斷裂。(4)比較H-O、H-C、H-N的鍵長，指出鍵長主要與什么因素有關？(5)C-C、C=C、C≡C的鍵長逐漸減小的原因是什么？同類型的共價鍵，成鍵原子的原子半徑越小，鍵長越短。由于原子軌道的重疊程度增大，原子之間的核間距減小，即鍵長變短。化學反應的實質是：舊的化學鍵斷裂和新的化學鍵形成。用鍵能計算反應熱?H：

?H=反應物的總鍵能-生成物的總鍵能一個化學反應是否吸熱或放熱取決于舊化學鍵斷裂所吸收的總能量與新化學鍵形成所放出的總能量的差值。[重點記憶]【學以致用】P.72根據(jù)表3-4中的數(shù)據(jù)，計算下列化學反應中的能量變化?H。（1）N2(g)+3H2(g)2NH3(g)（2）2H2(g)+O2(g)==2H2O(g)（1）?H=[E(N≡N)+3×E(H-H)]-6×E(N-H)=(946kJ·mol-1+3×436kJ·mol-1)-6×391kJ·mol-1=-92kJ·mol-1N2(g)+3H2(g)2NH3(g)?H=-92kJ·mol-1（2）?H=[2×E(H-H)+E(O=O)]-4×E(O-H)=(2×436kJ·mol-1+498kJ·mol-1)-4×463kJ·mol-1=-482kJ·mol-12H2(g)+O2(g)=2H2O(g)?H=-282kJ·mol-1共價晶體【交流討論】觀察金剛石晶體的結構示意圖，歸納金剛石晶體的結構有什么特點。

晶體中所有原子通過共價鍵結合，形成空間網(wǎng)狀結構，這樣的晶體叫做共價晶體。共價晶體一般具有很高的熔、沸點和很大的硬度。(1)某些單質，如：金剛石、晶體硅、晶體硼、晶體Ge等。(2)某些化合物，如：二氧化硅(SiO2)、金剛砂(SiC)、氮化硼(BN)、氮化鋁(AlN)、氮化硅（Si3N4）等。常見的共價晶體【課堂探究】P.74晶體硅（Si）和金剛砂（SiC）都是與金剛石相似的共價晶體，請根據(jù)表3-5中的數(shù)據(jù)，分析其熔點、硬度的大小與其結構之間的關系。

結構相似的共價晶體，共價鍵的鍵長越長，鍵能越小，晶體的熔、沸點越低，硬度越小。正四面體最小環(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【交流討論】金剛石的晶體結構模型1.金剛石晶體中每個碳原子周圍緊鄰的碳原子有多少個？

2.

金剛石晶體中碳原子個數(shù)與C－C共價鍵個數(shù)之比是多少？1：2配位數(shù)為4問題解決即1mol金剛石中含C-C鍵數(shù)目為2NA180o109o28′SiO二氧化硅的晶體結構示意圖共價鍵【交流討論】1.在SiO2晶體中，每個硅原子與

個氧原子結合；每個氧原子與

個硅原子結合；在SiO2晶體中硅原子與氧原子個數(shù)之比是

。2.在SiO2晶體中，每個硅原子形成

個共價鍵；每個氧原子形成

個共價鍵；硅原子個數(shù)與Si－O共價鍵個數(shù)之比是________,即1molSiO2晶體中含有Si-O鍵的數(shù)目為_____21:24421:4問題解決4NA課堂檢測1．下列關于共價鍵的說法正確的是（

）A．鍵能是衡量化學鍵強度的物理量B．鍵長是指形成共價鍵的兩個原子之間的間距C．兩個原子形成共價鍵時，原子軌道重疊程度越大，鍵能越大D．單鍵一般比雙鍵的鍵能更大解析：鍵能是用來衡量共價鍵強度的物理量，A錯；鍵長是指形成共價鍵的兩個原子間的平均間距，B錯；原子