共价键原子晶体

关于共价键原子晶体第一页，共四十二页，2022年，8月28日一、共价键第二页，共四十二页，2022年，8月28日共价键1、定义：2、成键微粒：3、成键本质：4、成键元素：5、存在范围：6、表示方法：原子之间通过共用电子对所形成的相互作用。原子原子间通过共用电子对所产生的强烈的相互作用。一般非金属之间部分金属与非金属之间非金属单质(H2、O2)、共价化合物(NH3、CH4、H2O)、离子化合物(NaOH、NH4Cl)电子式、结构式不稳定要趋于稳定；体系能量降低7、成键原因：第三页，共四十二页，2022年，8月28日a、电子式：b、结构式：共价键的表示方法

H-HH-ClNN

第四页，共四十二页，2022年，8月28日共价键的形成交流与讨论：两个氢原子如何形成氢分子?（1）氢原子电子排布式：（2）基态氢原子轨道表示式：（3）原子之间形成共价键的原因：原子轨道填满电子，且电子自旋相反，体系能量最底，最稳定。第五页，共四十二页，2022年，8月28日vr0V：势能

r：核间距两个核外电子自旋方向相反的氢原子靠近第六页，共四十二页，2022年，8月28日r0vr0r0V：势能r：核间距第七页，共四十二页，2022年，8月28日r0vr0r0V：势能r：核间距第八页，共四十二页，2022年，8月28日r0vr0r0V：势能r：核间距第九页，共四十二页，2022年，8月28日vr0V：势能r：核间距

两个核外电子自旋方向相同的氢原子靠近第十页，共四十二页，2022年，8月28日氢气分子形成过程的能量变化

相距很远的两个核外电子自旋方向相反的氢原子相互逐渐接近,在这一过程中体系能量将先变小后变，成键后能量达到最低，形成稳定的氢气分子。两个自旋方向相同的电子不能配对成键。从核间距和成键电子的自旋方向来观察能量的变化情况。第十一页，共四十二页，2022年，8月28日1、共价键的形成条件A、两原子电负性

或

。B、一般成键原子有

电子。且自旋方向相反C、成键原子的原子轨道在空间

。一、共价键的形成相同之差小于1.7未成对重叠第十二页，共四十二页，2022年，8月28日2、共价键的本质

成键原子相互接近时，原子轨道发生

，自旋方向

的

电子形成

，两原子核间的电子密度

，体系的能量

。重叠相反未成对共用电子对增加降低第十三页，共四十二页，2022年，8月28日3、共价键的特征（1）具有饱和性在成键过程中,每种元素的原子有几个未成对电子通常就只能形成几个共价键，所以在共价分子中每个原子形成共价键数目是一定的。形成的共价键数

未成对电子数第十四页，共四十二页，2022年，8月28日（2）具有方向性在形成共价键时，两个参与成键的原子轨道总是尽可能沿着电子出现机会最大的方向重叠成键，而且原子轨道重叠越多，电子在两核间出现的机会越多，体系的能量下降也就越多，形成的共价键越牢固。因此，一个原子与周围的原子形成的共价键就表现出方向性（s轨道与s轨道重叠形成的共价键无方向性，例外）。第十五页，共四十二页，2022年，8月28日4、共价键的类型——σ键和π键

S轨道和p轨道形成稳定共价键的几种重叠方式第十六页，共四十二页，2022年，8月28日H·+H·H:H相互靠拢s—sσ键（1）头碰头重叠——σ键第十七页，共四十二页，2022年，8月28日p—p

σ键+Cl·+·ClCl

Cl··························第十八页，共四十二页，2022年，8月28日H·+·ClHCl··············p—sσ键第十九页，共四十二页，2022年，8月28日（2）π键：原子轨道以“肩并肩”方式相互重叠导致电子在核间出现的概率增大而形成的共价键第二十页，共四十二页，2022年，8月28日σ键的类型π键的类型s—s(σ键)p—p

(σ键)s—p(σ键)p—p

(π键)p—p(π键)第二十一页，共四十二页，2022年，8月28日氮分子中原子轨道重叠方式示意图第二十二页，共四十二页，2022年，8月28日【归纳】σ键与π键的对比“头碰头”“肩并肩”沿键轴的方向与轨道对称轴相互平行的方向轴对称镜面对称重叠程度较大，比较牢固重叠程度较小，较易断裂共价单键为σ键；共价双键中有一个σ键，另一个是π键。共价三键由一个σ键和两个π键组成。第二十三页，共四十二页，2022年，8月28日乙烷：

个σ键乙烯：

个σ键

个π键乙炔：

个σ键

个π键75132第二十四页，共四十二页，2022年，8月28日相同不发生相同不同发生不同按键的极性分：极性键与非极性键1、非极性键：两个成键原子吸引电子的能力

（电负性

），共用电子对

偏移的共价键2、极性键：两个成键原子吸引电子的能力

（电负性

），共用电子对

偏移的共价键一般情况下，两个成键原子间的电负性差值越大，形成的共价键的极性越强第二十五页，共四十二页，2022年，8月28日

﹕HN

﹕﹕

﹕H

HH－N

→HH

H

氮原子有孤对电子，氢离子有空轨道。氨分子中各原子均达稳定结构，为什么还能与氢离子结合？H+＋→

﹕HNH

﹕﹕

﹕H

H＋＋或第二十六页，共四十二页，2022年，8月28日3、配位键由一个原子提供一对电子与另一个接受电子对的原子形成共价键，这样的共价键成为配位键铵根离子和水合氢离子等是通过配位键形成的。

﹕HO

﹕﹕

﹕H＋H+→

﹕HOH

﹕﹕

﹕H＋第二十七页，共四十二页，2022年，8月28日本节总结：离子键→离子化合物极性键非极性键配位键共价分子单质化合物化学键共价键成键方式键的极性σ键π键第二十八页，共四十二页，2022年，8月28日二、原子晶体第二十九页，共四十二页，2022年，8月28日金刚石具有很高的熔、沸点和很大的硬度。你能结合金刚石晶体的结构示意图解释其中的原因吗？由于金刚石晶体中所有原子都是通过共价键结合的，而共价键的键能大，如C－C键的键能为348kJ·mol-1。所以金刚石晶体熔、沸点很高，硬度很大。第三十页，共四十二页，2022年，8月28日二.原子晶体相邻

间通过

结合而成的具有

结构的晶体2、组成微粒:3、微粒间作用力:知识回顾1、定义：共价键空间网状原子原子共价键第三十一页，共四十二页，2022年，8月28日常见的原子晶体某些非金属单质：

金刚石（C）、晶体硅(Si)、晶体硼（B）等某些非金属化合物：

碳化硅（SiC）晶体、氮化硼（BN）晶体某些氧化物：

二氧化硅（SiO2）晶体第三十二页，共四十二页，2022年，8月28日4、原子晶体的特点①、晶体中

单个分子存在；化学式只代表

。没有原子个数之比②、熔、沸点

；硬度

；

溶于一般溶剂；

导电。很高很大难不第三十三页，共四十二页，2022年，8月28日5、影响原子晶体熔沸点、硬度大小的因素：共价键的强弱键长的大小一般形成共价键的两原子半径越小键长越小，键能越

，原子晶体的熔沸点越

，硬度越

。大高大第三十四页，共四十二页，2022年，8月28日正四面体金刚石的晶体结构模型最小环为六元环在金刚石晶胞中占有的碳原子数:8×1/8+6×1/2+4=8第三十五页，共四十二页，2022年，8月28日1．在金刚石晶体中每个碳原子周围紧邻的碳原子有

个2．在金刚石晶体中每个碳原子形成

共价键3.在金刚石晶体中最小碳环由

碳原子来组成4.每个碳原子可形成

个六元环,每个C-C键可以形成

个六元环。

5．在金刚石晶体中碳原子个数与C－C共价键个数之比是

６.在金刚石晶胞中占有的碳原子数

4个1︰

26个48个６12小结：第三十六页，共四十二页，2022年，8月28日180º109º28´SiO共价键二氧化硅的晶体结构第三十七页，共四十二页，2022年，8月28日1.在SiO2晶体中，每个硅原子与

个氧原子结合；每个氧原子与

个硅原子结合；在SiO2晶体中硅原子与氧原子个数之比是

。2.在SiO2晶体中，每个硅原子形成

个共价键；每个氧原子形成

个共价键；3.在SiO2

晶体中，最小环为

元环。21：24421：41：2124.每个十二元环中平均含有硅原子

=6×1/12=1/2

硅原子个数与Si－O共价键个数之是

；氧原子个数与Si－O共价键个数之比是

。每个十二元环中平均含有Si－O键=12×1/6=2

小结：第三十八页，共四十二页，2022年，8月28日石墨的晶体结构模型第三十九页，共四十二页，2022年，8月28日石墨的晶体结构石墨晶体是层状结构，在每一层内，碳原子排成六边形，每个碳原子都与其他3个碳原子以共价键结合，形成平面的网状结构。在层与层之间，是以分子间作用力相结合的。由于同一层的碳原子间以较强的共价键结合，使石墨的熔点很高。但由于层与层之间的分子间作用力较弱，容易滑动，使石墨的硬度很小。像石墨这样的晶体一般称为过