高中化學(xué) 2.1 共　價(jià)　鍵課件 新人教版選修3 .ppt

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第二章 分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 第一節(jié) 共 價(jià) 鍵,一、共價(jià)鍵 1.基本概念： (1)概念：原子間通過___________形成的化學(xué)鍵。 (2)本質(zhì)：___________________的重疊。 (3)形成元素：通常是電負(fù)性相同或差值較小的非金屬元素原子。,共用電子對(duì),電子云(或原子軌道),(4)特征。 ①_______→決定分子的組成。 ②_______→決定分子的立體構(gòu)型。 (5)表示方法。 ①用“—”表示一對(duì)共用電子所形成的共價(jià)鍵，如H—H。 ②用“＝”表示兩對(duì)共用電子所形成的共價(jià)鍵，如CH2＝CH2。 ③用“≡”表示三對(duì)共用電子所形成的共價(jià)鍵，如CH≡CH。,飽和性,方向性,2.類型及特征(按成鍵原子的原子軌道重疊方式分類)： (1)σ鍵。,頭碰頭,連線,不變,軸對(duì)稱,較大,(2)π鍵。,肩并肩,兩原,子核,鏡像,鏡面,不能,斷裂,二、鍵參數(shù)——鍵能、鍵長(zhǎng)與鍵角 1.概念和特點(diǎn)：,氣態(tài)基態(tài),釋放,穩(wěn)定,核間距,越大,穩(wěn)定,共價(jià)鍵,方向性,立體結(jié)構(gòu),2.對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響：,三、等電子體 1.等電子原理：_________相同、___________相同的分子具有相似的___________，它們的許多性質(zhì)是相近的。 2.等電子體：滿足等電子原理的分子稱為等電子體。如CO和N2具有相同的原子總數(shù)和相同的價(jià)電子總數(shù)，屬于等電子體，它們的許多性質(zhì)相似。,原子總數(shù),價(jià)電子總數(shù),化學(xué)鍵特征,1.辨析下列說法的正誤： (1)所有的分子中都含有共價(jià)鍵。( ) 分析：稀有氣體單質(zhì)為單原子分子，不存在任何化學(xué)鍵。 (2)所有的共價(jià)鍵都有方向性。( ) 分析：在s-sσ鍵中電子均勻分布，無方向性。 (3)兩個(gè)原子間可以只形成σ鍵，但不能只形成π鍵。( ) 分析：根據(jù)分子中共價(jià)鍵成鍵規(guī)律，共價(jià)單鍵一定是σ鍵，共價(jià)雙鍵和共價(jià)三鍵中有一個(gè)σ鍵，所以兩個(gè)原子間的共價(jià)鍵不能只有π鍵而無σ鍵。,×,×,√,(4)鍵長(zhǎng)越長(zhǎng)，則鍵能越大，分子越穩(wěn)定。( ) 分析：鍵長(zhǎng)越長(zhǎng)，則鍵能越小，分子越不穩(wěn)定。,×,2.下列關(guān)于共價(jià)鍵的說法正確的是( ) A.共價(jià)鍵只存在于共價(jià)化合物中 B.金屬元素和非金屬元素間一定不能形成共價(jià)鍵 C.非極性鍵只存在于單質(zhì)分子中 D.離子化合物中既可能含有極性鍵也可能含有非極性鍵 【解析】選D。共價(jià)鍵存在于共價(jià)化合物中也可能存在于離子化合物中，可能是極性共價(jià)鍵也可能是非極性共價(jià)鍵；單質(zhì)中形成的共價(jià)鍵為非極性共價(jià)鍵；離子化合物中可能含有極性共價(jià)鍵也可能含有非極性共價(jià)鍵。,3.下列分子中，只有σ鍵沒有π鍵的是( ) A.CH4 B.N2 C.CH2＝CH2 D.CH≡CH 【解析】選A。兩原子間形成共價(jià)鍵，先形成σ鍵，然后再形成π鍵，即共價(jià)單鍵全部為σ鍵，共價(jià)雙鍵、共價(jià)三鍵中一定含有一個(gè)σ鍵，其余為π鍵。,4.關(guān)于鍵長(zhǎng)、鍵能和鍵角，下列說法不正確的是( ) A.鍵角是描述分子立體結(jié)構(gòu)的重要參數(shù) B.鍵長(zhǎng)的大小與成鍵原子的半徑和成鍵數(shù)目有關(guān) C.鍵長(zhǎng)越長(zhǎng)，鍵能越大，共價(jià)化合物越穩(wěn)定 D.鍵角的大小與鍵長(zhǎng)、鍵能大小無關(guān) 【解析】選C。鍵參數(shù)中鍵長(zhǎng)和鍵角決定分子空間構(gòu)型，鍵能決定分子的穩(wěn)定性。鍵能越大、鍵長(zhǎng)越短，則分子越穩(wěn)定。,5.與 互為等電子體的是( ) A.SO3 B.SO2 C.CH4 D.NO2 【解析】選A。 的最外層電子數(shù)為24，A、B、C、D分子中最外層電子數(shù)依次為24、18、8、17。,6.關(guān)于σ鍵和π鍵的比較，下列說法不正確的是( ) A.σ鍵是軸對(duì)稱的，π鍵是鏡面對(duì)稱的 B.σ鍵是“頭碰頭”式重疊，π鍵是“肩并肩”式重疊 C.σ鍵不能斷裂，π鍵容易斷裂 D.氫原子只能形成σ鍵，氧原子可以形成σ鍵和π鍵 【解析】選C。σ鍵較穩(wěn)定，不易斷裂，而不是不能斷裂?；瘜W(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是舊鍵的斷裂和新鍵的形成。,一、共價(jià)鍵的特征和類型 1.特征： (1)飽和性：因?yàn)槊總€(gè)原子所能提供的未成對(duì)電子的數(shù)目是一定的，因此在共價(jià)鍵的形成過程中，一個(gè)原子中的一個(gè)未成對(duì)電子與另一個(gè)原子中的一個(gè)未成對(duì)電子配對(duì)成鍵后，一般來說就不能再與其他原子的未成對(duì)電子成鍵了，即每個(gè)原子所能形成共價(jià)鍵的總數(shù)或以單鍵連接的原子數(shù)目是一定的，所以共價(jià)鍵具有飽和性。,(2)方向性：除s軌道是球形對(duì)稱的外，其他的原子軌道在空間都具有一定的分布形狀和方向。在形成共價(jià)鍵時(shí)，原子軌道重疊的越多，電子在核間出現(xiàn)的概率越大，所形成的共價(jià)鍵就越牢固，因此共價(jià)鍵將盡可能沿著電子出現(xiàn)概率最大的方向形成，所以共價(jià)鍵具有方向性。,2.類型：,3.σ鍵與π鍵的比較：,【點(diǎn)撥】 深化認(rèn)識(shí)σ鍵和π鍵 (1)σ鍵和π鍵的實(shí)質(zhì)相同，都是由兩原子間通過共用電子對(duì)形成的共價(jià)鍵。 (2)由于原子軌道的重疊程度不同，導(dǎo)致σ鍵比π鍵穩(wěn)定。 (3)由于s軌道是球形的，故s軌道和s軌道形成σ鍵時(shí)無方向性，兩個(gè)s軌道只能形成σ鍵，不能形成π鍵。 (4)兩個(gè)原子間可以只形成σ鍵，但不能只形成π鍵。,【微思考】 (1)為什么不存在H3、H3O、Cl3等分子？ 提示：根據(jù)共價(jià)鍵的飽和性可知，一個(gè)原子的最外層有幾個(gè)未成對(duì)電子，就能形成幾個(gè)共價(jià)鍵，一旦共價(jià)鍵達(dá)到飽和，該原子就不能再與其他原子結(jié)合，所以根據(jù)H、O、Cl的原子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可知它們不會(huì)形成H3、H3O、Cl3等分子。,(2)是否共價(jià)鍵都有方向性？共價(jià)分子中是否可以只存在σ鍵或者π鍵？ 提示：不一定都有方向性。因s軌道是球形的，故s軌道和s軌道形成σ鍵時(shí)，無方向性。 共價(jià)分子中可以只存在σ鍵但不能只存在π鍵，因?yàn)閮蓚€(gè)原子間可以只形成σ鍵，但不能只形成π鍵(也就是說π鍵必須與σ鍵共存)。,【典題訓(xùn)練】(2014·太原高二檢測(cè))下列說法中不正確的是 ( ) A.σ鍵比π鍵電子云重疊程度大，一般比較牢固 B.兩個(gè)原子之間形成共價(jià)鍵時(shí)，最多有一個(gè)σ鍵 C.在氣體單質(zhì)中，一定有σ鍵，可能有π鍵 D.乙烯分子中有5個(gè)σ鍵，1個(gè)π鍵,【解題指南】解答本題時(shí)要注意以下3點(diǎn)： (1)σ鍵和π鍵的形成過程。 (2)σ鍵和π鍵的判斷。 (3)分子中共價(jià)鍵的判斷。,【解析】選C。σ鍵是頭碰頭重疊，而π鍵是肩并肩重疊，因 此σ鍵比π鍵電子云重疊程度大，一般比較牢固，A正確；由 于σ鍵是頭碰頭重疊，所以兩個(gè)原子形成共價(jià)鍵時(shí)，最多有 一個(gè)σ鍵，B正確；在氣體單質(zhì)中，不一定有化學(xué)鍵，例如， 稀有氣體分子中不含有化學(xué)鍵，C錯(cuò)誤；乙烯的結(jié)構(gòu)式為 ，由于單鍵都是σ鍵，而雙鍵由一個(gè)σ鍵和一個(gè)π 鍵構(gòu)成，所以乙烯分子中有5個(gè)σ鍵，1個(gè)π鍵，D正確。,【方法規(guī)律】快速判斷鍵的種類及數(shù)目的規(guī)律 通過物質(zhì)的結(jié)構(gòu)式，可以判斷成鍵方式，需掌握規(guī)律：共價(jià)單鍵全是σ鍵，共價(jià)雙鍵中一個(gè)是σ鍵，另一個(gè)是π鍵；共價(jià)三鍵中一個(gè)是σ鍵，另兩個(gè)為π鍵。,【變式訓(xùn)練】(2014·成都高二檢測(cè))下列有關(guān)σ鍵和π鍵的說法錯(cuò)誤的是( ) A.含有π鍵的分子在反應(yīng)時(shí)，π鍵是化學(xué)反應(yīng)的積極參與者 B.當(dāng)原子形成分子時(shí)，首先形成σ鍵，可能形成π鍵 C.有些原子在與其他原子形成分子時(shí)只能形成σ鍵，不能形成π鍵 D.在分子中，化學(xué)鍵可能只有π鍵，而沒有σ鍵 【解析】選D。在化合物中只要含有共價(jià)鍵，則一定含有σ鍵，可能含有π鍵，不會(huì)出現(xiàn)只含有π鍵而不含有σ鍵的情況，D錯(cuò)誤。,【加固訓(xùn)練】以下關(guān)于化學(xué)鍵的說法中不正確的是( ) A.σ鍵和π鍵都可單獨(dú)存在 B.由兩種元素組成的化合物中可既含有極性鍵，又含有非極性鍵 C.CO2分子中有兩個(gè)σ鍵和兩個(gè)π鍵 D.空氣中N2的化學(xué)性質(zhì)比O2穩(wěn)定是由于N2分子中化學(xué)鍵的鍵能大于O2分子中的化學(xué)鍵鍵能 【解析】選A。π鍵一般不能單獨(dú)存在；過氧化氫中既有極性鍵又有非極性鍵；二氧化碳分子中有兩個(gè)雙鍵；鍵能越大，鍵越穩(wěn)定，分子也越穩(wěn)定。,二、鍵參數(shù)與分子性質(zhì) 1.一般來講，形成共價(jià)鍵的兩原子半徑之和越小，共用電子對(duì)數(shù)越多，則共價(jià)鍵越牢固，含有該共價(jià)鍵的分子越穩(wěn)定。如HF、HCl、HBr、HI中，分子的共用電子對(duì)數(shù)相同(1對(duì))，因F、Cl、Br、I的原子半徑依次增大，故共價(jià)鍵牢固程度H—F H—ClH—BrH—I，因此，穩(wěn)定性HFHClHBrHI。 2.鍵長(zhǎng)越短，往往鍵能越大，共價(jià)鍵越穩(wěn)定。,3.鍵能與鍵長(zhǎng)是衡量共價(jià)鍵穩(wěn)定性的參數(shù)，鍵角是描述分子立體結(jié)構(gòu)的參數(shù)。一般來說，如果知道分子中的鍵角，這個(gè)分子的立體構(gòu)型就確定了。如氨分子的H—N—H鍵角是107°，就可以斷定氨分子是三角錐形分子，如圖：,4.鍵能與化學(xué)反應(yīng)的能量變化關(guān)系： (1)化學(xué)反應(yīng)過程中，舊鍵斷裂吸收的總能量大于新鍵形成所放出的總能量，則反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，吸熱反應(yīng)使反應(yīng)體系的能量增加，故規(guī)定反應(yīng)的熱量變化ΔH為“+”。 化學(xué)反應(yīng)過程中，舊鍵斷裂所吸收的總能量小于新鍵形成放出的總能量，則反應(yīng)為放熱反應(yīng)，放熱反應(yīng)使反應(yīng)體系的能量降低，故規(guī)定反應(yīng)的熱量變化ΔH為“-”。 (2)利用鍵能計(jì)算反應(yīng)的熱量變化：ΔH=反應(yīng)物的鍵能總和-生成物的鍵能總和。,【警示】 認(rèn)識(shí)鍵參數(shù)的幾個(gè)誤區(qū) (1)鍵長(zhǎng)和鍵角共同決定分子的空間結(jié)構(gòu)； (2)鍵長(zhǎng)不是成鍵兩原子的原子半徑之和，而是小于其半徑之和； (3)鍵能越大，一般鍵長(zhǎng)越短，分子越穩(wěn)定。,【微思考】 (1)三個(gè)鍵參數(shù)中，鍵角是分子的立體結(jié)構(gòu)的唯一決定因素嗎？ 提示：不是，鍵角決定了共價(jià)鍵的夾角，因而決定了分子的形狀。而鍵長(zhǎng)決定著分子的大小，故分子的立體結(jié)構(gòu)是由共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)和鍵角共同來決定的。,(2)如何比較不同分子中的鍵能的大小呢？ 提示：對(duì)于相同的鍵型，可以通過比較鍵長(zhǎng)即原子半徑來確定鍵能大小進(jìn)而確定分子的穩(wěn)定性。再有共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)不等于兩成鍵原子半徑之和，因?yàn)殡娮釉朴兄丿B部分，所以小于這個(gè)加和。,【典題訓(xùn)練】(2014·咸寧高二檢測(cè))下列說法中正確的是 ( ) A.在分子中，兩個(gè)原子間的距離叫鍵長(zhǎng) B.非極性鍵的鍵能大于極性鍵的鍵能 C.鍵能越大，表示該分子越容易受熱分解 D.H—Cl的鍵能為431.8 kJ·mol-1，H—I的鍵能為 298.7 kJ·mol-1，這可說明HCl分子比HI分子穩(wěn)定,【解題指南】解答本題時(shí)要注意以下兩點(diǎn)： (1)共價(jià)鍵的三個(gè)鍵參數(shù)的概念。 (2)鍵參數(shù)與分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)的關(guān)系。,【解析】選D。形成共價(jià)鍵的兩個(gè)原子核間的距離為鍵長(zhǎng)，A錯(cuò)誤；鍵能的大小取決于成鍵原子的電負(fù)性，與鍵的極性無必然聯(lián)系，B錯(cuò)誤；鍵能越大，越難斷裂化學(xué)鍵，分子越穩(wěn)定，C錯(cuò)誤、D正確。,【互動(dòng)探究】 把A選項(xiàng)改為在分子中形成共價(jià)鍵的兩個(gè)原子半徑之和為鍵長(zhǎng)，是否可以？ 提示：不可以，因?yàn)殒I長(zhǎng)是形成共價(jià)鍵的兩個(gè)原子核之間的距離，由于電子云的重疊，使核間距略小于兩原子半徑之和。,【變式訓(xùn)練】(2014·山西大學(xué)附中高二檢測(cè))意大利羅馬大學(xué)的Fulvio Cacace等人獲得了極具理論研究意義的氣態(tài)N4分子，其分子結(jié)構(gòu)如圖所示。已知斷裂1 mol N—N鍵吸收 167 kJ熱量，生成1 mol N≡N鍵放出942 kJ熱量，根據(jù)以上信息和數(shù)據(jù)，判斷下列說法正確的是( ) A.N4屬于一種新型的化合物 B.N4分子中存在非極性鍵 C.N4分子中N—N鍵角為109°28′ D.1 mol N4轉(zhuǎn)變成N2將吸收882 kJ熱量,【解析】選B。N4是由氮元素形成的一種單質(zhì)，A錯(cuò)誤；氮元素為活潑非金屬元素，氮元素與氮元素之間形成的是非極性鍵，B正確；N4是正四面體結(jié)構(gòu)，鍵角為60°，C錯(cuò)誤；已知斷裂1 mol N—N鍵吸收167 kJ熱量，生成1 mol N≡N鍵放出942 kJ熱量，則1 mol N4轉(zhuǎn)變成N2將放出882 kJ熱量，D錯(cuò)誤。,【加固訓(xùn)練】從實(shí)驗(yàn)測(cè)得不同物質(zhì)中氧—氧鍵之間的鍵長(zhǎng)和鍵能數(shù)據(jù)如下表：,其中X、Y的鍵能數(shù)據(jù)尚未測(cè)定，但可根據(jù)規(guī)律推導(dǎo)鍵能的大小順序?yàn)閃ZYX。該規(guī)律是( ) A.成鍵時(shí)電子數(shù)越多，鍵能越大 B.鍵長(zhǎng)越長(zhǎng)，鍵能越小 C.成鍵所用的電子數(shù)越少，鍵能越大 D.成鍵時(shí)電子對(duì)越偏移，鍵能越大,【解析】選B。電子數(shù)由多到少的順序?yàn)? O2 ，鍵能大小順序?yàn)閃ZYX，A項(xiàng)錯(cuò)誤；這些微粒都是O成鍵，無偏移，D項(xiàng)錯(cuò)誤；對(duì)于這些微粒在成鍵時(shí)所用電子情況，題中無信息，已有的知識(shí)中也沒有，說明這不是本題考查的知識(shí)點(diǎn)。,