选3第二章第一节共价键

1、知识回顾：知识回顾：1 1、化学键的定义。、化学键的定义。相邻相邻的原子之间的的原子之间的强烈强烈的相互作用叫做化学键。的相互作用叫做化学键。2 2、化学键的种类。、化学键的种类。离子键：离子键：使阴、阳离子结合使阴、阳离子结合成化合物的静电作成化合物的静电作用。用。共价键：共价键：原子原子之间通过之间通过共用电子对共用电子对所形成所形成的相互作用。的相互作用。下章学习下章学习本章学习本章学习第一节第一节 共价键共价键一、共价键一、共价键1 1、共价键的本质、共价键的本质问题问题：H H2 2分子是如何形成的？怎样表示？分子是如何形成的？怎样表示？H H + + H HH HH H共用电子对共

2、用电子对1s1s1s1s+ +电子式表示电子式表示原子轨道表示原子轨道表示最简单的原子：最简单的原子：H原子原子称称HH共价键共价键电子云（原子轨道电子云（原子轨道 ）最简单的电子云：最简单的电子云：H H原子原子1s1s电子云（电子云（1s1s原子轨道原子轨道 ）电子云形状：电子云形状： 球形球形描述核外电子运动方式：描述核外电子运动方式：+ + 电子云重叠电子云重叠所以，共价键的所以，共价键的本质：本质： 电子云重叠电子云重叠 或者共用电子对或者共用电子对H H2 2分子的形成还可以表示：分子的形成还可以表示：两个原子自旋相反的单电子配对，原子轨道两个原子自旋相反的单电子配对，原子轨道（电

3、子云）重叠，核间电子云密集，系统能量（电子云）重叠，核间电子云密集，系统能量降低，形成稳定的共价键。降低，形成稳定的共价键。2 2、共价键的形成条件、共价键的形成条件电子配对原理电子配对原理 共价键的形成条件：共价键的形成条件：成键原子里要有未成对电子，成键原子里要有未成对电子，且且电子的自旋相反电子的自旋相反解释：为什么稀有气体元素不能形成双原子分子？解释：为什么稀有气体元素不能形成双原子分子？（1）饱和性）饱和性3 3、共价键的特征、共价键的特征解释：为什么氢气分子只能是解释：为什么氢气分子只能是H2，而不是，而不是H3？自旋方向相反的单电子配对成键后，就自旋方向相反的单电子配对成键后，就

4、不能再和其它原子的单电子配对。所以，每不能再和其它原子的单电子配对。所以，每个原子所能形成的共价键数目取决于该原子个原子所能形成的共价键数目取决于该原子中的单电子数目。这就是中的单电子数目。这就是共价键的饱和性共价键的饱和性。水的分子式为什么是水的分子式为什么是H2O？ HCl呢？呢？（2）方向性）方向性3 3、共价键的特征、共价键的特征无方向性无方向性S电子云电子云球形球形p电子云电子云空间有空间有3个互相垂个互相垂直的伸展方向直的伸展方向哑铃形哑铃形p p电子云与电子云与s s电子云重叠则有方向性电子云重叠则有方向性s s电子云与电子云与s s电子云的重叠电子云的重叠无方向性无方向性所以：

5、所以：成键电子的原子轨道重叠越多，两核间的成键电子的原子轨道重叠越多，两核间的电子云密度越大，形成的共价键越牢固。这称电子云密度越大，形成的共价键越牢固。这称为原子轨道为原子轨道最大重叠原理最大重叠原理。因此，原子间总是。因此，原子间总是尽可能地沿着尽可能地沿着原子轨道重叠最大的方向原子轨道重叠最大的方向成键。成键。（2）方向性）方向性原子轨道中，除原子轨道中，除s轨道呈球形对称无方向轨道呈球形对称无方向性外，性外，p、d等轨道都有一定的空间取向，在等轨道都有一定的空间取向，在成键时，它们只有沿电子云的伸展方向靠近成键时，它们只有沿电子云的伸展方向靠近才能实现原子轨道间最大程度的重叠。所以才能

6、实现原子轨道间最大程度的重叠。所以共价键具有方向性共价键具有方向性。 共价键的方向性共价键的方向性可以用来解释可以用来解释分子的空分子的空间结构间结构。一、共价键一、共价键1 1、共价键的本质、共价键的本质 电子云重叠或者共用电子对电子云重叠或者共用电子对2 2、共价键的形成条件、共价键的形成条件成键原子里要有未成对电子，成键原子里要有未成对电子，且且电子的电子的自旋相反自旋相反（1）饱和性）饱和性3 3、共价键的特征、共价键的特征（2）方向性）方向性小小 结结 键：键：原子轨道沿键轴（成键核间连线）方向，原子轨道沿键轴（成键核间连线）方向，以以“头碰头头碰头” 方式进行重叠所形成的共价键方式

7、进行重叠所形成的共价键称称键键。如。如s-s、s-p 和和p-p 等等键键（1）键和键和键键4 4、共价键的类型、共价键的类型HHs-s、s-p 、p-p 键键示意图示意图 键：键：两个原子轨道以平行（又称两个原子轨道以平行（又称“肩并肩并肩肩”） 方式重叠方式进行重叠所形成的共价键方式重叠方式进行重叠所形成的共价键称称 键键。原子重叠的部分分别位于两原子核构。原子重叠的部分分别位于两原子核构成平面的两侧，如果以它们之间包含原子核的成平面的两侧，如果以它们之间包含原子核的平面为镜面，它们互为镜像，称为平面为镜面，它们互为镜像，称为镜像对称镜像对称 以上原子轨道相互重以上原子轨道相互重叠形成的叠

8、形成的键和键和键键 ，总称总称价键轨道价键轨道NNxyz: NN : N2价键结构式价键结构式分子结构式分子结构式 NN化学键示意图化学键示意图1.N1.N2 2分子形成分子形成科学探究科学探究N2中中1个个p-p键键和和2个个p-p键键的形成过程的形成过程科学探究科学探究N NN N共价键的特点共价键的特点1 1、共价键结合力的本质是电性的、共价键结合力的本质是电性的，但不能认为，但不能认为纯粹是静电作用力。纯粹是静电作用力。因为共价键的形成是核对共用电子对的吸引因为共价键的形成是核对共用电子对的吸引力，而不是正负离子间的库仑作用力。力，而不是正负离子间的库仑作用力。2 2、共价键的形成是由

9、于原子轨道的重叠，两核、共价键的形成是由于原子轨道的重叠，两核间的电子云密度增大。间的电子云密度增大。3 3、共价键具有饱和性。、共价键具有饱和性。有多少个未成对电子的原子最多就可以与多有多少个未成对电子的原子最多就可以与多少个自旋方向相反的未成对电子配对成键。少个自旋方向相反的未成对电子配对成键。4 4、共价键具有方向性。、共价键具有方向性。轨道在成键时，沿着能够达到最大重叠的方向轨道在成键时，沿着能够达到最大重叠的方向重叠。重叠。在下列分子中，在下列分子中，HF，Br2，H2O，N2，CO2，H2，H2O2，HCN分子中只有分子中只有键的是键的是 ，分子中含有，分子中含有键的是键的是 ，分

10、子中所有原子都满足，分子中所有原子都满足最外层为最外层为8个电子结构的是个电子结构的是 ，分子中，分子中含有由两个原子的含有由两个原子的s轨道重叠形成的轨道重叠形成的键的键的是是 ，分子中含有由一个原子的，分子中含有由一个原子的s轨道轨道与另一个原子的与另一个原子的p轨道重叠形成的轨道重叠形成的键的键的是是 ，分子中含有由一个原子的，分子中含有由一个原子的p轨轨道与另一个原子的道与另一个原子的p轨道重叠形成的轨道重叠形成的键的键的是是 。 二、键参数二、键参数键能、键长、键角键能、键长、键角1 1、键能：、键能：气态基态原子形成气态基态原子形成1mol化学键时所释放化学键时所释放的最低能量。的

11、最低能量。基态化学键解离成气态基态原子所需要的能量基态化学键解离成气态基态原子所需要的能量也叫键能。也叫键能。单位：单位：KJ/mol对双原子分子，键能就是键解离能。可用于比对双原子分子，键能就是键解离能。可用于比较键的强度。较键的强度。键能越大，化学键越稳定牢固，越不易被打断，键能越大，化学键越稳定牢固，越不易被打断，则所形成的分子也越稳定。则所形成的分子也越稳定。多原子分子，断开其中一个键并不多原子分子，断开其中一个键并不得到气态自由原子，如得到气态自由原子，如H2O，断开第一，断开第一个键得到的是个键得到的是H和和OH，断开第一个，断开第一个HO键和断开第二个键和断开第二个HO键，能量不

12、相等。键，能量不相等。同是同是CC单键，在不同化学环境下，单键，在不同化学环境下，如在如在CCC、CC=C和和CCC中，中，邻键不同，键能也不相同。邻键不同，键能也不相同。对于多原子对于多原子分子，分子，键能是一种统计平均值键能是一种统计平均值。 二、键参数二、键参数1 1、键能：气态基态原子形成、键能：气态基态原子形成1mol1mol化学键释化学键释放的最低能量。通常取正值。放的最低能量。通常取正值。总结键能数据：总结键能数据：键能越大，化学键越稳定牢固，越不易被打断，键能越大，化学键越稳定牢固，越不易被打断，则所形成的分子也越稳定。则所形成的分子也越稳定。1、双原子单键、双原子单键H2最稳

13、定，最稳定，F2反常反常2、XX XX XX，不是倍数关系，不是倍数关系XX型：型：HX型：型： HF HCl HBr HI解释：为什么卤化氢的稳定性从上到下减弱？解释：为什么卤化氢的稳定性从上到下减弱？3、第二周期元素的、第二周期元素的XH键能：键能： FH OH CH NH 1 1、键能的大小体现共价键的强弱。、键能的大小体现共价键的强弱。2 2、单键、双键、叁键、单键、双键、叁键( (如如C-CC-C、C=CC=C、CC)CC)对比，对比，键能越来越大。键能越来越大。3 3、同主族元素的同类键、同主族元素的同类键(H-F(H-F、H-ClH-Cl、H-BrH-Br、H-I) H-I) 的

14、键能从上到下减小。的键能从上到下减小。4 4、但、但F-FF-F键能反常，比键能反常，比Cl-ClCl-Cl甚至甚至Br-BrBr-Br的键能还的键能还小。由于氟原子过小，一个原子的电子与另一小。由于氟原子过小，一个原子的电子与另一原子的电子互相排斥。原子的电子互相排斥。5 5、可用于反应热的计算：、可用于反应热的计算： H=H=反应物键能总和反应物键能总和- -生成物键能总和生成物键能总和键能小结键能小结 分子内成键两原子的核间距称为键长。分子内成键两原子的核间距称为键长。原原子在不断振动，子在不断振动，键长是指处于平衡点的核间距。键长是指处于平衡点的核间距。键长与原子大小、核电荷以及化学键

15、的性质键长与原子大小、核电荷以及化学键的性质( (单单键、双键、三键）等因素有关。键、双键、三键）等因素有关。2、 键长键长资料卡片：资料卡片： 共价半径：共价半径： 相同原子的共价键的键长的一半称为共价半相同原子的共价键的键长的一半称为共价半径。用同核共价键之半可以求出许多原子的共价径。用同核共价键之半可以求出许多原子的共价半径。主族元素共价半径显示很好的周期性半径。主族元素共价半径显示很好的周期性从上到下半径增大，从左到右半径减小。从上到下半径增大，从左到右半径减小。共价半径：共价半径：相同原子的共价键键长的相同原子的共价键键长的一半一半称为共价半径。称为共价半径。某些共价键键长某些共价键

16、键长2 2、键长：形成共价键的两个原子之间的核距离。、键长：形成共价键的两个原子之间的核距离。键长越短，键能越大，键长越短，键能越大，共价键越稳定共价键越稳定分子分子稳定性稳定性也与也与键长键长有关：有关：一般：一般：键长越短，键能越大，共价键越牢键长越短，键能越大，共价键越牢固，所形成的分子也越稳定。固，所形成的分子也越稳定。因此：因此：键长和键能键长和键能决定分子决定分子稳定性稳定性即：即：可以通过比较成键原子半径的大小比较键可以通过比较成键原子半径的大小比较键长，从而判断键大小，进一步比较分子稳长，从而判断键大小，进一步比较分子稳定性定性金刚石中是金刚石中是CC晶体硅中是晶体硅中是SiS

17、i金刚砂中是金刚砂中是CSi熔点由高到低顺序是：熔点由高到低顺序是：金刚石金刚石金刚砂金刚砂 晶体硅晶体硅3 3、键角：在原子数超过、键角：在原子数超过2 2的分子中，两个共的分子中，两个共价键之间的夹角价键之间的夹角多原子分子的键角一定多原子分子的键角一定, ,表明共价键的方向性表明共价键的方向性键角与键长决定分子结构键角与键长决定分子结构共价键共价键本质：本质：原子之间形成共用电子对（或电子云重叠）原子之间形成共用电子对（或电子云重叠）特征：特征：具有饱和性和方向性具有饱和性和方向性成键方式成键方式 键键特征特征电子云呈轴对称（如电子云呈轴对称（如s-ss-s键，键，s-ps-p键，键，p

18、-pp-p键）键）”头碰头头碰头” 键键特征特征电子云呈镜面对称电子云呈镜面对称（如（如p-pp-p 键键）”肩并肩肩并肩”规律规律共价单键共价单键 键键共价双键共价双键 1 1个个键，键，1 1个个键键共价三键共价三键 1 1个个键，键，2 2个个键键键参数键参数键能：键能越大，共价键越稳定键能：键能越大，共价键越稳定键长：键长越短，共价键越稳定键长：键长越短，共价键越稳定键角：描述分子空间结构的重要参数键角：描述分子空间结构的重要参数衡量共价键衡量共价键的稳定性的稳定性1 1、试利用表、试利用表2l2l的数据进行计算，的数据进行计算，1 mo1 1 mo1 HH2 2分别跟分别跟lmolC

19、llmolCl2 2、lmolBrlmolBr2 2( (蒸气蒸气) )反应，分反应，分别形成别形成2mo1HCl2mo1HCl分子和分子和2molHBr2molHBr分子，哪分子，哪一个反应释放的能量更多一个反应释放的能量更多? ?如何用计算的结果说如何用计算的结果说明氯化氢分子和溴化氢分子哪个更容易发生热明氯化氢分子和溴化氢分子哪个更容易发生热分解生成相应的单质？分解生成相应的单质？2 2NN2 2、0 02 2、F F2 2跟跟HH2 2的反应能力依次增强，的反应能力依次增强，从键能的角度应如何理解这一化学事实从键能的角度应如何理解这一化学事实? ?3 3通过上述例子，你认为键长、键能对

20、分子通过上述例子，你认为键长、键能对分子的化学性质有什么影响？的化学性质有什么影响？思考与交流思考与交流 CO分子和分子和N2分子的某些性质分子的某些性质 原子总数相同、价电子总数相同的分原子总数相同、价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征，它们的许多子具有相似的化学键特征，它们的许多性质是相近的性质是相近的 19191919年，年，langmuirlangmuir提出等电子原理：原子相提出等电子原理：原子相同、最外层电子总数相同的分子，互称为等同、最外层电子总数相同的分子，互称为等电子体。等电子体的结构相似、物理性质相电子体。等电子体的结构相似、物理性质相近。根据上述原理，仅由第二周期元素

21、组成近。根据上述原理，仅由第二周期元素组成的共价分子中，互为等电子体的是：的共价分子中，互为等电子体的是： 和和；和和；（2 2）此后，等电子原理又有发展。例如：短）此后，等电子原理又有发展。例如：短周期元素组成的物质中，与周期元素组成的物质中，与NONO2 2互为等电子互为等电子体的分子有体的分子有、。NN2 2COCOCOCO2 2NN2 2OOOO3 3SOSO2 2反馈练习反馈练习1 1、能够用键能的大小作为主要依据来、能够用键能的大小作为主要依据来解释的是（解释的是（ ）A A、稀有气体一般难以发生化学反应、稀有气体一般难以发生化学反应B B、氮气的化学性质比氧气稳定、氮气的化学性质

22、比氧气稳定C C、二氧化碳是一种直线型分子、二氧化碳是一种直线型分子D D、硝酸是挥发性酸，而硫酸是不挥发、硝酸是挥发性酸，而硫酸是不挥发性酸性酸B B2 2、能说明、能说明BFBF3 3分子中的分子中的4 4个原子处于同个原子处于同一平面的理由是（一平面的理由是（ ）A A、3 3个个B BF F键的键能相同键的键能相同B B、3 3个个B BF F键的键长相同键的键长相同C C、3 3个个B BF F键的键角均为键的键角均为120120D D、3 3个个B BF F键均为键均为键键C C3、下列各说法中正确的是、下列各说法中正确的是 （ ）A分子中键能越高，键长越大，则分子越稳定分子中键能

23、越高，键长越大，则分子越稳定B元素周期表中的元素周期表中的A族（除族（除H外）和外）和A族元族元素的原子间可能形成共价键素的原子间可能形成共价键C水分子可表示为水分子可表示为HOH，分子中键角为，分子中键角为180DHO键键能为键键能为463KJ/mol，即，即18克克H2O分解分解成成H2和和O2时，消耗能量为时，消耗能量为2463KJB B4 4、下列说法中正确的是、下列说法中正确的是 （ ）A A双原子分子中化学键键能越大，分子越牢固双原子分子中化学键键能越大，分子越牢固B B双原子分子中化学键键长越长，分子越牢固双原子分子中化学键键长越长，分子越牢固C C双原子分子中化学键键角越大，分子越牢固双原子分子中化学键键角越大，分子越牢固D D在同一分子中，在同一分子中，键要比键要比键的分子轨道重键的分子轨道重叠程度一样多，只是重叠的方向不同叠程度一样多，只是重叠的方向不同A A5 5、下列说法中不正确的是（、下列说法中不正确的是（ ）A A、双键、三键都有、双键、三键都有键键B B、成键原子间原子轨道重叠越多，共、