共价键(选修3)

一、化学键分子内相邻原子之间强烈的相互作用叫做化学键。二、离子键阴、阳离子之间的静电作用活泼金属活泼非金属ⅠA、ⅡA族ⅥA、ⅦA族分子间作用力，叫范德华力，不属于化学键电负性差值1.7,三.共价键1.定义：2.成键微粒：3.成键本质：4.成键原因：原子间通过共用电子对所形成的的化学键。原子共用电子对不稳定要趋于稳定；体系能量降低5.成键的条件：电负性相同或差值小的非金属原子之间且成键原子有未成对电子。6.存在范围：非金属单质共价化合物离子化合物7.影响共价键强弱的主要因素键长（成键原子的核间距）一般键长越，键能越，共价键越，分子就越。小大牢固稳定【思考】通常哪类元素的原子之间易形成共价键呢？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。【练习】用电子式表示NaCl、H2分子、HCl分子的形成过程。H·+·ClHCl··············【讨论】两个H原子为什么一定要形成H2分子？本质是什么？H2的形成1s1sr0两个核外电子自旋方向相反的氢原子靠近能量（核间距）r0r0r0（核间距）能量r0能量r0r0（核间距）r0r0r0能量（核间距）r0两个核外电子自旋方向相同的氢原子靠近（核间距）能量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大↑↓1S1SHHs-s轨道重叠★根据H2分子的形成过程，F2、HCl分子又是怎么形成的呢？F2的形成过程F1s22s22p52p↑↑↑↑↑2p↑↑↑↑↑p-p轨道重叠↑1S2p↑↑↑↑↑H1s1Cl1s22s22p63s22p5s-p轨道重叠（1）有自旋方向相反的未成对电子（2）原子轨道要实现最大限度的重叠②从原子结构分析成键条件：为什么稀有气体原子不易形成共价键?问题思考归纳3、形成共价键应遵循的原则：(1)电子配对原理(2)最大重叠原理两原子各自提供1个的电子彼此配对。自旋方向相反两个原子轨道重叠部分越，形成的共价键越，分子越。大牢固稳定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。2、共价键的本质重叠相反未成对共用电子对增加降低★写出H2O分子的电子式、结构式。★H2O分子的结构是折线型，为什么？共价键具有方向性OH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.★为什么水分子的分子式不是HO、HO2、H3O？共价键具有饱和性未成对电子数=形成的共价键数OH共价键的特征按照共价键的共用电子对理论，一个原子有几个，便可和几个配对成键，这就共价键的“饱和性”。H原子、Cl原子都只有，因而只能形成H2、HCl、Cl2分子，不能形成H3、H2Cl、Cl3分子。具有饱和性形成的共价键数未成对电子数未成对电子自旋相反的电子一个未成对电子共价键具有方向性（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。）共价键具有饱和性（形成的共价键数=未成对电子数）共价键的特性zzyyxσNNπzπy氮分子中原子轨道重叠方式如何？科学探究【观察·发现】NNp-p轨道重叠“头碰头”重叠“肩并肩”重叠头碰头重叠肩并肩重叠键键共价键的类型重叠方式不同肩并肩重叠头碰头重叠（1）头碰头重叠——σ键相互靠拢H·+H·H:Hs轨道—s轨道S轨道和p轨道形成稳定共价键的几种重叠方式1.σ键和π键（1）σ键：X++s—s++++++++原子轨道以“头碰头”方式互相重叠导致电子在两核间出现的机会增大而形成的共价键+-Xpx—px+-+-+-+-+-形成σ键的电子称为σ电子px—px+Cl·+·ClClCl··························X++-px—s+-++-+例：H2+Cl2=2HClH·+·ClHCl··············px—s1.σ键的常见类型有(1)s-s,(2)s-px,(3)px-px，请指出下列分子σ键所属类型:A.HFB.NH3C.F2D.H2s-pxs-pxpx-pxs-s（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+|XpZ—pZ+|+|+|+|+|+|+|ZZσ键的类型π键的类型s—s(σ键)px—px(σ键)s—px(σ键)pz—pz(π键)py—py(π键)zzyyx氮气分子中原子轨道重叠方式是怎样的？N原子的未成对有3个，都为2p电子N2中p-pσ键和p-pπ键的形成过程小结3、稳定性:2、单键：双键：三键：一个是σ键，另一个是π键一个是σ键，另两个为π键。σ键π键1、s电子：一定形成σ键p电子：形成σ键或π键两成键原子间只能形成一个σ键，其余均为π键一般：一定为σ键小结：σ键与π键的比较σ键π键重叠方式与单键、双键、三键的关系牢固程度“头碰头”重叠肩并肩重叠单键是σ键，双键、三键中只有一个是σ键单键不可能是π键，双键中有一个、三键中有两个是π键重叠程度较大，比较牢固重叠程度较小，较易断裂教科书P42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？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。乙烷：个σ键；乙烯：个σ键个π键；乙炔：个σ键个π键75132请指出乙烷、乙烯、乙炔分子中存在哪些类型的共价键，分别有几个σ键，几个π键？苯分子中的大π键73在下列分子中，①HF，②Br2，③H2O，④N2，⑤CO2，⑥H2，⑦H2O2，⑧HCN分子中只有σ键的是，分子中含有π键的是，分子中所有原子都满足最外层为8个电子结构的是______________①②③⑥⑦④⑤⑧②④⑤教科书P431.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？2.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便移吗？2.极性键和非极性键什么是非极性键？什么是极性键？极性键的强弱与共用电子对地偏向程度的关系是什么？(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氯氯键非极性键氢氯键极性键(3)一般有A-A:形成共价键，A-B: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的差别越大，共用电子对的偏移程度，共价键的极性。越大越大练习1.下列分子中含有非极性键的共价化合物是（）A.F2B.C2H2C.Na2O2D.NH3E.C2H6F.H2O2G.CO2B.E.F2.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C3.下列分子中不含有π键的是()A.Na2O2B.CaC2C.F2D.C6H6E.氯乙烯练习A.C4.下列物质分子中无π键的是（）A.N2B.O2C.Cl2D.C2H4C5.H2S分子中两个共价键的夹角接近90°，其原因是（）A.共价键的饱和性B.s原子电子排布C.共价键的方向性D.s原子中p轨道的形状CD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教科书P44氨分子中，氮原子和氢原子通过什么键结合？极性共价键写出氨分子的电子式和结构式。﹕HN﹕﹕﹕HHH﹣NHH写出氨与盐酸反应的化学方程式和离子方程式。NH3+HCl=NH4ClNH3+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？﹕HN﹕﹕﹕HHH+氮原子有孤对电子，氢离子有空轨道。＋→﹕HNH﹕﹕﹕HH＋或H－N→HHH＋共用电子对全部由氮原子提供。配位键由一个原子提供孤对电子，另一个原子提供空轨道形成的共价键称配位键。氨根离子与水合氢离子等是通过配位键形成的。H﹕﹕HO﹕﹕＋H+＋H﹕﹕HO﹕﹕H配位键用“→”表示，箭头指向接受孤对电子的原子。如：H[HNH]+H铵根离子中的四个氮氢键完全一样(键长、键能相同)小结：极性键单键双键三键（1）按成键方式分（2）按共用电子对有无偏移分（3）按两原子间的共用电子对的数目分2．一种特殊的共价键--配位键σ键：头碰头重叠π键：肩并肩重叠非极性键（1）定义：1.共价键的类型（3）配位键的存在（2）配位键的成键条件非极性键、极性键与配位键的比较共价键键型特点形成条件示例非极性键极性键配位键共用电子对不发生偏移共用电子对偏向一方原子共用电子对由一方提供相同非金属元素原子的电子配对成键不同非金属元素原子的电子配对成键一方原子有孤电子对，另一方原子有价层空轨道H2HClNH4+已知水电离成为氢氧根离子和水合氢离子，试写出阳离子的结构。H[HO]+H练习二、键参数—键能、键长和键角键能：气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量。键能越大，化学键越稳定。破坏1mol化学键形成气态基态原子所需的最低能量。应用：计算化学反应的反应热。∆H=反应物键能总和-生成物键能总和某些共价键键能/kJ·mol-1键键能键键能F-F157N－O176Cl-Cl242.7N＝O607Br-Br193.7O－O142I-I152.7O＝O497.3C-C347.7C－H413.4C=C615O－H462.8C≡C812N－H390.8C－O351H-F568C＝O745H-Cl431.8N－N193H-Br366N＝N418H-I298.7N≡N946H-H436表2-1[问题](1)键能是共价键强度的一种标度，键能的大小与键的强度有什么关系?(2)键能与化学反应的能量变化有什么联系?怎样利用键能的数据计算反应的热效应?规律:键能越大,化学键越牢固,由该键形成的分子越稳定。练习:由下表的数据判断,下列分子的稳定性：A.Cl2,Br2,I2B.NH3,H2O键键能键键能Cl-Cl242.7N＝O607Br-Br193.7O－O142I-I152.7O＝O497.3O－H462.8N－H390.8[例题]根据表2-1数据，计算1molH2分别跟1molCl2、1molBr2（蒸气）反应，分别生成2molHCl和2molHBr分子，哪个反应放出的能量多？H2+Cl2=2HClΔH=436.0kJ·mol-1+242.7kJ·mol-1—2×431.8kJ·mol-1=—184.9kJH2+Br2=2HBrΔH=436.0kJ·mol-1+193.7kJ·mol-1—2×366kJ·mol-1=—102.7kJ△H为负值说明该反应为放热反应。即负值越大，放出能量越多。通过刚才计算，可知，生成2molHCl比生成2molHBr放出能量多。相反，H—Br的键能比H—Cl的键能小，所以HBr分子比HCl更容易发生热分解生成相应的单质。说明稳定性比HCl差。某些共价键键能(kJ/mol)键长/pm(1pm=10-12m)键键能键长键键能键长H-H43674C≡C812120F-F157141C－H413.4109Cl-Cl242.7198O－H462.896Br-Br193.7228N－H390.8101I-I152.7267N≡N946110C-C347.7154Si-Si235C=C615133Si-O162表2-22、键长：形成共价键的两个原子之间的核间距。键长是衡量共价稳定性的另一个参数。键键长/Pm键键长/PmH—H74C=C120F—F141C—H109Cl—Cl198O—H96讨论：对比表2-1和表