共價(jià)鍵課堂用課件

第二章化學(xué)鍵與分子間作用力第1節(jié)共價(jià)鍵模型一.共價(jià)鍵形成和本質(zhì)1.從氫分子形成圖說(shuō)起(1)氫原子間距離與能量的關(guān)系：(2)為什么會(huì)出現(xiàn)這種情況?1.通常電負(fù)性相同或差值小的非金屬元素原子形成的化學(xué)鍵；2.成鍵原子一般有未成對(duì)電子，用來(lái)相互配對(duì)成鍵（自旋反向）；3.成鍵原子的原子軌道在空間重疊使體系能量降低。3.共價(jià)鍵的形成條件二、共價(jià)鍵的特征（1）、飽和性：原子有幾個(gè)未成對(duì)電子就形成幾個(gè)共價(jià)鍵。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.三、共價(jià)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.σ鍵的類型非極性鍵——共用電子對(duì)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(duì)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)型相差越大，鍵的極性越強(qiáng)。3.極性鍵和非極性鍵【討論】氯化氫、碘化氫的分子結(jié)構(gòu)十分相似，它們都是雙原子分子。分子中都有一個(gè)共價(jià)鍵，但它們表現(xiàn)出來(lái)的穩(wěn)定性卻大不一樣。這是為甚麼呢？

二.共價(jià)鍵的參數(shù)參數(shù)概念:描述共價(jià)鍵性質(zhì)的物理量.1.鍵能：在101.3kPa,298K條件下,斷開(kāi)1molAB(g)分子中的化學(xué)鍵,使其分別變成氣態(tài)A原子和氣態(tài)B原子所吸收的能量.稱為A-B鍵能.用EA-B表示.[提出問(wèn)題](1)鍵能是共價(jià)鍵強(qiáng)度的一種標(biāo)度，鍵能的大小與鍵的強(qiáng)度有什么關(guān)系?(2)鍵能與化學(xué)反應(yīng)的能量變化有什么聯(lián)系?怎樣利用鍵能的數(shù)據(jù)計(jì)算反應(yīng)的熱效應(yīng)?鍵長(zhǎng)：成鍵兩原子間的平均間距。3.鍵角:

在多原子分子中兩個(gè)化學(xué)鍵之間的夾角.鍵角決定分子的空間構(gòu)型.

第2節(jié)共價(jià)鍵與分子的空間構(gòu)型109.5°一、一些典型分子的立體構(gòu)型105°甲烷的4個(gè)C—H單鍵都應(yīng)該是σ鍵，然而，碳原子的4個(gè)價(jià)層原子軌道是3個(gè)相互垂直的2p軌道和1個(gè)球形的2s軌道，用它們跟4個(gè)氫原子的1s原子軌道重疊，不可能得到四面體構(gòu)型的甲烷分子。？？？為了解決這一矛盾，鮑林提出了雜化軌道理論，碳原子價(jià)電子:2S22P2思考1.sp3

雜化C的基態(tài)例：CH4分子形成2s2p2s2p激發(fā)態(tài)正四面體形sp3雜化態(tài)CHHHH109.5°

同一個(gè)原子的一個(gè)ns軌道與三個(gè)np軌道進(jìn)行雜化組合為sp3雜化軌道。sp3雜化軌道間的夾角是109.5,分子的幾何構(gòu)型為正四面體形。

為了四個(gè)雜化軌道在空間盡可能遠(yuǎn)離，使軌道間的排斥最小，4個(gè)雜化軌道的伸展方向分別指向正四面體的四個(gè)頂點(diǎn)。①形成分子時(shí)，由于原子間的相互作用，使同一原子內(nèi)部能量相近的不同類型原子軌道重新組合形成的一組新的能量相同的雜化軌道。有多少個(gè)原子軌道發(fā)生雜化就形成多少個(gè)雜化軌道。②雜化軌道的電子云一頭大，一頭小，成鍵時(shí)利用大的一頭，可以使電子云重疊程度更大，從而形成穩(wěn)定的化學(xué)鍵。即雜化軌道增強(qiáng)了成鍵能力。③雜化軌道之間在空間取最大夾角分布，使相互間的排斥能最小，故形成的鍵較穩(wěn)定。不同類型的雜化軌道之間夾角不同，成鍵后所形成的分子就具有不同的空間構(gòu)型。sp

雜化

同一原子中

ns-np

雜化成新軌道；一個(gè)

s

軌道和一個(gè)p軌道雜化組合成兩個(gè)新的

sp

雜化軌道。例：BeCl2分子形成激發(fā)2s2pBe基態(tài)2s2p激發(fā)態(tài)雜化鍵合直線形sp雜化態(tài)直線形化合態(tài)ClBeCl1802.sp2

雜化sp2雜化軌道間的夾角是120度，分子的幾何構(gòu)型為平面正三角形2s2pB的基態(tài)2s2p激發(fā)態(tài)正三角形sp2雜化態(tài)BF3分子形成BF

FFFBF1200F乙烯中的Ｃ在軌道雜化時(shí)，有一個(gè)Ｐ軌道未參與雜化，只是Ｃ的２s與兩個(gè)２p軌道發(fā)生雜化，形成三個(gè)相同的sp2雜化軌道，三個(gè)sp2雜化軌道分別指向平面三角形的三個(gè)頂點(diǎn)。未雜化p軌道垂直于sp2雜化軌道所在平面。雜化軌道間夾角為120°。雜化類型spsp2sp3參與雜化的原子軌道1個(gè)s+1個(gè)p1個(gè)s+2個(gè)p1個(gè)s+3個(gè)p雜化軌道數(shù)2個(gè)sp雜化軌道3個(gè)sp2雜化軌道4個(gè)sp3雜化軌道雜化軌道間夾角180o120o109.5o空間構(gòu)型直線正三角形正四面體實(shí)例BeCl2，C2H2BF3,BCl3CH4，CCl4sp型的三種雜化

為什么氨分子的鍵角是107.3°？雜化類型雜化軌道數(shù)目雜化軌道間夾角空間構(gòu)型實(shí)例雜化軌道理論sp

sp2

sp3

平面三角形2復(fù)習(xí)180°直線BeCl23120°BF34109028’四面體形CH42．苯分子的空間結(jié)構(gòu)

雜化軌道理論解釋苯分子的結(jié)構(gòu)：C為SP2雜化所有原子（12個(gè)）處于同一平面分子中6個(gè)碳原子未雜化的2P軌道上的未成對(duì)電子重疊結(jié)果形成了一個(gè)閉合的、環(huán)狀的大π鍵形成的π電子云像兩個(gè)連續(xù)的面包圈，一個(gè)位于平面上面，一個(gè)位于平面下面，經(jīng)能量計(jì)算，這是一個(gè)很穩(wěn)定的體系。

C-C(sp2-sp2);C-H(sp2-s)3.等電子原理

具有相同價(jià)電子數(shù)和相同原子數(shù)的分子或離子具有相同的結(jié)構(gòu)特征。

符合等電子原理的分子或離子互為等電子體。等電子原理的某些應(yīng)用：（1）判斷一些簡(jiǎn)單分子或離子的立體構(gòu)型：等電子體一般有相同的立體構(gòu)型。（2）制造新材料方面的應(yīng)用。等電子體有相似的性質(zhì)。[練習(xí)]根據(jù)等電子原理，判斷下列各組分子屬于等電子體的是（）A.H2O、H2SB.HF、NH3

C.CO、CO2D.NO2、SO2A例1.下列分子中的中心原子雜化軌道的類型相同的是()A．CO2與SO2B．CH4與NH3

C．BeCl2與BF3D．C2H2與C2H4B例2.對(duì)SO2與CO2說(shuō)法正確的是()A．都是直線形結(jié)構(gòu)B．中心原子都采取sp雜化軌道C．S原子和C原子上都沒(méi)有孤對(duì)電子D．SO2為V形結(jié)構(gòu)，CO2為直線形結(jié)構(gòu)D課堂練習(xí)1.分子的對(duì)稱性對(duì)稱性普遍存在于自然界。例如五瓣對(duì)稱的梅花、桃花，六瓣對(duì)稱的水仙花、雪花（軸對(duì)稱或中心對(duì)稱）；建筑物和動(dòng)物的鏡面對(duì)稱；美術(shù)與文學(xué)中也存在很多對(duì)稱的概念。對(duì)稱的雪花二、分子的空間構(gòu)型與分子性質(zhì)

依據(jù)對(duì)稱軸的旋轉(zhuǎn)或借助對(duì)稱面的反映能夠復(fù)原的分子稱為對(duì)稱分子，分子所具有的這種性質(zhì)稱為對(duì)稱性。分子對(duì)稱性與分子的許多性質(zhì)如極性、旋光性及化學(xué)性質(zhì)都有關(guān)2.手性分子左手和右手不能重疊左右手互為鏡像手性異構(gòu)體和手性分子概念：如果一對(duì)分子，它們的組成和原子的排列方式完全相同，但如同左手和右手一樣互為鏡像，在三維空間里不能重疊，這對(duì)分子互稱手性異構(gòu)體。有手性異構(gòu)體的分子稱為手性分子。條件：當(dāng)四個(gè)不同的原子或基團(tuán)連接在碳原子上時(shí)，形成的化合物存在手性異構(gòu)體。其中，連接四個(gè)不同的原子或基團(tuán)的碳原子稱為手性碳原子。1．下列化合物中含有手性碳原子的是()A.CCl2F2B.CH3—CH—COOHC.CH3CH2OHD.CH—OHCH2—OHCH2—OHOHB課堂練習(xí)A.OHC—CH—CH2OHB.OHC—CH—C—ClC.HOOC—CH—C—C—ClD.CH3—CH—C—CH3

HClOHBrOHClHBrBrCH3CH32．下列化合物中含有2個(gè)“手性”碳原子的是()B根據(jù)電荷分布是否均勻，共價(jià)鍵有極性、非極性之分，以共價(jià)鍵結(jié)合的分子是否也有極性、非極性之分呢？分子的極性又是根據(jù)什么來(lái)判定呢？思考非極性分子：電荷分布均勻?qū)ΨQ的分子3.分子的極性正電荷重心和負(fù)電荷重心相重合的分子非極性分子：電荷分布均勻?qū)ΨQ的分子極性分子：電荷分布不均勻不對(duì)稱的分子正電荷重心和負(fù)電荷重心不相重合的分子正電荷重心和負(fù)電荷重心相重合的分子分子極性的判