化学化学 选修选修3 物质结构与性质物质结构与性质专题专题3微粒间作用力微粒间作用力第三单元共价键第三单元共价键上课课件上课课件一、共价键的形成一、共价键的形成以氢分子的形成为例：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自旋方向相反的两个电子之间可以形成化学键通常哪些元素的原子之间能形成共价键通常哪些元素的原子之间能形成共价键?元素的电负性相差大于元素的电负性相差大于1.7非金属元非金属元素原子之间形成的化学键就是共价键某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些金属与非金属元素原子之间形成的化学键也是共价键键也是共价键氢气分子形成过程的能量变化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从核间距和成键电子的自旋方向来观察能量的变化情况向来观察能量的变化情况1、形成共价键的要点 电子配对原理两原子各自提两原子各自提供供1个自旋方向个自旋方向相反的电子彼相反的电子彼此配对两个原子轨道重叠部分越大，两个原子轨道重叠部分越大，两核间电子的概率密度越大，两核间电子的概率密度越大，形成的共价键越牢固，分子形成的共价键越牢固，分子越稳定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,两原子核间的电子概率密度增加,体系的能量降低.3、共价键的特点、共价键的特点（1）、饱和性：原子有几个未成对电子就形成几个共价键。
2）、方向性：是不是所有的共价键都具有方向性？是不是所有的共价键都具有方向性？问题：问题：因为因为S S轨道是球形对称的，所以轨道是球形对称的，所以S S轨道轨道与与S S轨道形成的共价键没有方向性轨道形成的共价键没有方向性理解共价键方向性理解共价键方向性以HCl、H2S为例说明XZXZ成键原子轨道只有采用最大重叠才能形成成键原子轨道只有采用最大重叠才能形成稳定的共价键，由于稳定的共价键，由于p,d,fp,d,f轨道在空间有轨道在空间有不同的伸展方向，即有方向性，因此共价不同的伸展方向，即有方向性，因此共价键有方向性键有方向性4、用电子式表示共价键的形成过程、用电子式表示共价键的形成过程HC lClH+例如例如用电子式表示共价键用电子式表示共价键HClHCl、ClCl2 2的形成的形成过程过程ClClClCl+又如又如 N2、H2O的形成过程的形成过程 HOOH H2 +NNNN+N2：H2O：请与离子化合物的形成过程的电子式进行比较请与离子化合物的形成过程的电子式进行比较分析：下列形成分子的原子使用哪些分析：下列形成分子的原子使用哪些轨道上的电子轨道上的电子(即是哪些原子轨道进行即是哪些原子轨道进行重叠重叠)H2 HF F2 O2 N2二、共价键的类型 1、非极性键：、非极性键：共用电子对不偏向任何原子的共价共用电子对不偏向任何原子的共价键键，同种非金属元素的原子形成的共价键。
同种非金属元素的原子形成的共价键2、极性键：、极性键：共用电子对发生偏向的共价键，共用电子对发生偏向的共价键，不同种不同种非金属元素的原子形成的共价键成键原子的电负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、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例，电子的原子形成共价键例，NH4+、H3O+归纳、小结归纳、小结1、共价键：、共价键：原子间通过共用电子对所原子间通过共用电子对所形成的化学键叫共价键形成的化学键叫共价键2、极性键：、极性键：共用电子对发生偏向的共共用电子对发生偏向的共价键，价键，不同种元素的原子不同种元素的原子非极性键：非极性键：共用电子对不偏向任何原子共用电子对不偏向任何原子的共价键的共价键，同种元素的原子，同种元素的原子3、共用电子对的目的是、共用电子对的目的是达到稳定结构达到稳定结构（氢原子达到（氢原子达到2个电子，其他原子达到个电子，其他原子达到8个电子）个电子）键键：“头碰头头碰头”X+ssX+-pxs+-+Xpxpx形成形成 键的电子键的电子称为称为 电子。
电子原子轨道沿核原子轨道沿核间连线重叠间连线重叠(即头碰头方即头碰头方式式)形成的共形成的共价键价键,叫叫 键键.键键：“肩并肩肩并肩”+I+IXZZpZpZ形成 键的电子称为 电子原子轨道在核间连线两原子轨道在核间连线两侧进行重叠侧进行重叠(即采用肩并即采用肩并肩肩)方式形成的共价键方式形成的共价键,叫叫键键.键的类型键的类型键的类型键的类型有机物只的共价键有机物只的共价键1、C H 是是键2、CC 是是键3、C=C 一个一个键，一个键，一个键4、C 一个一个键，两个键，两个键乙烯、乙炔分子中乙烯、乙炔分子中C-C 键比较稳键比较稳定不容易断裂，定不容易断裂，键比较容易断裂键比较容易断裂请指出乙烷、乙烯、乙炔分子中存在哪些类请指出乙烷、乙烯、乙炔分子中存在哪些类型的共价键，分别有几个型的共价键，分别有几个键，键，几个几个键？键？拓展视野 苯分子中的共价键完成完成 P43交流与讨论交流与讨论 1、极性键：、极性键：HCl CO H2O 非极性键：非极性键：Cl2 N2 H2 2、键的极性由强到弱的顺序：、键的极性由强到弱的顺序：FH O H NH CH 3、请阅读课本第、请阅读课本第44页。
页得出这些答案后，你又什么感悟吗？得出这些答案后，你又什么感悟吗？三、共价键的键能与化学反应热三、共价键的键能与化学反应热（一）、（一）、1、共价键的键能：在、共价键的键能：在101kPa、298K条件下，条件下，1mol气态气态AB分子生成分子生成气态气态A原子和气态原子和气态B原子的过程所吸收原子的过程所吸收的能量，称为的能量，称为AB间共价键的键能间共价键的键能2、共价键的键能用来衡量共价键牢固、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，即越不容易被破坏越牢固，即越不容易被破坏3、键长：成键两原子间的平均间距键长：成键两原子间的平均间距4、共价键键能与键长的关系：、共价键键能与键长的关系：请认真分析请认真分析P45 表表3-5结论：结论：键长越短，键能越大，共价键越键长越短，键能越大，共价键越稳定二）、键能与反应过程中能量变化的关系（二）、键能与反应过程中能量变化的关系P45 问题解决问题解决核心问题是如何利用键能来计算反核心问题是如何利用键能来计算反应过程中的能量变化应过程中的能量变化你还记得化学你还记得化学2 专题专题2化学反应与能化学反应与能量变化量变化中学过的内容吗？请查阅该部中学过的内容吗？请查阅该部分内容。
分内容1 1、试利用表、试利用表2 2l l的数据进行计算，的数据进行计算，1 1 mo1 Hmo1 H2 2分别跟分别跟l molCll molCl2 2、lmolBrlmolBr2 2(蒸气蒸气)反反应，分别形成应，分别形成2 mo1HCl2 mo1HCl分子和分子和2molHBr2molHBr分分子，哪一个反应释放的能量更多子，哪一个反应释放的能量更多?如何用如何用计算的结果说明氯化氢分子和溴化氢分子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？哪个更容易发生热分解生成相应的单质？2 2N N2 2、0 02 2、F F2 2跟跟H H2 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?（三）、键长、键能对分子的（三）、键长、键能对分子的 化学性质有什么影响？化学性质有什么影响？1 1、形成、形成2 mo1HCl2 mo1HCl释放能量：释放能量：2 2431.8 kJ 431.8 kJ(436.0kJ+242.7kJ)=184.9 kJ(436.0kJ+242.7kJ)=184.9 kJ形成形成2 mo1HBr2 mo1HBr释放能量：释放能量：2 2366kJ 366kJ(436.0kJ+193.7kJ)=102.97kJ(436.0kJ+193.7kJ)=102.97kJHClHCl释放能量比释放能量比HBrHBr释放能量多释放能量多,因而生成的因而生成的HClHCl更稳定更稳定,即即HBrHBr更容易发生热分解生成相应的单质更容易发生热分解生成相应的单质.2 2、键能大小是：、键能大小是：F-HO-HN-HF-HO-HN-H因此、因此、键长越长，键能越小，键越易断裂，化学键长越长，键能越小，键越易断裂，化学性质越活泼。
性质越活泼解释解释P46 问题解决问题解决 1、（1）H=946kJ/mol+3436kJ/mol-2（3393）kJ/mol=-104kJ/mol(2)H=2 436kJ/mol+498kJ/mol-2(2463)kJ/mol=-482kJ/mol 2、H-X的键能分别是：的键能分别是：HF=567kj/mol HCl=431kj/mol HBr=366kj/mol HI=298kj/mol 结论：键能越大，分子的稳定性越强结论：键能越大，分子的稳定性越强3、COCO分子和分子和NN2 2分子的某些性质分子的某些性质 等电子原理：等电子原理：原子总数相同、价电子总数相同的分子具有原子总数相同、价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征，它们的许多性质是相近相似的化学键特征，它们的许多性质是相近的的 四、原子晶体四、原子晶体 1、什么叫原子晶体？、什么叫原子晶体？晶体中所有原子都是通过共价键结合的晶体中所有原子都是通过共价键结合的空间网状结构空间网状结构2、原子晶体的特点？、原子晶体的特点？由于共价键键能大，所以原子晶体一般由于共价键键能大，所以原子晶体一般具有很高的熔、沸点和很大的硬度，一具有很高的熔、沸点和很大的硬度，一般不溶于溶剂。
般不溶于溶剂3、常见哪些物质属于原子晶体？、常见哪些物质属于原子晶体？金刚石、单晶硅、碳化硅（金刚砂）、金刚石、单晶硅、碳化硅（金刚砂）、二氧化硅、氮化硼（二氧化硅、氮化硼（BN）等参看参看P47 问题解决问题解决金刚石晶体结构模型金刚石的晶体结构金刚石的晶体结构SiO2晶体结构晶体结构石墨石墨石墨为什么很软？石墨为层状结构，各石墨为什么很软？石墨为层状结构，各层之间是范德华力结合，容易滑动，所层之间是范德华力结合，容易滑动，所以石墨很软以石墨很软石墨的熔沸点为什么很高？石墨各层均为石墨的熔沸点为什么很高？石墨各层均为平面网状结构，碳原子之间存在很强的共平面网状结构，碳原子之间存在很强的共价键，故熔沸点很高价键，故熔沸点很高石墨的晶体结构P47 整理与归纳整理与归纳化学键成键本质键的方向性和饱和性影响键强弱的因素金属键金属离子和自由电子间的静电作用没有方向性和饱和性金属原子半径和价电子数离子键阴阳离子间的静电作用没有方向性和饱和性离子半径和离子电荷数共价键成键原子轨道的最大重叠有方向性和饱和性键长几种类型化学键的比较几种类型化学键的比较整理与归纳整理与归纳 晶体比较和判断晶体比较和判断晶体类型晶体类型离子晶体离子晶体分子晶体分子晶体原子晶体原子晶体离子键范德华力共价键离子分子原子较高较低很高NaCl、CsCl干冰金刚石微粒微粒结合力结合力熔沸点熔沸点典型实例典型实例三种晶体的比较三种晶体的比较晶体类型的判断 从组成上判断（仅限于中学范围）：有无金属离子？(有：离子晶体)是否属于“四种原子晶体”？以上皆否定，则多数是分子晶体。
从性质上判断：熔沸点和硬度；(高：原子晶体；中：离子晶体；低：分子晶体)熔融状态的导电性导电：离子晶体)课堂练习题 下列不存在化学键的晶体是：下列不存在化学键的晶体是：A.硝酸钾硝酸钾 B.干冰干冰 C.石墨石墨 D.固体氩固体氩 不是分子晶体的是：不是分子晶体的是：A.碘碘 B.水水 C.硫酸铵硫酸铵 D.干冰干冰 晶体中的一个微粒周围有晶体中的一个微粒周围有6个微粒，这个微粒，这种晶体是：种晶体是：A.金刚石金刚石 B.石墨石墨 C.干冰干冰 D.氯化钠氯化钠DCD开拓思考题 仔细观察左边的示意图后，回答下列问题：金刚石与石墨的熔点均很高，那么二者熔点是否相同？为什么？若不相同，哪种更高一些？三、等电子原理三、等电子原理 1.原子总数相同、价电子总数相同的分子原子总数相同、价电子总数相同的分子具有相似化学键特征，许多性质是相似的具有相似化学键特征，许多性质是相似的此原理称为等电子原理此原理称为等电子原理2.2.等电子体的判断和利用等电子体的判断和利用判断方法：原子总数相同，价电子总数相同的判断方法：原子总数相同，价电子总数相同的 分子为分子为 等电子体等电子体运用：利用等电子体的性质相似，空间构型相运用：利用等电子体的性质相似，空间构型相 同，可运用来预测分子空间的构型和性质同，可运用来预测分子空间的构型和性质。