《共價鍵原子晶體》PPT課件.ppt

一、共價鍵,共價鍵 1、定義： 2、成鍵微粒： 3、成鍵本質(zhì)： 4、成鍵元素： 5、存在范圍： 6、表示方法：,原子之間通過共用電子對所形成的相互作用。,原子,原子間通過共用電子對所產(chǎn)生的強(qiáng)烈的相互作用。,一般非金屬之間 部分金屬與非金屬之間,非金屬單質(zhì)(H2、O2 )、共價化合物(NH3、 CH4 、H2O)、離子化合物(NaOH、 NH4Cl),電子式、結(jié)構(gòu)式,不穩(wěn)定要趨于穩(wěn)定；體系能量降低,7、成鍵原因：,a、電子式：,b、結(jié)構(gòu)式 ：,共價鍵的表示方法,共價鍵的形成,交流與討論：兩個氫原子如何形成氫分子? （1）氫原子電子排布式： （2）基態(tài)氫原子軌道表示式： （3）原子之間形成共價鍵的原因： 原子軌道填滿電子，且電子自旋相反，體系能 量最底，最穩(wěn)定。,v,r,0,V：勢能 r：核間距,兩個核外電子自旋方向相反的氫原子靠近,r0,v,r,0,r0,V：勢能 r：核間距,r0,v,r,0,r0,V：勢能 r：核間距,r0,v,r,0,r0,V：勢能 r：核間距,v,r,0,V：勢能 r：核間距,兩個核外電子自旋方向相同的氫原子靠近,氫氣分子形成過程的能量變化,相距很遠(yuǎn)的兩個核外電子自旋方向相反的氫原子相互逐漸接近,在這一過程中體系能量將先變小后變，成鍵后能量達(dá)到最低，形成穩(wěn)定的氫氣分子。兩個自旋方向相同的電子不能配對成鍵。,從核間距和成鍵電子的自旋方向來觀察能量的變化情況。,1、共價鍵的形成條件,A、兩原子電負(fù)性 或 。,B、一般成鍵原子有 電子。且自旋方向相反,C、成鍵原子的原子軌道在空間 。,一、共價鍵的形成,相同,之差小于1.7,未成對,重疊,2、共價鍵的本質(zhì),成鍵原子相互接近時，原子軌道發(fā)生 ，自旋方向 的 電子形成 ，兩原子核間的電子密度 ，體系的能量 。,重 疊,相 反,未成對,共用電子對,增 加,降 低,3、共價鍵的特征,（1）具有飽和性 在成鍵過程中,每種元素的原子有幾個未成對電子通常就只能形成幾個共價鍵，所以在共價分子中每個原子形成共價鍵數(shù)目是一定的。,（2）具有方向性,在形成共價鍵時，兩個參與成鍵的原子軌道總是 盡可能沿著電子出現(xiàn)機(jī)會最大的方向重疊成鍵，而且 原子軌道重疊越多，電子在兩核間出現(xiàn)的機(jī)會越多， 體系的能量下降也就越多，形成的共價鍵越牢固。 因此，一個原子與周圍的原子形成的共價鍵就表 現(xiàn)出方向性（ s 軌道與 s 軌道重疊形成的共價鍵無 方向性，例外）。,4、共價鍵的類型鍵和鍵,S軌道和p軌道形成穩(wěn)定共價鍵的幾種重疊方式,（1）頭碰頭重疊鍵,pp 鍵,+,p s 鍵,（2）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鍵,鍵的類型,鍵的類型,ss(鍵),pp (鍵),sp(鍵),pp (鍵),pp(鍵),氮分子中原子軌道重疊方式示意圖,【歸納】鍵與鍵的對比,“頭碰頭”,“肩并肩”,沿鍵軸的方向,與軌道對稱軸相互平行的方向,軸對稱,鏡面對稱,重疊程度較大，比較牢固,重疊程度較小，較易斷裂,共價單鍵為鍵； 共價雙鍵中有一個鍵，另一個是鍵。 共價三鍵由一個鍵和兩個鍵組成。,乙烷： 個鍵 乙烯： 個鍵 個鍵 乙炔： 個鍵 個鍵,7,相 同,不發(fā)生,相 同,不 同,發(fā) 生,不 同,按鍵的極性分：極性鍵與非極性鍵,一般情況下，兩個成鍵原子間的電負(fù)性差值越大，形成的共價鍵的極性越強(qiáng),氮原子有孤對電子，氫離子有空軌道。,氨分子中各原子均達(dá)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，為什么還 能與氫離子結(jié)合？,H+,或,3、 配位鍵,由一個原子提供一對電子與另一個接受電子對的原子形成共價鍵，這樣的共價鍵成為配位鍵,銨根離子和水合氫離子等是通過配位鍵形成的。,H+,本節(jié)總結(jié)：,離子鍵,離子化合物,極性鍵,非極性鍵,配位鍵,共價分子,單質(zhì) 化合物,化學(xué)鍵,共價鍵,成鍵 方式,鍵的 極性,鍵,鍵,二、原子晶體,金剛石具有很高的熔、沸點和很大的硬度。你能結(jié)合金剛石晶體的結(jié)構(gòu)示意圖解釋其中的原因嗎？,由于金剛石晶體中所有原子都是通過共價鍵結(jié)合的，而共價鍵的鍵能大，如CC鍵的鍵能為348kJmol-1。所以金剛石晶體熔、沸點很高，硬度很大。,二. 原子晶體,相鄰 間通過 結(jié)合而成的具有 結(jié)構(gòu)的晶體,2、組成微粒:,3、微粒間作用力:,知識回顧,1、定義：,共價鍵,空間網(wǎng)狀,原子,原子,共價鍵,常見的原子晶體,某些非金屬單質(zhì)： 金剛石（C）、晶體硅(Si)、晶體硼（B）等 某些非金屬化合物： 碳化硅（SiC）晶體、氮化硼（BN）晶體 某些氧化物： 二氧化硅（ SiO2）晶體,4、 原子晶體的特點,、晶體中 單個分子存在；化學(xué)式只代表 。,沒 有,原子個數(shù)之比,、熔、沸點 ；硬度 ； 溶于一般溶劑； 導(dǎo)電。,很 高,很 大,難,不,5、 影響原子晶體熔沸點、硬度大小的因素：,共價鍵的強(qiáng)弱,鍵長的大小,一般形成共價鍵的兩原子半徑越小鍵長越小，鍵能越 ，原子晶體的熔沸點越 ，硬度越 。,大,高,大,正四面體,金剛石 的晶體結(jié)構(gòu)模型,最小環(huán)為六元環(huán),81/8+61/2+4=8,1在金剛石晶體中每個碳原子周圍緊鄰的碳原子有 個 2在金剛石晶體中每個碳原子形成共價鍵 3.在金剛石晶體中最小碳環(huán)由碳原子來組成 4.每個碳原子可形成個六元環(huán),每個C-C鍵可以形成個六元環(huán)。 5在金剛石晶體中碳原子個數(shù)與CC共價鍵個數(shù)之比是 .在金剛石晶胞中占有的碳原子數(shù),4個,1 2,6個,4,8個,12,小結(jié)：,180,10928,Si,O,共價鍵,二氧化硅的晶體結(jié)構(gòu),1. 在SiO2晶體中，每個硅原子與 個氧原子結(jié)合；每個氧原子與 個硅原子結(jié)合；在SiO2晶體中硅原子與氧原子個數(shù)之比是 。 2. 在SiO2 晶體中，每個硅原子形成 個共價鍵；每個氧原子形成 個共價鍵； 3. 在SiO2 晶體中，最小環(huán)為 元環(huán)。,2,1：2,4,4,2,1：4,1：2,12,4.每個十二元環(huán)中平均含有硅原子,=61/12=1/2,硅原子個數(shù)與SiO 共價鍵個數(shù)之是 ；氧原子個數(shù)與SiO 共價鍵個數(shù)之比是 。,每個十二元環(huán)中平均含有SiO鍵,=121/6=2,小結(jié)：,石墨的晶體結(jié)構(gòu)模型,石墨的晶體結(jié)構(gòu),石墨晶體是層狀結(jié)構(gòu)，在每一層內(nèi)，碳原子排成六邊形，每個碳原子都與其他3個碳原子以共價鍵結(jié)合，形成平面的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。在層與層之間，是以分子間作用力相結(jié)合的。由于同一層的碳原子間以較強(qiáng)的共價鍵結(jié)合，使石墨的熔點很高。但由于層與層之間的分子間作用力較弱，容易滑動，使石墨的硬度很小。像石墨這樣的晶體一般稱為過渡型晶體或混合型晶體。,(1)層狀結(jié)構(gòu),最小碳環(huán)為平面正六邊形,即為六元環(huán)(在同一平面上)。,(2)每個碳原子為3個六元環(huán)所共有,每個C-C鍵為2個六元環(huán)所共有。,(3)每個六元環(huán)中平均含有碳原子,=61/3=2,每個六元環(huán)中平均含有C-C鍵,=61/2=3,即碳原子數(shù):C-C鍵鍵數(shù),=2:3,小結(jié)：,