共價(jià)鍵模型 課件

第1節(jié)共價(jià)鍵模型自然界中美麗的雪花雪花的外部結(jié)構(gòu)水分子間的整齊排列水分子模型分子之間通過分子間作用力結(jié)合氫氧原子間通過共價(jià)鍵結(jié)合分子之間通過什么作用結(jié)合？氫氧原子間通過什么作用結(jié)合？溫故知新共價(jià)鍵

什么是共價(jià)鍵？請舉例說明。

相鄰原子間通過共用電子形成的化學(xué)鍵。

如：H2HClH2O等聯(lián)想··

質(zhì)疑1.為什么原子間可以通過共用電子對形成穩(wěn)定的分子？2.共價(jià)鍵究竟是怎樣形成的？其本質(zhì)及特征又如何呢？1.

共價(jià)鍵的形成過程(以氫氣分子形成為例)1.氫原子的價(jià)電子構(gòu)型如何？氫原子在形成氫分子的過程中的能量是怎樣變化的？

2.氫分子中的共價(jià)鍵是如何形成的？

一.共價(jià)鍵1.共價(jià)鍵的形成原子軌道重疊理論2.共價(jià)鍵的本質(zhì)兩個氫原子結(jié)合成氫分子時電子云的變化2.共價(jià)鍵的本質(zhì):

高概率地出現(xiàn)在兩個原子核間的電子與兩個原子核之間的電性作用是共價(jià)鍵的本質(zhì).

如:H2是H原子間1s電子

HCl是H的1s電子與Cl的3p電子

Cl2是兩個Cl原子3p軌道上的一個電子。以HCl、H2O、CO2為例描述共價(jià)鍵的形成過程并完成下列問題元素的電負(fù)性差別價(jià)電子排布是否有未成對電子HClHClH2OHOCO2CO1S11S13S3P252S2P240.91.41.0重疊重疊重疊原子軌道是否重疊有有有1.是不是所有的價(jià)電子都參與了成鍵？2S2P242S2P22(電負(fù)性：H2.1O3.5Cl3.0C2.5)①通常，電負(fù)性相同或相差很小的非金屬元素原子之間形成共價(jià)鍵。②一般成鍵原子有未成對電子(自旋相反)。③成鍵原子的原子軌道在空間重疊。3.共價(jià)鍵的形成條件問題探索共價(jià)鍵的形成條件是什么？

共價(jià)鍵形成理論二——電子配對理論如：H+O+HHOH實(shí)質(zhì)：未成對電子通過配對形成共用電子對，使每個原子都達(dá)到稀有氣體原子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)4.共價(jià)鍵的表示方法電子式：在元素符號周圍用小黑點(diǎn)·或×來描述分子中原子共用電子以及未成鍵的價(jià)電子的式子,叫電子式結(jié)構(gòu)式：用一根短線表示一對共用電子所形成的共價(jià)鍵。寫出下列原子和分子的電子式和結(jié)構(gòu)式：

原子：ClONaN

分子：NH3H2OCH4

學(xué)一學(xué)練一練HH2HClHHHHCl電子式結(jié)構(gòu)式H

H—HCl—ClClCO2N2非金屬單質(zhì)H2、O2、Cl2、C…共價(jià)化合物HCl、CO2…含有原子團(tuán)的離子化合物中復(fù)雜離子內(nèi)部的非金屬原子之間

如：NaOH中的O-H；NH4Cl中的N-H；

Na2O2中的O-O特例：一些電負(fù)性相差不大的金屬原子和非金屬原子間也可以形成共價(jià)鍵如：AlCl3、CuCl2、(CH3COO)2Pb

5、共價(jià)鍵的存在1.σ鍵：“頭碰頭”X++s—sX++-px—s+--+Xpx—px形成σ鍵的電子稱為σ電子。原子軌道沿核間連線重疊(即頭碰頭方式)形成的共價(jià)鍵,叫σ鍵.二、共價(jià)鍵的類型HHHH氫原子形成氫分子的電子云描述σ鍵HHs-sσ鍵HClH－ClCl－Cl的p-pσ鍵的形成H－Cl的s-pσ鍵的形成ClClClClσ鍵的類型2.π鍵：“肩并肩”+I+IXZZpZ—pZ形成π鍵的電子稱為π電子。原子軌道在核間連線兩側(cè)進(jìn)行重疊(即采用肩并肩)方式形成的共價(jià)鍵,叫π鍵.由于鍵重疊程度要比鍵小,所以鍵的強(qiáng)度要比鍵小。p-pπ鍵的形成π鍵的類型N2中p-pσ鍵和p-pπ鍵的形成過程N(yùn)2N≡N分子結(jié)構(gòu)3、σ鍵與π鍵的判斷一般來說：共價(jià)單鍵為σ鍵；共價(jià)雙鍵中有一個σ鍵，另一個是π鍵。如：CH2=CH2

；共價(jià)三鍵由一個σ鍵和兩個π鍵組成。乙烷、乙烯、乙炔分子中的共價(jià)鍵分別是由幾個σ鍵和幾個π鍵組成。σ鍵與π鍵的對比σ鍵π鍵重疊方式重疊方向重疊形狀重疊程度電子能量

“頭碰頭”“肩碰肩”沿鍵軸的方向與軌道對稱軸相互平行的方向軸對稱鏡面對稱大小較低，較穩(wěn)定較高，較活潑4、共價(jià)鍵的特征為什么不能形成H3、H3O、H2Cl和Cl3分子？成鍵原子電子云的重疊程度與共價(jià)鍵的穩(wěn)定性有關(guān)系嗎？如：HCl共價(jià)鍵的方向性共價(jià)鍵的飽和性

按照共價(jià)鍵的共用電子對理論，一個原子有幾個未成對電子，便可和幾個自旋相反的電子配對成鍵，這就是共價(jià)鍵的飽和性；成鍵電子的原子“軌道”重疊越大，核間電子云密度越大，所形成的共價(jià)鍵越牢（最大重疊原理），故成鍵原子的“軌道”必須在各自密度最大的方向上重疊，這就是方向性。共價(jià)鍵的方向性決定著分子的空間構(gòu)型。因?yàn)镾軌道是球形對稱的，所以S軌道與S軌道形成的共價(jià)鍵沒有方向性。（2）方向性：是不是所有的共價(jià)鍵都具有方向性？問題：非極性鍵——共用電子對不偏向任何原子的共價(jià)鍵，同種非金屬元素的原子形成的共價(jià)鍵。極性鍵——共用電子對發(fā)生偏向的共價(jià)鍵，不同種非金屬元素的原子形成的共價(jià)鍵。成鍵原子的電負(fù)性相差越大，鍵的極性越強(qiáng)。4.極性鍵和非極性鍵共價(jià)鍵的極性強(qiáng)弱形成共價(jià)鍵的兩原子電負(fù)性差值大的鍵的極性強(qiáng)，電負(fù)性差值小的極性弱。3、極性鍵和非極性鍵三、鍵參數(shù)1、鍵能：在101.3kpa,298K條件下，斷開1molAB(g)分子中的化學(xué)鍵，使其分別生成氣態(tài)A原子和氣態(tài)B原子所吸收的能量稱為A-B的鍵能鍵能的大小可以定量地表示化學(xué)鍵的強(qiáng)弱程度。鍵能越大，化學(xué)鍵就越牢固。某些共價(jià)鍵鍵能/kJ·mol-1鍵鍵能鍵鍵能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-H436三、鍵參數(shù)2、鍵長：兩個成鍵原子的原子核間的距離叫做該化學(xué)鍵的鍵長。一般而言，化學(xué)鍵的鍵長越短，化學(xué)鍵越強(qiáng)，化學(xué)鍵就越牢固。某些共價(jià)鍵鍵能（kJ/mol)

鍵長/pm(1pm=10-12m)鍵鍵能鍵長鍵鍵能鍵長H-H43674C≡C812120F-F157141C－H413.4109Cl-Cl242.7198O－H462.896Br-Br193.7228N－H390.8101I-I152.7267N≡N946110C-C347.7154Si-Si

235C=C615133Si-O

162思考與交流試?yán)面I能數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，1

molH2分別跟1molCl2、1

molBr2(g)反應(yīng)，分別生成2

molHCl分子和2

molHBr分子，哪一個反應(yīng)釋放的能量更多？如何用計(jì)算結(jié)果說明HCl分子和HBr分子哪個更容易發(fā)生熱分解反應(yīng)生成相應(yīng)的單質(zhì)？N2、O2、F2跟H2的反應(yīng)能力依次增強(qiáng)，從鍵能的角度應(yīng)如何理解這一化學(xué)事實(shí)？通過上例子，你認(rèn)為鍵長、鍵能對分子的化學(xué)性質(zhì)有什么影響？生成2mo1HCl釋放能量：2×431.8kJ－(436.0kJ+242.7kJ)=184.9kJ生成2mo1HBr釋放能量：2×366kJ－(436.0kJ+193.7kJ)=102.97kJHCl釋放能量比HBr釋放能量多,因而生成的HCl更穩(wěn)定,即HBr更容易發(fā)生熱分解生成相應(yīng)的單質(zhì).2.鍵能大小是：F-H>O-H>N-H3.鍵長越長，鍵能越小，鍵越易斷裂，化學(xué)性質(zhì)越活潑。小結(jié)3.鍵角：兩個共價(jià)鍵之間的夾角稱為鍵角。分子的形狀有共價(jià)鍵之間的夾角決定如：三原子分子CO2的結(jié)構(gòu)式為O＝C＝O，它的鍵角為180°，是一種直線形分子；如，三原子分子H20的H—O—H鍵角為105°，是一種V形分子。多原子分子的鍵角一定，表明共價(jià)鍵具有方向性。鍵角是描述分子立體結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)，分子的許多性質(zhì)都與鍵角有關(guān)。課堂練習(xí)

根據(jù)H＋H→H2每生成1molH2同時放出436kJ熱量，判斷下列說法正確的是（）

A.氫分子比氫原子穩(wěn)定

B.氫分子跟氫原子一樣穩(wěn)定

C.氫原子比氫分子能量高

D.氫原子比氫分子穩(wěn)定

A、C課堂練習(xí)

分析下列化學(xué)式中劃有橫線的元素，選出符合①②③要求的物質(zhì)編號，填寫在橫線上。

A.NH3B.H2OC.HClD.CH4E.N2①所有的價(jià)電子都參與形成共價(jià)鍵的是

；②只有一個價(jià)電子參與形成共價(jià)鍵的是

；③最外層有未參與成鍵電子對的是

；