年化學(xué) 第2章 第1節(jié) 化學(xué)鍵與分子間作用力精品課件 魯科選修《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》

1、第2章化學(xué)鍵與分子間作用力第2章化學(xué)鍵與分子間作用力2021/8/8 星期日1第1節(jié)共價(jià)鍵模型2021/8/8 星期日2課程標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)航1.了解共價(jià)鍵的本質(zhì)。2了解共價(jià)鍵的分類。3了解共價(jià)鍵的鍵參數(shù)及其與分子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的關(guān)系。2021/8/8 星期日3新知初探自學(xué)導(dǎo)引自主學(xué)習(xí)一、共價(jià)鍵 1.共價(jià)鍵的形成及本質(zhì)概念原子間通過(guò)_形成的化學(xué)鍵本質(zhì)高概率地出現(xiàn)在兩個(gè)原子核之間的_與兩個(gè)原子核之間的_形成元素通常是電負(fù)性相同或差值小的_元素原子共用電子電子電性作用非金屬2021/8/8 星期日4表示方法用一條短線表示由_所形成的共價(jià)鍵，如HH、HCl;“ ”表示原子間共用兩對(duì)電子所形成的共價(jià)鍵,“ ”表示原

2、子間共用三對(duì)電子所形成的共價(jià)鍵一對(duì)共用電子2021/8/8 星期日5 想一想1.非金屬元素之間形成的化學(xué)鍵都是共價(jià)鍵嗎？提示：不一定，如NH4Cl是離子化合物。2021/8/8 星期日62.鍵與鍵(1)鍵原子軌道以“_”方式相互重疊導(dǎo)致電子在核間出現(xiàn)的概率增大而形成的共價(jià)鍵稱為鍵。(2)鍵原子軌道以“_”方式相互重疊導(dǎo)致電子在核間出現(xiàn)的頭碰頭肩并肩2021/8/8 星期日7概率增大而形成的共價(jià)鍵稱為鍵。3.共價(jià)鍵的特征(1)共價(jià)鍵的飽和性每個(gè)原子所能形成共價(jià)鍵的總數(shù)或以單鍵連接的原子數(shù)目是一定的，這稱為共價(jià)鍵的飽和性。共價(jià)鍵的飽和性決定了各種原子形成分子時(shí)相互結(jié)合的_關(guān)系。數(shù)量2021/8/8

3、 星期日8(2)共價(jià)鍵的方向性在形成共價(jià)鍵時(shí)，原子軌道重疊的越多，電子在核間出現(xiàn)的概率越大，所形成的共價(jià)鍵越_，因此，共價(jià)鍵將盡可能沿著電子出現(xiàn)概率最大的方向形成，這就是共價(jià)鍵的方向性。共價(jià)鍵的方向性決定著分子的_。牢固空間構(gòu)型2021/8/8 星期日9 想一想2所有共價(jià)鍵都有方向性和飽和性嗎？提示：不是。所有共價(jià)鍵均有飽和性，但不一定具有方向性，如S軌道與S軌道重疊形成的鍵無(wú)方向性。2021/8/8 星期日104.共價(jià)鍵的分類分類成鍵元素共用電子對(duì)原子所帶電荷非極性鍵同種元素_原子不帶電荷極性鍵_元素偏移電負(fù)性大的帶負(fù)電荷；電負(fù)性小的帶正電荷不偏移不同2021/8/8 星期日11二、鍵參數(shù)1

4、.三個(gè)重要的鍵參數(shù)概念鍵能在101.3 kPa、298 K條件下，斷開(kāi)1 mol AB(g)分子中的化學(xué)鍵，使其分別生成_和氣態(tài)B原子所吸收的能量。用EAB表示鍵長(zhǎng)兩個(gè)成鍵原子的_間的距離鍵角在多原子分子中，_的夾角氣態(tài)A原子原子核兩個(gè)化學(xué)鍵2021/8/8 星期日12作用鍵能鍵能的大小可定量地表示化學(xué)鍵的_。鍵能越大，化學(xué)鍵越牢固，含有該鍵的分子越穩(wěn)定鍵長(zhǎng)兩原子間的鍵長(zhǎng)越短，化學(xué)鍵越強(qiáng)，鍵越牢固。鍵長(zhǎng)是影響分子_的因素之一鍵角鍵角是影響分子空間構(gòu)型的重要因素強(qiáng)弱程度空間構(gòu)型2021/8/8 星期日13 想一想3.在HX中為何其穩(wěn)定性按HF、HCl、HBr、HI的順序依次減弱？提示：從F到I原

5、子半徑越來(lái)越大、鍵長(zhǎng)越來(lái)越長(zhǎng)、鍵能逐漸減小、共價(jià)鍵越來(lái)越不牢固，故穩(wěn)定性依次減弱。2021/8/8 星期日142.常見(jiàn)物質(zhì)的鍵角及分子構(gòu)型分子鍵角空間構(gòu)型CO2180_H2O104.5V形NH3107.3_形直線形三角錐2021/8/8 星期日15自主體驗(yàn)1.下列物質(zhì)的分子中既有鍵又有鍵的是()AHFBCl2CC2H2 DCH4解析：選C。在HCl、Cl2、CH4中只存在鍵，在C2H2中存在3個(gè)鍵2個(gè)鍵。2021/8/8 星期日162.下列對(duì)共價(jià)鍵的說(shuō)法中，不正確的是()A共價(jià)鍵是通過(guò)形成共用電子對(duì)或通過(guò)原子軌道重疊形成的B形成共價(jià)鍵的原子之間電負(fù)性相同或相差不大C一般情況下，一個(gè)原子有幾個(gè)不

6、成對(duì)電子就會(huì)和幾個(gè)自旋方向相反的未成對(duì)電子成鍵2021/8/8 星期日17D共價(jià)鍵是通過(guò)共用電子對(duì)形成的，不屬于電性作用解析：選D。共價(jià)鍵的本質(zhì)是兩個(gè)原子核之間的電子與原子核之間的電性作用。3.下列說(shuō)法中，錯(cuò)誤的是()A非金屬元素可能形成離子化合物B共價(jià)鍵具有方向性、飽和性C共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)和鍵角決定分子的形狀2021/8/8 星期日18D鍵長(zhǎng)愈長(zhǎng)，化學(xué)鍵愈牢固解析：選D。非金屬元素可能形成離子化合物，如銨鹽；共價(jià)鍵具有方向性和飽和性；鍵長(zhǎng)、鍵角都是用以描述分子空間構(gòu)型的參數(shù)；鍵長(zhǎng)愈長(zhǎng)，鍵愈不牢固。2021/8/8 星期日19要點(diǎn)突破講練互動(dòng)探究導(dǎo)引1為什么氫氣是雙原子分子，而稀有氣體是單原子分子

7、？提示：氫原子的s軌道上有一個(gè)單電子，不穩(wěn)定，故2個(gè)氫原子形成一個(gè)共價(jià)鍵，要點(diǎn)一共價(jià)鍵的特征和分類2021/8/8 星期日20即形成一個(gè)穩(wěn)定分子；而稀有氣體元素的原子軌道上均有2個(gè)自旋方向相反的成對(duì)電子、能量低處于穩(wěn)定狀態(tài)。探究導(dǎo)引2在乙烯分子中兩個(gè)碳原子間的共價(jià)鍵相同嗎？為什么一個(gè)共價(jià)鍵易斷裂？2021/8/8 星期日21提示：不同，乙烯分子中的碳原子之間形成2個(gè)共價(jià)鍵，一個(gè)是兩原子軌道“頭碰頭”形成的鍵，一個(gè)是兩原子軌道“肩并肩”形成的鍵。鍵不穩(wěn)定，易發(fā)生斷裂。2021/8/8 星期日22要點(diǎn)歸納1.共價(jià)鍵的特征(1)共價(jià)鍵的飽和性按照共價(jià)鍵的共用電子對(duì)理論，一個(gè)原子有幾個(gè)未成對(duì)電子，便可

8、和幾個(gè)自旋方向相反的電子配對(duì)成鍵，這就是共價(jià)鍵的“飽和性”。H原子、Cl原子都只有一個(gè)未成對(duì)電子，因而只能形成H2、HCl、Cl2分子，2021/8/8 星期日23不能形成H3、H2Cl、Cl3等分子。共價(jià)鍵的飽和性決定了共價(jià)分子的組成。(2)共價(jià)鍵的方向性共價(jià)鍵形成時(shí)，兩個(gè)參與成鍵的原子軌道總是盡可能沿著電子出現(xiàn)概率最大的方向重疊，而且原子軌道重疊越多，電子在兩核間出現(xiàn)概率越大，形成的共價(jià)鍵就越牢固。電子所在的原子軌道都有一定的形狀，2021/8/8 星期日24所以要取得最大重疊，共價(jià)鍵必然有方向性。2.類型分類標(biāo)準(zhǔn)類型共用電子對(duì)數(shù)單鍵、雙鍵、叁鍵共用電子對(duì)的偏移程度極性鍵、非極性鍵原子軌道

9、重疊方式鍵、鍵2021/8/8 星期日253.鍵和鍵的比較鍵型鍵鍵成鍵方向沿軸方向“頭碰頭”平行或“肩并肩”電子云形狀軸對(duì)稱鏡像對(duì)稱鍵的強(qiáng)度鍵強(qiáng)度大，不易斷裂鍵強(qiáng)度較小，容易斷裂2021/8/8 星期日26即時(shí)應(yīng)用1.下列關(guān)于共價(jià)鍵的說(shuō)法不正確的是()AH2S分子中兩個(gè)共價(jià)鍵的鍵角接近90的原因是共價(jià)鍵有方向性BN2分子中有一個(gè)鍵，兩個(gè)鍵C兩個(gè)原子形成共價(jià)鍵時(shí)至少有1個(gè)鍵D在雙鍵中，鍵的鍵能小于鍵的鍵能2021/8/8 星期日27解析：選D。A項(xiàng)，S原子的價(jià)電子構(gòu)型是3s23p4，有2個(gè)未成對(duì)電子，并且分布在相互垂直的3px和3py軌道中，當(dāng)與兩個(gè)H原子配對(duì)成鍵時(shí)，形成的兩個(gè)共價(jià)鍵間夾角接近9

10、0，這體現(xiàn)了共價(jià)鍵的方向性，是由軌道的伸展方向決定的。2021/8/8 星期日28B項(xiàng)，N2分子中有三個(gè)化學(xué)鍵，其中有一個(gè)鍵和兩個(gè)鍵。C項(xiàng)，兩個(gè)原子形成的共價(jià)鍵，首先有一個(gè)鍵，其余為鍵。D項(xiàng)，鍵的重疊程度比鍵大，故鍵能鍵大于鍵。2021/8/8 星期日29要點(diǎn)二共價(jià)鍵的鍵參數(shù)探究導(dǎo)引1描述共價(jià)鍵的參數(shù)有哪些？提示：鍵長(zhǎng)、鍵角、鍵能。探究導(dǎo)引2 分子的穩(wěn)定性和空間構(gòu)型分別與哪些參數(shù)有關(guān)？提示:分子的穩(wěn)定性是由鍵能和鍵長(zhǎng)決定的，分子的空間構(gòu)型是由鍵長(zhǎng)和鍵角決定的。2021/8/8 星期日30要點(diǎn)歸納1.鍵參數(shù)的應(yīng)用(1)共價(jià)鍵的鍵能和鍵長(zhǎng)反映了共價(jià)鍵的強(qiáng)弱程度，鍵長(zhǎng)和鍵角常被用來(lái)描述分子的空間構(gòu)型

11、。(2)一般來(lái)講，形成共價(jià)鍵的兩原子半徑之和越小，共用電子對(duì)數(shù)越多，則共價(jià)鍵越牢固，含有該共價(jià)鍵的分子越穩(wěn)定。2021/8/8 星期日31如HF、HCl、HBr、HI中，分子的共用電子對(duì)數(shù)相同(1對(duì))，因F、Cl、Br、I的原子半徑依次增大，故共價(jià)鍵牢固程度HFHClHBrHI，因此，穩(wěn)定性HFHClHBrHI。氧族元素氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性遞變規(guī)律可用類似的方法解釋。(3)當(dāng)兩個(gè)原子形成共價(jià)鍵時(shí),原子軌道發(fā)生重疊，重疊程度越大,鍵長(zhǎng)越短,鍵能越大。2021/8/8 星期日32(4)有機(jī)物中碳原子與碳原子形成的共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)規(guī)律如下：CCCCCC。2.鍵參數(shù)與分子性質(zhì)的關(guān)系2021/8/8 星期日3

12、3即時(shí)應(yīng)用2.據(jù)下表所列鍵能數(shù)據(jù)判斷，最不穩(wěn)定的分子是()化學(xué)鍵HHHClHBrBrBr鍵能4364313631932021/8/8 星期日34A.HClBHBrCH2 DBr2解析：選D。共價(jià)鍵的鍵能越高，共價(jià)鍵越牢固，分子越穩(wěn)定，反之，分子越不穩(wěn)定。2021/8/8 星期日35題型探究技法歸納題型一共價(jià)鍵類型例1 下列分子中共價(jià)鍵的類型完全相同的是()ACH4與NH3 BC2H6與C2H4CH2與Cl2 DCl2與N22021/8/8 星期日36【思路點(diǎn)撥】 此題的關(guān)鍵要注意兩點(diǎn):一是準(zhǔn)確理解共價(jià)鍵形成的本質(zhì)，二是了解鍵和鍵的區(qū)別與成鍵特征?！窘馕觥緼項(xiàng)中存在的都是H的s軌道與C、N的p軌

13、道形成的鍵；B項(xiàng)的C2H4中還有鍵；C項(xiàng)中雖然都是鍵，但氫分子是ss 鍵，氯分子是pp 鍵；D項(xiàng)中N2中除有pp 鍵外，還有pp 鍵?！敬鸢浮緼2021/8/8 星期日37題型二共價(jià)鍵參數(shù)的應(yīng)用例2 能說(shuō)明BF3分子的四個(gè)原子在同一平面的理由是()ABF鍵的鍵角為120BBF鍵是非極性鍵C三個(gè)BF鍵的鍵能相同D三個(gè)BF鍵的鍵長(zhǎng)相等2021/8/8 星期日38【思路點(diǎn)撥】解答本題的關(guān)鍵是理解共價(jià)鍵的參數(shù)實(shí)際上是共價(jià)鍵的特征方向性與飽和性的具體體現(xiàn)?！窘馕觥糠肿拥目臻g構(gòu)型由分子中化學(xué)鍵的鍵角決定，當(dāng)鍵角為120時(shí)，BF3分子中的三個(gè)BF鍵完全相同，故分子中4個(gè)原子共面，呈平面三角形?！敬鸢浮緼20

14、21/8/8 星期日39題型三鍵能與化學(xué)反應(yīng)熱(焓變H)例3 某些化學(xué)鍵的鍵能如下表(kJmol1)。(1)1 mol H2在2 mol Cl2中燃燒，放出熱量_kJ。2021/8/8 星期日40(2)在一定條件下，1 mol H2與足量的Cl2、Br2、I2分別反應(yīng)，放出熱量由多到少的順序是_(填序號(hào))。aCl2Br2I2bI2Br2Cl2預(yù)測(cè)1 mol H2在足量F2中燃燒比在Cl2中燃燒放熱_?！舅悸伏c(diǎn)撥】解此題的關(guān)鍵是弄清化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的形成，必與鍵能有關(guān)。2021/8/8 星期日41【解析】1 mol H2在2 mol Cl2中燃燒，參加反應(yīng)的H2和Cl2都

15、是1 mol，生成HCl 2 mol，故放出的熱量為431 kJmol12 mol436 kJmol11 mol247 kJmol11 mol179 kJ。(2)由于鍵能ClCl鍵BrBr鍵II鍵，故H2在Cl2中燃燒放熱最多，在I2中燃燒放熱最少；由于鍵能FF鍵ClCl鍵，故知H2在F2中燃燒比在Cl2中燃燒放熱多。2021/8/8 星期日42【答案】(1)179(2)a多【規(guī)律方法】化學(xué)反應(yīng)熱(焓變)H反應(yīng)物的鍵能之和生成物的鍵能之和H生H反，單位：kJmol1。2021/8/8 星期日43熱點(diǎn)示例思維拓展共價(jià)鍵在元素推斷題中的應(yīng)用【經(jīng)典案例】(2012南昌高二檢測(cè))有三種物質(zhì)AC2、B2C2、AD4，元素A在自然界中形成的物質(zhì)種類最多；元素B的單質(zhì)能在C的氣態(tài)單質(zhì)中劇烈燃燒，火焰呈黃色，并生成淡黃色固體B2C2；元素D的負(fù)一價(jià)陰離子的電子層結(jié)構(gòu)與氬原子相同，2021/8/8 星期日44則：(1)A、B、C、