高中化學魯科版選修三第2章 第1節(jié) 共價鍵模型

《高中化學魯科版選修三第2章 第1節(jié) 共價鍵模型》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中化學魯科版選修三第2章 第1節(jié) 共價鍵模型（47頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

歡迎進入化學課堂 第2章 第1節(jié) 課前預(yù)習 巧設(shè)計 名師課堂 一點通 創(chuàng)新演練 大沖關(guān) 設(shè)計1 設(shè)計2 考點一 考點二 課堂10分鐘練習 課堂5分鐘歸納 課下30分鐘演練 考點三 一 共價鍵1 共價鍵的形成及本質(zhì) 1 概念 原子間通過形成的化學鍵稱為共價鍵 2 本質(zhì) 高概率地出現(xiàn)在兩個原子核之間的電子與兩個原子核之間的是共價鍵的本質(zhì) 共用電子對 電性作用 3 形成元素 通常 電負性的非金屬元素原子形成的化學鍵為共價鍵 4 表示方法 用一條短線表示由形成的共價鍵 如H Cl H O H等 表示兩對電子形成的共價鍵 表示三對共用電子形成的共價鍵等 相同或差值小 一對共用電子 2 鍵和 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)的概率而形成的共價鍵 2 鍵 原子軌道以 方式相互重疊導(dǎo)致電子在核間出現(xiàn)的概率而形成的共價鍵 3 氮分子的N N中有個 鍵 個 鍵 頭碰頭 增大 肩并肩 增大 一 兩 3 共價鍵的特征 1 飽和性 每個原子所能形成的共價鍵或以單鍵連接的是一定的 稱為共價鍵的飽和性 2 方向性 在形成共價鍵時 原子軌道重疊得 電子在核間出現(xiàn)的概率愈大 所形成的共價鍵就 因此 共價鍵將盡可能沿著出現(xiàn)最大的方向形成 這就是共價鍵的方向性 總數(shù) 原子 數(shù)目 越多 愈牢固 電子概率 3 作用 共價鍵的飽和性決定著各種原子形成分子時相互結(jié)合的 共價鍵的方向性決定著分子的 數(shù)量關(guān)系 空間構(gòu)型 不同 電負性 正 2 非極性鍵 元素的原子之間形成的共價鍵 因兩原子相同 共用電子對 兩原子均不顯電性 這樣的共價鍵叫非極性共價鍵 簡稱非極性鍵 如Cl Cl 同種 電負性 不發(fā)生偏向 二 鍵參數(shù)1 鍵能 1 定義 在101 3kPa 298K條件下 斷開AB g 分子中的化學鍵 使其分別生成氣態(tài)A原子和氣態(tài)B原子所的能量 2 表示方式 3 含義 鍵能大小可定量地表示化學鍵的 鍵能越大 共價鍵越 含有該鍵的分子越 1mol 吸收 EA B 強弱程度 牢固 穩(wěn)定 2 鍵長 1 概念 兩成鍵原子的的距離 2 含義 兩原子間的鍵長越短 化學鍵 鍵越 鍵長是影響分子的因素之一 3 鍵角 1 概念 多原子分子中 的夾角 2 含義 鍵角是影響分子的重要因素 原子核間 愈強 牢固 空間構(gòu)型 兩個化學鍵 空間構(gòu)型 3 常見物質(zhì)的鍵角及分子構(gòu)型 1 判斷正誤 1 共價鍵的本質(zhì)是一種靜電吸引作用 2 所有的非金屬元素的原子間都能形成共價鍵 3 同種元素的原子間形成非極性鍵 不同種元素的原子間形成極性鍵 4 鍵能越大 鍵長越長 共價鍵越牢固 5 鍵能是在標準狀況下測定的 分析 1 共價鍵的本質(zhì)是一種電性作用 這種電性作用包括靜電吸引 也包括靜電排斥 2 稀有氣體的原子間不存在任何化學鍵 4 鍵能越大 鍵長越短 共價鍵越牢固 5 298K是25 所以鍵能的數(shù)據(jù)是在通常情況下測定的 而不是標準狀況 答案 1 2 3 4 5 2 氫原子和氟原子 氯原子均可以形成 鍵 其成鍵軌道完全相同嗎 分析 不相同 氫原子的未成對電子在1s軌道 氟原子 氯原子的未成對電子分別位于2p 3p軌道 所以HF中的 鍵是1s與2p軌道 頭碰頭 重疊 而HCl分中的 鍵是1s與3p軌道 頭碰頭 重疊 3 為什么氯化氫的分子式為HCl 而水是H2O 分析 氫原子和氯原子都只有一個未成對電子 根據(jù)共價鍵的飽和性 一個氫原子和一個氯原子的未成對電子配對成鍵 兩原子的最外層均達穩(wěn)定結(jié)構(gòu) 故氯化氫的分子式為HCl 而一個氧原子有兩個未成對電子 要分別與兩個氫原子的未成對電子配對成鍵 氧原子的最外層才達到穩(wěn)定結(jié)構(gòu) 故水的分子式為H2O 4 下列物質(zhì)中 只有極性鍵的是 只有非極性鍵的是 既含有極性鍵 又含有非極性鍵的是 H2 HCl NH3 H2O2 CO2 CCl4 C2H6分析 同種原子間形成非極性鍵 不同種原子間形成極性鍵 H2O2的2個氧原子間存在非極性共價鍵 烴分子中碳原子間存在非極性共價鍵 答案 1 共價鍵的形成和本質(zhì) 1 價鍵理論 亦稱為電子配對理論 主要有以下兩個基本要點 兩個原子接近時 自旋方向相反的未成對電子可以配對形成共價鍵 成鍵電子所在的原子軌道重疊的越多 所形成的共價鍵越穩(wěn)定 這稱為原子軌道最大重疊原理 2 共價鍵的本質(zhì) 高概率出現(xiàn)在兩個原子核之間的電子與兩個原子核間的電性作用是共價鍵的本質(zhì) 出現(xiàn)在兩個原子核間的電子 相當于一個負電荷的橋梁將兩個正電荷連接起來 2 鍵和 鍵兩原子間形成共價鍵時 一定形成一個 鍵 還可能形成1個或2個 鍵 即兩原子間若形成1個共價鍵 則一定是 鍵 若形成兩個共價鍵 則一個 鍵 一個 鍵 若形成叁鍵 則一個 鍵 2個 鍵 3 對共價鍵飽和性的理解 1 一個原子有幾個未成對電子 便可和幾個自旋方向相反的電子配對成鍵 使原子最外層形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu) 2 共價鍵的飽和性決定了共價化合物的分子組成 如N原子有3個未成對電子 H原子只有1個未成對電子 它們之間化合時原子個數(shù)比為1 3 例1 下列有關(guān)共價鍵的敘述中 不正確的是 A 某原子與其他原子形成共價鍵時 其共價鍵數(shù)一定等于該元素原子的價電子數(shù)B 水分子內(nèi)氧原子結(jié)合的氫原子數(shù)已經(jīng)達到飽和 故一般不能再結(jié)合其他氫原子C Cl2分子和HCl分子中的共價鍵極性不同D H2O分子中O H鍵的極性比H2S分子中H S鍵的極性強 解析 非金屬元素的原子形成的共價鍵的數(shù)目取決于該原子最外層的未成對電子數(shù) 一般最外層有幾個未成對電子就能形成幾個共價鍵 故A不正確 一個原子的未成對電子一旦與另一個自旋方向相反的未成對電子成鍵后 一般就不能再與第三個原子配對成鍵 因此 一個原子有幾個未成對電子 就會與幾個自旋方向相反的未成對電子成鍵 這就是共價鍵的飽和性 故一個氧原子一般只能與兩個氫原子成鍵生成H2O B正確 Cl2分子中為非極性鍵 HCl分子中為極性鍵 C正確 氧元素的電負性比硫元素的強 H2O中的H O鍵比H2S分子中的H S鍵極性強 D正確 答案 A 1 共價鍵存在于除稀有氣體以外的非金屬單質(zhì) 共價化合物以及多原子組成的復(fù)雜離子中 2 成鍵兩元素電負性差值越大 鍵的極性越強 1 鍵 1 特征 以形成化學鍵的兩原子核的連線為軸作旋轉(zhuǎn)操作 形成共價鍵的未成對電子的原子軌道采取 頭碰頭 的方式重疊 2 分類 根據(jù)成鍵原子軌道的不同 鍵可分為s s 鍵 s p 鍵 p p 鍵 3 鍵的存在 共價單鍵為 鍵 共價雙鍵和叁鍵中存在 鍵 只含有一個 鍵 4 特點 形成 鍵的電子云重疊較多 鍵較牢固 2 鍵 1 鍵的特征 每個 鍵的電子云由兩塊組成 分別位于由兩原子核構(gòu)成的平面兩側(cè) 如果以它們之間包含原子核的平面為鏡面 它們互為鏡像 這種特征稱為鏡像對稱 形成共價鍵的未成對電子的原子軌道 采取 肩并肩 方式重疊 2 鍵的存在 鍵通常存在于雙鍵 叁鍵中 雙鍵中有一個 鍵一個 鍵 叁鍵中有一個 鍵兩個 鍵 3 特點 形成 鍵的電子云重疊較少 易斷裂 如乙烯加成斷裂的就是 鍵 例2 下列說法中不正確的是 A 鍵比 鍵重疊程度大 形成的共價鍵強B 兩個原子之間形成共價鍵時 最多有一個 鍵C 在氣體單質(zhì)中 一定有 鍵 可能有 鍵D N2分子中有1個 鍵 2個 鍵 解析 由于原子軌道 頭碰頭 比 肩并肩 重疊程度大 所以 鍵更牢固 兩原子間形成共價鍵時 先考慮形成 鍵 因此兩個原子之間若形成單鍵 一定是 鍵 若形成雙鍵 則有1個 鍵和1個 鍵 若形成叁鍵 則有1個 鍵和2個 鍵 而稀有氣體為單原子分子 不存在化學鍵 C項錯誤 答案 C 1 在 鍵中 原子軌道重疊程度s s 鍵 s p 鍵 p p 鍵 2 s s 鍵無方向性 鍵能 鍵長 鍵角 以及鍵的極性 等是表征共價鍵性質(zhì)的物理量 稱為鍵參數(shù) 1 鍵能 1 鍵能越大 即形成化學鍵時放出的能量越多 意味著這個化學鍵越穩(wěn)定 越不容易被打斷 如N2的化學性質(zhì)穩(wěn)定就是由于N N的鍵能大的緣故 2 在兩個原子間形成的不飽和鍵中 鍵的鍵能比 鍵的鍵能大 則CH2 CH2中碳碳雙鍵的鍵能 615kJ mol 1 小于C2H6中碳碳單鍵的鍵能 348kJ mol 1 的2倍 CH CH中碳碳叁鍵的鍵能 812kJ mol 1 小于碳碳單鍵和碳碳雙鍵的鍵能之和 3 原子間形成化學鍵時釋放能量 則拆開化學鍵時需要吸收能量 如H Cl鍵的鍵能是431kJ mol 1 則拆開1molHCl中的共價鍵需要吸收431kJ的能量 2 鍵長 1 鍵長越短 往往鍵能越大 共價鍵越穩(wěn)定 鍵能和鍵長共同決定鍵的穩(wěn)定性和分子的性質(zhì) 2 當兩個原子間形成雙鍵 叁鍵時 由于原子軌道的重疊程度增大 原子之間的核間距減小 即鍵長變小 如碳碳單鍵 雙鍵和叁鍵的鍵長分別為1 54nm 1 33nm 1 20nm 3 鍵長與原子半徑密切相關(guān) 一般而言 具有相似性的元素的原子成鍵時 原子半徑越大 鍵長越長 如F F Cl Cl Br Br I I的鍵長逐漸變長 C H N H O H F H的鍵長逐漸變短 3 鍵角 1 鍵角是反映分子空間結(jié)構(gòu)的重要因素之一 例如水分子中兩個O H鍵之間的夾角是104 5 這就決定了水分子是角形 又稱V形 結(jié)構(gòu) CO2分子的結(jié)構(gòu)式為O C O 它的鍵角為180 是一種直線形分子 2 多原子分子的鍵角是一個確定的角度 表明共價鍵具有方向性 3 一些常見分子的鍵角 如白磷 P4 60 BF3 C2H4 120 H2O 104 5 NH3 107 3 CH4 CCl4 正四面體 109 5 CO2 CS2 C2H2 直線形 180 等 4 鍵參數(shù)的應(yīng)用 1 鍵長 鍵能與分子穩(wěn)定性 鍵長越短 鍵能越大 共價鍵越牢固 該分子越穩(wěn)定 2 鍵長 鍵角與分子的空間構(gòu)型 一般來說 如果知道某個分子中的鍵長和鍵角數(shù)據(jù) 那么這個分子的幾何構(gòu)型就確定了 如NH3分子中H N H鍵角是107 3 N H鍵長是101 9pm 就可以斷定NH3分子是三角錐形分子 如圖所示 例3 下列說法中正確的是 A 分子中鍵能越大 鍵長越長 則分子越穩(wěn)定B 元素周期表中的 A族 除H外 和 A族元素的原子間可能形成共價鍵C 水分子可表示為H O H 分子中鍵角為180 D H O鍵鍵能為463kJ mol 1 即18gH2O分解成H2和O2時 消耗能量為2 463kJ 解析 A項 分子中鍵能越大 鍵長越短 共價鍵越牢固 分子越穩(wěn)定 B項 Li的電負性為1 0 I的電負性為2 5 其差值為1 5 1 7 所以LiI中存在共價鍵 C項 H2O分子中鍵角為104 5 是V形分子而不是直線形 D項 18g水即1mol 1mol水中含有2molH O鍵 斷開時需要吸收2 463kJ的能量 同時生成氣態(tài)氫原子和氣態(tài)氧原子 再進一步形成H2和O2時 還要放出一部分能量 需知H H和O O的鍵能 然后再計算最終所需的能量 答案 B 1 鍵長與分子穩(wěn)定性關(guān)系 鍵長越短 鍵能越大 分子越穩(wěn)定 防止疏忽認為鍵長越長 分子越穩(wěn)定 2 根據(jù)鍵能的概念 通常情況下的氣態(tài)A B原子生成1mol氣態(tài)化合物AB時所放出的能量 其數(shù)值與鍵能值相同 點擊下圖進入課堂10分鐘練習 1 共價鍵有飽和性和方向性 同種原子形成的共價鍵是非極性鍵 不同種原子形成的共價鍵是極性鍵 電負性差值越大 共價鍵極性越強 2 成鍵原子的原子軌道以 頭碰頭 方式重疊形成 鍵 原子軌道以 肩并肩 方式重疊形成 鍵 3 共價單鍵為 鍵 雙鍵 叁鍵中一個為 鍵 其它為 鍵 鍵比 鍵穩(wěn)定 4 鍵長越短 鍵能越大 分子越穩(wěn)定 鍵長 鍵角決定分子的空間構(gòu)型 點擊下圖進入課下30分鐘演練 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全