化学键课件(上课用)

化学键化学键是原子之间相互作用形成的一种强烈的吸引力，使原子结合成分子或晶体。化学键是构成物质的基本单元，决定了物质的性质和反应活性。课程目标11.了解化学键的概念理解化学键的本质，掌握化学键的基本理论。22.掌握各种化学键的特征学习离子键、共价键、金属键等化学键的特点。33.运用化学键理论解释物质性质通过学习化学键，解释物质的物理性质和化学性质。化学键概述原子之间的相互作用化学键是原子之间形成稳定结构的相互作用力，决定着物质的性质。化学键类型主要的化学键类型包括离子键、共价键和金属键，以及其他次要键。化学键作用化学键决定了物质的熔点、沸点、溶解性等物理性质，以及化学反应的活性和速度。离子键离子键是一种化学键，它通过静电吸引力将带相反电荷的离子结合在一起。离子键是化学键中的一种，它在金属和非金属元素之间形成。金属元素失去电子形成带正电的阳离子，非金属元素获得电子形成带负电的阴离子，阴阳离子之间通过静电吸引力结合形成离子化合物。离子键特点静电吸引离子键由正负离子之间强烈的静电吸引力形成。吸引力很大，导致离子化合物具有较高的熔点和沸点。非方向性离子键没有特定的方向性，每个离子可以与周围多个异性离子形成键。形成的晶体结构通常具有规则的几何形状，例如NaCl晶体。离子键形成条件电负性差异两个原子之间电负性差异较大，通常大于1.7，才能形成离子键。金属与非金属形成离子键的原子通常是金属和非金属元素，金属原子倾向于失去电子，非金属原子倾向于得到电子。形成稳定结构离子键形成后，金属原子形成稳定的阳离子，非金属原子形成稳定的阴离子，从而达到稳定电子结构。离子键化合物性质高熔点离子键强，需要大量能量才能破坏高沸点离子间静电吸引力强，不易气化导电性熔融或溶于水时，离子可以自由移动，形成电流硬度离子键牢固，不易变形共价键共价键是原子间通过共用电子对形成的化学键。共价键是化学键中最常见的一种，也是最强的化学键之一。共价键特点电子共享原子间通过共享电子对形成共价键。电子对被两个原子共同吸引，使原子间产生强烈的吸引力，形成稳定的化学键。方向性共价键具有方向性，即电子对在空间的分布有一定的方向，导致分子具有特定的空间结构。饱和性每个原子都有特定的价电子数，它们可以形成一定数量的共价键，这种性质被称为饱和性。共价键形成条件1原子轨道重叠原子轨道重叠能形成共价键2能量降低形成共价键后能量降低3电子共享原子间共享电子形成共价键共价键化合物性质熔点和沸点低共价键化合物之间的分子间作用力较弱，因此通常熔点和沸点较低。溶解性差异大共价键化合物在水中溶解度差异很大，取决于其极性。易挥发由于分子间作用力弱，许多共价键化合物在常温下易挥发。导电性差共价键化合物在固态和液态时通常不导电，因为它们不含自由移动的离子。金属键金属键是一种化学键，它存在于金属单质内部。金属键形成的原因是金属原子最外层电子脱离原子核的束缚，形成自由电子。金属键特点自由电子金属键中电子不属于特定原子，在金属晶体中自由移动。强度高金属键具有很高的强度，金属具有很高的熔点和沸点。导电性强由于自由电子的存在，金属具有良好的导电性和导热性。延展性好金属原子可以相互滑动，金属具有良好的延展性和可塑性。金属键形成条件1自由电子金属原子最外层电子2金属阳离子金属原子失去电子3电子云自由电子在金属阳离子之间运动金属键形成于金属原子之间。金属原子最外层电子容易失去，形成金属阳离子。失去的电子在金属阳离子之间自由移动，形成电子云。电子云将金属阳离子结合在一起，形成金属键。金属键化合物性质高熔点和沸点金属键强度高，需要大量能量才能破坏金属键，因此金属化合物熔点和沸点较高。良好导电性金属原子外层电子可以自由移动，形成电子海，导致金属具有良好的导电性。良好导热性电子海可以有效地传递热量，因此金属具有良好的导热性。延展性金属原子可以相对自由地滑动，因此金属具有良好的延展性和可塑性，可以被拉伸或弯曲成各种形状。氢键氢键是一种特殊的分子间作用力。它比范德华力强，但比化学键弱。氢键特点弱相互作用氢键比离子键和共价键弱得多。方向性氢键的方向性明显，通常指向电负性强的原子。影响物质性质氢键对物质的熔点、沸点、溶解度等性质有显著影响。氢键形成条件1极性分子氢键只存在于极性分子之间，且必须含有氢原子。2电负性差异氢原子必须与电负性较高的原子（如氧、氮、氟）相连接，形成极性共价键。3空间取向氢原子与电负性较高的原子之间的距离必须足够近，以便形成氢键。氢键化合物性质11.熔点和沸点氢键使分子间作用力增强，提高熔点和沸点。22.溶解性氢键使极性分子更容易溶解在极性溶剂中。33.粘度和表面张力氢键增加液体粘度和表面张力。44.稳定性氢键稳定分子结构，影响化学反应速率。杂化轨道杂化轨道是原子轨道在形成化学键时，发生线性组合而形成的新轨道。原子轨道在形成分子时，为了达到能量最低，稳定性最高的原则，可能会发生混合，形成新的原子轨道，称为杂化轨道。共价键方向性键角影响共价键的方向性是由电子对之间的排斥力决定的。空间结构这种排斥力导致电子对尽可能远地分开，从而决定了分子的空间结构。分子形状共价键的方向性也决定了分子的形状，例如线性、角形、四面体形等。分子极性极性分子正负电荷中心不重合，形成偶极矩非极性分子正负电荷中心重合，无偶极矩水分子水分子是典型的极性分子二氧化碳分子二氧化碳分子是非极性分子极性键与非极性键极性键两种不同元素原子形成的共价键。由于原子电负性不同，电子对偏向电负性较强的原子一侧，形成电偶极。非极性键相同元素原子形成的共价键。原子电负性相同，电子对在两个原子核之间对称分布，无电偶极。偶极矩概念衡量分子极性大小的物理量定义正负电荷中心之间的距离与电荷量的乘积单位德拜(D)影响因素键的极性，分子空间结构偶极矩反映了分子内部电荷分布的不均匀性，是理解分子间相互作用和物质性质的重要指标。分子式与分子结构分子式用元素符号和数字表示分子组成的式子。分子结构分子中原子在空间的排列方式，包括键长、键角、原子间距离等。二者关系分子式只能反映分子中各元素的种类和原子个数，不能反映分子结构。分子结构确定方法1电子式电子式可以预测分子结构，特别是共价键化合物的结构。2价层电子对互斥理论价层电子对互斥理论是根据中心原子价层电子对之间的排斥作用来预测分子几何构型的理论。3杂化轨道理论杂化轨道理论可以解释一些共价键化合物的键角和形状。4光谱学方法红外光谱、核磁共振谱等可以用于确定分子结构。分子间作用力分子间作用力是分子之间相互作用力的总称，它比化学键弱得多，但对物质的物理性质，例如熔点、沸点、溶解度、蒸汽压等有很大的影响。分子间作用力类型11.范德华力范德华力是一种弱的、普遍存在的分子间吸引力，包括伦敦色散力、偶极-偶极力和偶极-诱导力。22.氢键氢键是一种特殊的强极性相互作用力，由一个电负性很强的原子（如氧、氮或氟）与另一个原子上的氢原子之间形成的。33.离子-偶极力离子-偶极力发生在离子与极性分子之间，离子带正电或负电，吸引极性分子中带相反电荷的部分。44.偶极-诱导力偶极-诱导力发生在极性分子与非极性分子之间，极性分子会诱导非极性分子产生瞬时偶极，从而产生吸引力。分子间作用力影响沸点和熔点分子间作用力越强，物质的沸点和熔点越高。黏度分子间作用力越强，液体的黏度越大。溶解度分子间作用力越强，物质的溶解度越