2024-2025學(xué)年高二化學(xué)蘇教版同步課件 選擇性必修2-專題3 第三單元 共價(jià)鍵 共價(jià)晶體

第三單元共價(jià)鍵共價(jià)晶體高中化學(xué)選擇性必修2專題31.能說(shuō)出共價(jià)鍵的概念與形成，知道共價(jià)鍵的特征——具有飽和性和方向性。2.了解σ鍵和π鍵的形成及特點(diǎn)。3.了解共價(jià)晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)。4.了解共價(jià)晶體的特征，能描述金剛石、二氧化硅等共價(jià)晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。學(xué)習(xí)目標(biāo)一、共價(jià)鍵的形成相互靠攏電子云在兩個(gè)原子核間重疊，意味著電子出現(xiàn)在核間的概率增大，電子帶負(fù)電，因而可以形象的說(shuō)，核間電子好比在核間架起一座帶負(fù)電的橋梁，把帶正電的兩個(gè)原子核“黏結(jié)”在一起了。氫氣分子形成過(guò)程的能量變化從核間距和成鍵電子的自旋方向來(lái)觀察能量的變化情況。相距很遠(yuǎn)的兩個(gè)氫原子相互逐漸接近,在這一過(guò)程中體系能量將先變小后變大兩個(gè)氫原子間的核間距為0.074nm時(shí)，它們各自提供1個(gè)自旋方向相反的電子彼此配對(duì)形成氫分子。二、共價(jià)鍵的本質(zhì)

當(dāng)成鍵原子相互接近時(shí)，由于電子在兩個(gè)原子核之間出現(xiàn)的概率增加，使它們同時(shí)受到兩個(gè)原子核的吸引，從而使體系能量降低，形成化學(xué)鍵。即高概率地出現(xiàn)在兩個(gè)原子核之間的電子與兩個(gè)原子核之間的電性作用是共價(jià)鍵的本質(zhì)。三、共價(jià)鍵的形成條件電負(fù)性相同或差值小的非金屬元素原子形成的化學(xué)鍵為共價(jià)鍵四、共價(jià)鍵的表示方法用一條短線表示由一對(duì)共用電子所形成的共價(jià)鍵，依次類推“=”表示共價(jià)雙鍵五、共價(jià)鍵的類型（1）σ鍵：共價(jià)單鍵為σ鍵。

原子軌道以“頭碰頭”方式互相重疊導(dǎo)致電子在核間出現(xiàn)的概率增大而形成的共價(jià)鍵σ鍵類型：S-Sσ鍵S-Pσ鍵P-Pσ鍵σ鍵的特征：軸對(duì)稱；形成σ鍵的原子軌道重疊程度較大，故σ鍵有較強(qiáng)的穩(wěn)定性。相互靠攏s-ss-pp-p（2）π鍵：

原子軌道以“肩并肩”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π鍵特征：肩并肩、兩塊組成、鏡面對(duì)稱、不能旋轉(zhuǎn)、容易斷裂。兩個(gè)原子軌道重疊程度大，電子在核間出現(xiàn)的概率越大，形成的共價(jià)鍵越牢固，分子越穩(wěn)定?；顒?dòng)與探究已知氮分子的共價(jià)鍵是叁鍵，你能寫(xiě)出它的電子式嗎？氮原子的原子軌道是如何形成共價(jià)鍵的？（提示：氮原子各自用三個(gè)p軌道分別跟另一個(gè)氮原子形成一個(gè)σ鍵和兩個(gè)π鍵。zzyyxs電子和s電子、s電子和p電子只能形成σ鍵；p電子和p電子既可形成σ鍵，又可能形成π鍵；且p電子和p電子先形成σ鍵，后形成π鍵。σ鍵和π鍵的比較σ鍵π鍵成鍵方向電子云形狀牢固程度成鍵判斷規(guī)律“頭碰頭”“肩并肩”軸對(duì)稱鏡像對(duì)稱強(qiáng)度大，不易斷裂強(qiáng)度較小易斷裂共價(jià)單鍵是

鍵，共價(jià)雙鍵中一個(gè)是

鍵，另一個(gè)是

鍵，共價(jià)三鍵中一個(gè)是

鍵，另兩個(gè)為

鍵σσπσπ乙烷：

個(gè)σ鍵乙烯：

個(gè)σ鍵

個(gè)π鍵乙炔：

個(gè)σ鍵

個(gè)π鍵75132

4、乙烷、乙烯和乙炔分子中的共價(jià)鍵分別由幾個(gè)σ鍵和幾個(gè)π鍵組成？有機(jī)物中的共價(jià)鍵1、C–H是σ鍵。2、C—C是σ鍵。3、C=C一個(gè)σ鍵，一個(gè)π鍵。4、C≡Ｃ一個(gè)σ鍵，兩個(gè)π鍵。乙烯、乙炔分子中C-Cσ鍵比較穩(wěn)定不容易斷裂，π鍵比較容易斷裂。（1）、共價(jià)鍵具有飽和性按照共價(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，便可和幾個(gè)自旋相反的電子配對(duì)成鍵，這就是共價(jià)鍵的“飽和性”。如：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，不能形成H3、H2Cl、Cl3分子（2）共價(jià)鍵具有方向性原子在形成共價(jià)鍵時(shí)，首先選擇電子云重疊最多的方式，電子云最大重疊的方向共價(jià)鍵的飽和性決定了各種原子形成分子時(shí)相互結(jié)合的數(shù)量關(guān)系。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(duì)稱的，所以S軌道與S軌道形成的共價(jià)鍵沒(méi)有方向性。六、共價(jià)鍵的特征七、極性鍵和非極性鍵1、非極性鍵：共用電子不偏向任何一個(gè)原子的共價(jià)鍵，同種非金屬元素的原子形成的共價(jià)鍵。2、極性鍵：共用電子發(fā)生偏向的共價(jià)鍵，偏向吸引電子能力大的一方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)。

依據(jù)成鍵原子所屬元素電負(fù)性差值的大小，極性鍵可分為強(qiáng)極性鍵和弱極性鍵，當(dāng)電負(fù)性差值為零時(shí)，形成非極性共價(jià)鍵；差值不為零時(shí)，形成極性共價(jià)鍵，而且差值越小，形成的共價(jià)鍵極性越弱。八、共價(jià)晶體1.共價(jià)晶體（1）共價(jià)晶體的定義相鄰原子間以共價(jià)鍵結(jié)合而形成的具有三維骨架結(jié)構(gòu)的晶體稱為共價(jià)晶體。（2）常見(jiàn)的共價(jià)晶體①某些單質(zhì)：如金剛石（C）、晶體硼（B）、晶體硅（Si）、晶體鍺（Ge）等。②某些化合物：如碳化硅晶體（SiC）、二氧化硅晶體（SiO2）、氮化硼晶體（BN）、氮化鋁（AlN）等。（3）共價(jià)晶體的物理性質(zhì)共價(jià)晶體的熔點(diǎn)很高，硬度很大。對(duì)結(jié)構(gòu)相似的共價(jià)晶體來(lái)說(shuō)，原子半徑越小，鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，晶體的熔點(diǎn)就越高。例3

已知C3N4晶體具有比金剛石還大的硬度，且構(gòu)成該晶體的微粒間只以單鍵結(jié)合。下列關(guān)于C3N4晶體的說(shuō)法不正確的是 （）A.該晶體屬于共價(jià)晶體B.該晶體熔化時(shí)破壞分子間作用力C.該晶體中C—N鍵的鍵能比金剛石中C—C鍵的鍵能大D.該晶體中每個(gè)氮原子連接3個(gè)碳原子，每個(gè)碳原子連接4個(gè)氮原子

B金剛石（1）每個(gè)碳與相鄰4個(gè)碳以共價(jià)鍵結(jié)合，形成正四面體結(jié)構(gòu)（2）鍵角均約為109°28′（3）最小碳環(huán)由6個(gè)C組成且六個(gè)碳原子不在同一平面內(nèi)（4）每個(gè)C參與4個(gè)C—C鍵的形成，每個(gè)C—C鍵被2個(gè)碳原子共用，故C原子數(shù)與C—C鍵個(gè)數(shù)之比為1∶2SiO2（1）每個(gè)Si與4個(gè)O以共價(jià)鍵結(jié)合，形成正四面體結(jié)構(gòu)（2）每個(gè)正四面體占有1個(gè)Si，4個(gè)“

O”，n（Si）∶n（O）=1∶2（3）最小環(huán)上有12個(gè)原子，即6個(gè)O，6個(gè)Si（4）1molSiO2中含有4molSi—O鍵{2}金剛石和二氧化硅結(jié)構(gòu)例4

下列有關(guān)共價(jià)晶體的敘述不正確的是 （）A.金剛石和二氧化硅晶體的最小結(jié)構(gòu)單元都是正四面體結(jié)構(gòu)B.含1molC的金剛石中C—C鍵數(shù)目是2NA，1molSiO2晶體中Si—O鍵數(shù)目是4NAC.水晶和干冰在熔化時(shí)，晶體中的共價(jià)鍵都會(huì)斷裂D.SiO2晶體是共價(jià)晶體，所以晶體中不存在分子，SiO2不是它的分子式解析：A對(duì)，金剛石是1個(gè)中心碳原子連接4個(gè)碳原子，二氧化硅是1個(gè)中心硅原子連接4個(gè)氧原子，均為正四面體結(jié)構(gòu)。B對(duì)，金剛石中，1個(gè)C原子與另外4個(gè)C原子形成4個(gè)C—C鍵，這個(gè)C原子對(duì)每個(gè)單鍵的貢獻(xiàn)只有