課件高中化學(xué)-共價(jià)鍵

高中化學(xué)-共價(jià)鍵本課件將帶您深入了解共價(jià)鍵的形成、性質(zhì)和重要應(yīng)用。by課程目標(biāo)了解共價(jià)鍵的概念理解共價(jià)鍵形成的過程和特點(diǎn)掌握共價(jià)鍵的類型：單鍵、雙鍵、三鍵學(xué)習(xí)共價(jià)鍵的性質(zhì)，包括極性和非極性共價(jià)鍵、氫鍵什么是共價(jià)鍵共價(jià)鍵是化學(xué)鍵的一種，由兩個(gè)或多個(gè)原子通過共享電子對形成的化學(xué)鍵。共價(jià)鍵是化學(xué)中最重要的鍵類型之一，它在各種化合物中起著至關(guān)重要的作用，包括有機(jī)化合物、無機(jī)化合物和生物大分子。共價(jià)鍵的特點(diǎn)方向性共價(jià)鍵的方向是由電子對的運(yùn)動軌跡決定的。飽和性每個(gè)原子所能形成的共價(jià)鍵數(shù)目是有限的。強(qiáng)力共價(jià)鍵是化學(xué)鍵中強(qiáng)度較高的類型。共價(jià)鍵的形成過程1原子軌道重疊兩個(gè)原子之間相互接近，它們的外層電子軌道重疊。2電子云相互吸引重疊的原子軌道上的電子云互相吸引，形成共用電子對。3共價(jià)鍵形成共用電子對吸引兩個(gè)原子核，使兩個(gè)原子結(jié)合在一起形成共價(jià)鍵。單鍵、雙鍵和三鍵單鍵兩個(gè)原子之間共享一對電子。雙鍵兩個(gè)原子之間共享兩對電子。三鍵兩個(gè)原子之間共享三對電子。極性和非極性共價(jià)鍵非極性共價(jià)鍵當(dāng)兩個(gè)原子核具有相同電負(fù)性時(shí)，它們之間形成的共價(jià)鍵稱為非極性共價(jià)鍵。例如，H?和Cl?分子中的共價(jià)鍵。極性共價(jià)鍵當(dāng)兩個(gè)原子核具有不同電負(fù)性時(shí)，它們之間形成的共價(jià)鍵稱為極性共價(jià)鍵。例如，HCl分子中的共價(jià)鍵。電負(fù)性電負(fù)性是指原子吸引電子對的能力。電負(fù)性越大的原子，吸引電子的能力越強(qiáng)。氫鍵氫鍵是一種特殊的分子間作用力，存在于含有極性共價(jià)鍵的分子之間，例如水、氨氣和氟化氫。氫鍵的形成條件是，氫原子必須與電負(fù)性較大的原子（如氧、氮或氟）形成極性共價(jià)鍵，而這個(gè)電負(fù)性較大的原子又必須具有孤對電子。離子鍵和共價(jià)鍵的比較離子鍵通過電荷吸引形成的鍵,通常由金屬和非金屬原子之間形成。共價(jià)鍵通過原子之間共享電子形成的鍵,通常由非金屬原子之間形成。共價(jià)鍵的強(qiáng)度1強(qiáng)例如：金剛石中碳原子之間形成的共價(jià)鍵2弱例如：鹵素單質(zhì)中鹵素原子之間形成的共價(jià)鍵共價(jià)鍵長度影響共價(jià)鍵長度的因素原子半徑原子半徑越大，共價(jià)鍵長度越長。鍵級鍵級越高，共價(jià)鍵長度越短。電負(fù)性電負(fù)性差越大，共價(jià)鍵長度越短。分子間力范德華力范德華力是分子間最弱的吸引力，包括倫敦力、偶極-偶極力和偶極-誘導(dǎo)力。氫鍵氫鍵是一種較強(qiáng)的分子間吸引力，存在于含有氫鍵的物質(zhì)中，例如水和氨。共價(jià)鍵的電負(fù)性1定義原子吸引電子對的能力，稱為電負(fù)性。2影響因素原子核電荷數(shù)和電子層數(shù)影響電負(fù)性。3周期律同一周期，電負(fù)性從左到右增大；同一主族，電負(fù)性從上到下減小。共價(jià)鍵的極化電負(fù)性差異當(dāng)兩種原子形成共價(jià)鍵時(shí)，如果它們的電負(fù)性差異較大，電子就會偏向電負(fù)性較大的原子，形成極性共價(jià)鍵。偶極矩極性共價(jià)鍵導(dǎo)致分子產(chǎn)生偶極矩，使分子具有極性。共價(jià)鍵的成鍵軌道原子軌道原子中的電子分布在不同的能級和亞層，形成原子軌道。例如，氫原子只有一個(gè)1s軌道，而碳原子有1s、2s和2p軌道。成鍵軌道當(dāng)兩個(gè)原子形成共價(jià)鍵時(shí)，它們的原子軌道會重疊，形成新的稱為成鍵軌道的分子軌道。鍵合電子在成鍵軌道中共享，這使得兩個(gè)原子相互吸引并形成共價(jià)鍵。σ鍵σ鍵是由原子軌道沿鍵軸方向重疊形成的，是共價(jià)鍵中最常見的類型。π鍵π鍵是由原子軌道在鍵軸方向相互垂直的平面上重疊形成的，比σ鍵弱。共價(jià)鍵的混成sp混成例如，在乙烯分子中，碳原子形成一個(gè)sp混成軌道，它是由一個(gè)s軌道和一個(gè)p軌道混合而成的。這個(gè)sp混成軌道可以形成兩個(gè)σ鍵，一個(gè)是與另一個(gè)碳原子形成的σ鍵，另一個(gè)是與氫原子形成的σ鍵。sp2混成例如，在甲烷分子中，碳原子形成一個(gè)sp2混成軌道，它是由一個(gè)s軌道和兩個(gè)p軌道混合而成的。這個(gè)sp2混成軌道可以形成三個(gè)σ鍵，它們分別與三個(gè)氫原子形成。sp3混成例如，在乙炔分子中，碳原子形成一個(gè)sp3混成軌道，它是由一個(gè)s軌道和三個(gè)p軌道混合而成的。這個(gè)sp3混成軌道可以形成四個(gè)σ鍵，它們分別與四個(gè)氫原子形成。分子的形狀分子的形狀是指分子中原子在空間的排列方式。分子的形狀是由共價(jià)鍵的性質(zhì)以及電子對之間的排斥作用決定的。價(jià)層電子對互斥理論(VSEPR)是一種預(yù)測分子形狀的理論，它指出原子周圍的電子對，無論是成鍵電子對還是孤對電子，都會相互排斥，并盡可能地遠(yuǎn)離彼此。因此，分子中原子之間的鍵角和分子形狀都取決于電子對之間的排斥力。共價(jià)鍵理論局限性復(fù)雜分子對于復(fù)雜分子，共價(jià)鍵理論無法準(zhǔn)確預(yù)測其結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。例如，苯的結(jié)構(gòu)無法用簡單的共價(jià)鍵理論解釋。電子效應(yīng)共價(jià)鍵理論無法完全解釋電子效應(yīng)，如誘導(dǎo)效應(yīng)和共軛效應(yīng)等。金屬鍵共價(jià)鍵理論無法解釋金屬鍵，即金屬原子之間形成的化學(xué)鍵。價(jià)鍵理論價(jià)鍵理論解釋了共價(jià)鍵的形成機(jī)制，認(rèn)為原子之間共用電子對形成共價(jià)鍵。該理論認(rèn)為共價(jià)鍵的形成是由于原子軌道重疊。價(jià)鍵理論可以用來解釋分子的形狀和性質(zhì)，并預(yù)測化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物。分子軌道理論原子軌道原子軌道是描述單個(gè)原子中電子運(yùn)動空間的理論模型，用于解釋原子中電子的能級和空間分布。分子軌道分子軌道是多個(gè)原子軌道在分子形成時(shí)線性組合的結(jié)果，用來描述分子中電子運(yùn)動的空間，并解釋分子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。價(jià)鍵理論與分子軌道理論的關(guān)系互補(bǔ)性價(jià)鍵理論側(cè)重于化學(xué)鍵的形成過程，而分子軌道理論則側(cè)重于化學(xué)鍵的本質(zhì)。應(yīng)用范圍價(jià)鍵理論適用于簡單分子，而分子軌道理論可以解釋更復(fù)雜的分子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。局限性兩種理論都存在局限性，但它們共同構(gòu)成了現(xiàn)代化學(xué)理論體系的重要組成部分。分子的極性極性分子當(dāng)分子中各個(gè)原子對電子的吸引力不同時(shí)，電子就會偏向吸引力較強(qiáng)的原子，從而形成極性鍵。如果分子中存在極性鍵，并且這些極性鍵的方向不完全抵消，則該分子就具有極性。非極性分子當(dāng)分子中各個(gè)原子對電子的吸引力相同時(shí)，電子就會均勻分布，不會形成極性鍵。即使分子中存在極性鍵，但這些極性鍵的方向完全抵消，則該分子也為非極性分子。分子形狀與極性的關(guān)系1對稱對稱分子通常是非極性的2不對稱不對稱分子通常是極性的3極性鍵即使是對稱分子，如果含有極性鍵，則也可能是極性的共價(jià)鍵在日常生活中的應(yīng)用水水是由兩個(gè)氫原子和一個(gè)氧原子通過共價(jià)鍵連接而成，是生命活動不可或缺的物質(zhì)。塑料塑料是由碳原子通過共價(jià)鍵連接形成的長鏈聚合物，廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)和生活中。藥物許多藥物分子通過共價(jià)鍵連接特定官能團(tuán)，以發(fā)揮特定的藥理作用。碳?xì)浠衔锒x由碳和氫兩種元素組成的化合物稱為碳?xì)浠衔?。種類碳?xì)浠衔锟煞譃橥闊N、烯烴、炔烴、芳香烴等，根據(jù)碳原子間連接方式的不同，它們具有不同的性質(zhì)。鹵代烴1定義鹵代烴是指烴分子中一個(gè)或多個(gè)氫原子被鹵素原子取代的化合物。2分類鹵代烴可根據(jù)鹵素原子種類和數(shù)目進(jìn)行分類，如一鹵代烴、二鹵代烴、多鹵代烴等。3性質(zhì)鹵代烴一般具有較強(qiáng)的極性，可溶于有機(jī)溶劑，沸點(diǎn)隨鹵素原子數(shù)目增加而升高。4應(yīng)用鹵代烴在有機(jī)合成、醫(yī)藥、農(nóng)藥等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，但有些鹵代烴對環(huán)境有污染。含氧有機(jī)化合物醇醇類含有羥基(-OH)基團(tuán)。常見醇包括乙醇(CH3CH2OH)和甲醇(CH3OH)。羧酸羧酸含有羧基(-COOH)基團(tuán)。醋酸(CH3COOH)是最常見的羧酸之一。醛醛類含有醛基(-CHO)基團(tuán)。甲醛(HCHO)是最簡單的醛。酮酮類含有酮基(-CO-)基團(tuán)。丙酮(CH3COCH3)是一種常見的酮。氨基化合物結(jié)構(gòu)氨基化合物包含至少一個(gè)氨基(-NH2)基團(tuán)。性質(zhì)氨基化合物通常呈堿性，可以與酸反應(yīng)生成鹽。應(yīng)用氨基化合物廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)和工業(yè)。生物大分子中的共價(jià)鍵蛋白質(zhì)肽鍵是蛋白質(zhì)中的主要共價(jià)鍵，連接氨基酸形成長鏈。核酸磷酸二酯鍵連接核苷酸形成核酸，如DNA和RNA。碳水化合物糖苷鍵是碳水化合物中的主要共價(jià)鍵，