共价键 原子晶体

关于共价键原子晶体第一页，共七十三页，编辑于2023年，星期日一、共价键的形成以氢分子的形成为例：自旋方向相反的两个电子之间可以形成化学键。元素的电负性相差小于1.7。非金属元素原子之间形成的化学键就是共价键。某些金属与非金属元素原子之间形成的化学键也是共价键。通常哪些元素的原子之间能形成共价键?第二页，共七十三页，编辑于2023年，星期日氢气分子形成过程的能量变化从核间距和成键电子的自旋方向来观察能量的变化情况。第三页，共七十三页，编辑于2023年，星期日1、形成共价键的要点电子配对原理最大重叠原理两原子各自提供1个自旋方向相反的电子彼此配对。两个原子轨道重叠部分越大，两核间电子的密度越大，形成的共价键越牢固，分子越稳定。第四页，共七十三页，编辑于2023年，星期日2、共价键的本质当成键原子相互接近时,原子轨道发生重叠,自旋方向相反的未成对电子形成共用电子对,两原子核间的电子密度增加,体系的能量降低.第五页，共七十三页，编辑于2023年，星期日3、共价键的特点（1）饱和性：与离子键不同，共价键具有饱和性。这是因为只有成键原子中自旋方向相反的未成对电子才能形成共用电子对。成键过程中，每种元素的原子有几个未成对电子，通常就只能和几个自旋方向相反的电子形成共价键，所以在共价分子中，每个原子形成共价键的数目是一定的，这就是共价键的饱和性。第六页，共七十三页，编辑于2023年，星期日因为S轨道是球形对称的，所以S轨道与S轨道形成的共价键没有方向性。（2）方向性：是不是所有的共价键都具有方向性？问题：第七页，共七十三页，编辑于2023年，星期日成键原子轨道只有采用最大重叠才能形成稳定的共价键，由于p,d,f轨道在空间有不同的伸展方向，即有方向性，因此共价键有方向性。第八页，共七十三页，编辑于2023年，星期日4、用电子式表示共价键的形成过程H+例如用电子式表示共价键HCl、Cl2的形成过程Cl+第九页，共七十三页，编辑于2023年，星期日又如N2、H2O的形成过程2++

N2：H2O：请与离子化合物的形成过程的电子式进行比较第十页，共七十三页，编辑于2023年，星期日思考：含有共价键的物质是

否一定是共价分子？第十一页，共七十三页，编辑于2023年，星期日写出N2、HF、F2、乙烯、乙炔的电子式和结构式第十二页，共七十三页，编辑于2023年，星期日拓展视野共价键理论的发展路易斯价键理论现代价键理论（VB法）分子轨道理论（MO法）第十三页，共七十三页，编辑于2023年，星期日二、共价键的类型zzyyxσNNπzπy第十四页，共七十三页，编辑于2023年，星期日氮气的化学性质很不活泼，通常很难与其它物质发生化学反应。结合氮分子的电子式和结构式思考氮分子中氮原子的轨道是如何重叠形成化学键的?形成什么类型化学键？问题探究一：σ键和π键zzyyxσNNπzπy第十五页，共七十三页，编辑于2023年，星期日氮气的化学性质很不活泼，通常很难与其他物质发生化学反应。请你写出氮分子的电子式和结构式，并分析氮分子中氮原子的轨道是如何重叠形成共价键的。问题探究一：σ键和π键第十六页，共七十三页，编辑于2023年，星期日zzyyxσNNπzπy第十七页，共七十三页，编辑于2023年，星期日1.σ键：“头碰头”X++s—sX++-px—s+--+Xpx—px形成σ键的电子称为σ电子。原子轨道沿核间连线方向以“头碰头”方式重叠形成的共价键,叫σ键.第十八页，共七十三页，编辑于2023年，星期日相互靠拢s-ss-pp-p第十九页，共七十三页，编辑于2023年，星期日第二十页，共七十三页，编辑于2023年，星期日σ键的类型第二十一页，共七十三页，编辑于2023年，星期日σ键的常见类型有(1)s-s,(2)s-p,(3)p-p,请指出下列分子σ键所属类型:A、HBrB、NH3

C、F2

D、H2课堂练习s-ps-pp-ps-s第二十二页，共七十三页，编辑于2023年，星期日2.π键：“肩并肩”+I+IXZZpZ—pZ形成π键的电子称为π电子。原子轨道在核间连线两侧以“肩并肩”方式重叠形成的共价键,叫π键.第二十三页，共七十三页，编辑于2023年，星期日3、σ键和π键的比较σ键π键成键方向电子云形状牢固程度成键判断规律“头碰头”“肩并肩”轴对称镜像对称强度大，不易断裂强度较小易断裂共价单键是

键，共价双键中一个是

键，另一个是

键，共价三键中一个是

键，另两个为

键σσπσπ第二十四页，共七十三页，编辑于2023年，星期日乙烷、乙烯和乙炔分子中的共价键分别由几个σ键和几个π键组成？问题探究第二十五页，共七十三页，编辑于2023年，星期日乙烷：

个σ键乙烯：

个σ键

个π键乙炔：

个σ键

个π键75132第二十六页，共七十三页，编辑于2023年，星期日乙烯、乙炔分子中轨道重叠方式示意图第二十七页，共七十三页，编辑于2023年，星期日问题探究请写出乙烯、乙炔与溴发生加成反应的反应方程式。并思考：在乙烯、乙炔和溴发生的加成反应中，乙烯、乙炔分子断裂什么类型的共价键？π键的重叠程度小于σ键，所以π键不如σ键稳定。第二十八页，共七十三页，编辑于2023年，星期日有机物中的共价键1、C–H是σ键。2、C—C是σ键。3、C=C一个σ键，一个π键。4、C≡Ｃ一个σ键，两个π键。乙烯、乙炔分子中C-Cσ键比较稳定不容易断裂，π键比较容易断裂。第二十九页，共七十三页，编辑于2023年，星期日拓展视野第三十页，共七十三页，编辑于2023年，星期日拓展视野苯分子中的共价键请大家看课本P42~P43的相应内容。第三十一页，共七十三页，编辑于2023年，星期日问题探究二：极性键和非极性键根据氢原子和氟原子的核外电子排布，你知道F2和HF分子中形成的共价键有什么不同吗？根据元素电负性的强弱，你能判断F2和HF分子中共用电子对是否发生偏移吗？第三十二页，共七十三页，编辑于2023年，星期日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

偏移的共价键相同不发生相同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

偏移的共价键不同发生不同第三十三页，共七十三页，编辑于2023年，星期日第三十四页，共七十三页，编辑于2023年，星期日第三十五页，共七十三页，编辑于2023年，星期日3、一般情况下，同种元素的原子之间形成

共价键，不同种元素的原子之间形成

共价键。非极性极性4、在极性共价键中，成键原子吸引电子能力的差别越大，即电负性差值越大，共用电子对的偏移程度

，共价键的极性

。越大越大第三十六页，共七十三页，编辑于2023年，星期日练习：1、指出Cl2、HCl、CO、N2、H2O、H2等分子中存在的共价键，并说明哪些是极性键，哪些是非极性键。2、根据电负性大小，将C-H、N-H、O-H和F-H键按极性由强到弱的顺序排列。第三十七页，共七十三页，编辑于2023年，星期日交流与讨论1、极性键：

非极性键：HClCOH2OCl2N2H22、键的极性由强到弱的顺序：F—HO–HN—HC—H第三十八页，共七十三页，编辑于2023年，星期日问题探究三：配位键

在水溶液中，NH3能与H+结合生成ＮＨ４＋请用电子式表示Ｎ和Ｈ形成ＮＨ３的过程并讨论ＮＨ３和Ｈ＋是如何形成ＮＨ4+的？第三十九页，共七十三页，编辑于2023年，星期日写出氨与盐酸反应的化学方程式和离子方程式。

﹕HN

﹕﹕

﹕H

HH－N

→HH

H

氮原子有孤对电子，氢离子有空轨道。

NH3+HCl=NH4Cl

NH3+H+=NH4+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

共用电子对全部由氮原子提供。第四十页，共七十三页，编辑于2023年，星期日配位键铵根离子与水合氢离子等是通过配位键形成的。

﹕HO

﹕﹕

﹕H＋H+→

﹕HOH

﹕﹕

﹕H＋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，这样的共价键称为配位键。第四十一页，共七十三页，编辑于2023年，星期日

﹕HN

﹕﹕

﹕H

HH－N→HH

H

在铵根离子中，四个N－H键的键长、键能、键角均相等，表现的化学性质也完全相同。所以铵根离子通常用下式表示：H+＋→

﹕HNH

﹕﹕

﹕H

H＋或H－N－HH

H＋＋第四十二页，共七十三页，编辑于2023年，星期日1、按原子轨道的重叠方式可划分为两种键型：σ键和π键2、按共用电子对是否发生偏移可划分为非极性键和极性键。3、按提供共用电子对的方式可划分为普通共价键和配位键。小结：第四十三页，共七十三页，编辑于2023年，星期日1、关于乙醇分子的说法正确的是（）A、分子中共含有8个极性键B、分子中不含非极性键C、分子中只含σ键D、分子中含有1个π键C课堂练习第四十四页，共七十三页，编辑于2023年，星期日课堂练习2、下列分子中含有非极性键的共价化合物是（）A、F2B、C2H2C、Na2O2D、NH3B第四十五页，共七十三页，编辑于2023年，星期日3、在下列物质中:⑴Cl2⑵NaI⑶H2S⑷CO2⑸CaCl2⑹N2⑺CCl4⑻Na2O⑼NH3⑽HBr⒈含离子键的物质是：⒉含有共价键的化合物是：NaICaCl2

Na2OH2SCO2CCl4NH3HBr第四十六页，共七十三页，编辑于2023年，星期日1、非极性键：共用电子对不偏向任何原子的共价键，同种非金属元素的原子形成的共价键。2、极性键：共用电子对发生偏向的共价键，不同种非金属元素的原子形成的共价键。成键原子的电负型相差越大，键的极性越强。3、配位键：由一个原子提供一对电子与另一个接受电子的原子形成共价键。[归纳、小结]第四十七页，共七十三页，编辑于2023年，星期日三、共价键的键能与化学反应热2、共价键的键能用来衡量共价键牢固程度，共价键键能越大表示该共价键越牢固，即越不容易被破坏。1、共价键的键能：在101kPa、298K条件下，1mol气态AB分子生成气态A原子和气态B原子的过程所吸收的能量，称为AB间共价键的键能。第四十八页，共七十三页，编辑于2023年，星期日3、键长：成键两原子间的平均间距。第四十九页，共七十三页，编辑于2023年，星期日4、共价键键能与键长的关系：请认真分析P45表3-5。结论：键长越短，键能越大，共价键越稳定。第五十页，共七十三页，编辑于2023年，星期日第五十一页，共七十三页，编辑于2023年，星期日（二）、键能与反应过程中能量变化的关系P45问题解决核心问题是如何利用键能来计算反应过程中的能量变化。第五十二页，共七十三页，编辑于2023年，星期日已知：H—H：键能为436kJ/mol,Cl—Cl键能为243kJ/mol,H—Cl键能为431kJ/mol。通过计算确定反应：H2（g）+Cl2(g)=2HCl(g)的反应热。

拆开化学键要消耗能量，形成化学键会放出能量。化学反应的过程就是拆开反应物的化学键，形成生成物的化学键的过程。如果反应物的键能总和<生成物的键能总和，则此反应为放热反应；反之，反应物的键能总和>生成物的键能总和，则为吸热反应。【解题回顾】第五十三页，共七十三页，编辑于2023年，星期日结论：由于反应后放出的热量使反应本身的能量降低，故规定△H为“－”，则由键能求反应热的公式为

△H总=△H反应物－△H生成物△H反应物、△H生成物分别代表反应物、生成物键能总和。反应物和生成物的化学键的强弱决定着化学反应过程中的能量变化。

放热反应的△H为“－”，△H＜0；吸热反应的△H为“+”，△H＞0。第五十四页，共七十三页，编辑于2023年，星期日试利用表３—５的数据进行计算，1mo1H2分别跟lmolCl2、lmolBr2(蒸气)反应，分别形成2mo1HCl分子和2molHBr分子，哪一个反应释放的能量更多?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分解生成相应的单质？思考：键长、键能对分子的化学性质有什么影响？第五十五页，共七十三页，编辑于2023年，星期日1、形成2mo1HCl释放能量：2×431.8kJ－(436.0kJ+242.7kJ)=184.9kJ形成2mo1HBr释放能量：2×366kJ－(436.0kJ+193.7kJ)=102.97kJHCl释放能量比HBr释放能量多,因而生成的HCl更稳定,即HBr更容易发生热分解生成相应的单质.解释因此、键长越长，键能越小，键越易断裂，化学性质越活泼。第五十六页，共七十三页，编辑于2023年，星期日P46问题解决(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第五十七页，共七十三页，编辑于2023年，星期日2、H---X的键能分别是：H—F=567kj/molH—Cl=431kj/molH—Br=366kj/molH—I=298kj/mol结论：键能越大，分子的稳定性越强。第五十八页，共七十三页，编辑于2023年，星期日四、原子晶体1、什么叫原子晶体？晶体中所有原子都是通过共价键结合的空间网状结构。2、原子晶体的特点？由于共价键键能大，所以原子晶体一般具有很高的熔、沸点和很大的硬度，一般不溶于溶剂。（晶体中无单个分子存在）3、常见哪些物质属于原子晶体？金刚石、单晶硅、碳化硅（金刚砂）、二氧化硅、氮化硼（BN）等。参看P47问题解决第五十九页，共七十三页，编辑于2023年，星期日原子晶体有何物理特性？原子晶体金刚石氮化硼碳化硅氧化铝石英硅锗熔点℃3550300026002030171014151211硬度°109.59.5976.56.0某些原子晶体的熔点和硬度第六十页，共七十三页，编辑于2023年，星期日在原子晶体中，由于原子间以较强的共价键相结合，而且形成空间立体网状结构，所以原子晶体的（1）熔点和沸点很高（2）硬度很大（3）一般不导电（4）难溶于一些常见的溶剂

原子晶体的物理特性第六十一页，共七十三页，编辑于2023年，星期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）、晶体锗(Ge)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、Al2O3第六十二页，共七十三页，编辑于2023年，星期日金刚石晶体结构模型第六十三页，共七十三页，编辑于2023年，星期日金刚石的晶体结构第六十四页，共七十三页，编辑于2023年，星期日109º28´金刚石的晶体结构示意图共价键第六十五页，共七十三页，编辑于2023年，星期日金刚石金刚石空间网状结构键角109°28’空间六元环（所含原子不共面）晶体硅碳化硅第六十六页，共七十三页，编辑于2023年，星期日180º109º28´SiO二氧化硅的晶体结构示意图共价键第六十七页，共七十三页，编辑于2023年，星期日SiO2晶体结构第六十