《共價(jià)鍵原子晶體》PPT課件

一 、 共 價(jià) 鍵 共 價(jià) 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(guò) 共 用 電 子 對(duì) 所 形 成 的 相 互 作 用 。原 子原 子 間 通 過(guò) 共 用 電 子 對(duì) 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(jià) 化 合 物 (NH3、 CH 4 、 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(jià) 鍵 的 表 示 方 法 H-H H-Cl N N 共 價(jià) 鍵 的 形 成交 流 與 討 論 ： 兩 個(gè) 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(jià) 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 r0V： 勢(shì) 能 r： 核 間 距兩 個(gè) 核 外 電 子 自 旋 方 向 相 反 的 氫 原 子 靠 近 r0v r0 r 0V： 勢(shì) 能r： 核 間 距 r0v r0 r 0 V： 勢(shì) 能 r： 核 間 距 r0v r0 r 0V： 勢(shì) 能 r： 核 間 距 v r0V： 勢(shì) 能 r： 核 間 距 兩 個(gè) 核 外 電 子 自 旋 方 向 相 同 的 氫 原 子 靠 近 氫 氣 分 子 形 成 過(guò) 程 的 能 量 變 化 相 距 很 遠(yuǎn) 的 兩 個(gè) 核 外 電 子 自 旋 方 向 相 反 的 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 ， 成 鍵后 能 量 達(dá) 到 最 低 ， 形 成 穩(wěn) 定 的 氫 氣 分 子 。 兩 個(gè) 自 旋 方 向相 同 的 電 子 不 能 配 對(duì) 成 鍵 。 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 。 1、 共 價(jià) 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(jià) 鍵 的 形 成 相 同 之 差 小于 1.7未 成 對(duì) 重 疊 2、 共 價(jià) 鍵 的 本 質(zhì) 成 鍵 原 子 相 互 接 近 時(shí) ， 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(duì)共 用 電 子 對(duì)增 加 降 低 3、 共 價(jià) 鍵 的 特 征（ 1） 具 有 飽 和 性 在 成 鍵 過(guò) 程 中 ,每 種 元 素 的 原 子 有 幾 個(gè) 未 成 對(duì) 電子 通 常 就 只 能 形 成 幾 個(gè) 共 價(jià) 鍵 ， 所 以 在 共 價(jià) 分 子 中每 個(gè) 原 子 形 成 共 價(jià) 鍵 數(shù) 目 是 一 定 的 。形 成 的 共 價(jià) 鍵 數(shù) 未 成 對(duì) 電 子 數(shù) （ 2） 具 有 方 向 性 在 形 成 共 價(jià) 鍵 時(shí) ， 兩 個(gè) 參 與 成 鍵 的 原 子 軌 道 總 是盡 可 能 沿 著 電 子 出 現(xiàn) 機(jī) 會(huì) 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(huì) 越 多 ，體 系 的 能 量 下 降 也 就 越 多 ， 形 成 的 共 價(jià) 鍵 越 牢 固 。 因 此 ， 一 個(gè) 原 子 與 周 圍 的 原 子 形 成 的 共 價(jià) 鍵 就 表現(xiàn) 出 方 向 性 （ s 軌 道 與 s 軌 道 重 疊 形 成 的 共 價(jià) 鍵 無(wú)方 向 性 ， 例 外 ） 。 4、 共 價(jià) 鍵 的 類 型 鍵 和 鍵 S軌 道 和 p軌 道 形 成 穩(wěn) 定 共 價(jià) 鍵 的 幾 種 重 疊 方 式 H + H H :H相互靠攏 ss 鍵（ 1） 頭 碰 頭 重 疊 鍵 pp 鍵+Cl + Cl Cl Cl H + Cl H Cl 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(jià) 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(duì) 比 鍵 鍵重 疊 方 式重 疊 方 向重 疊 形 狀牢 固 程 度成 鍵 規(guī) 律 “ 頭 碰 頭 ” “ 肩 并 肩 ”沿 鍵 軸 的 方 向 與 軌 道 對(duì) 稱 軸 相 互平 行 的 方 向軸 對(duì) 稱 鏡 面 對(duì) 稱 重 疊 程 度 較 大 ， 比 較 牢 固 重 疊 程 度 較 小 ， 較 易 斷 裂共 價(jià) 單 鍵 為 鍵 ；共 價(jià) 雙 鍵 中 有 一 個(gè) 鍵 ， 另 一 個(gè) 是 鍵 。共 價(jià) 三 鍵 由 一 個(gè) 鍵 和 兩 個(gè) 鍵 組 成 。 乙 烷 ： 個(gè) 鍵 乙 烯 ： 個(gè) 鍵 個(gè) 鍵 乙 炔 ： 個(gè) 鍵 個(gè) 鍵75 13 2 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1、 非 極 性 鍵 ： 兩 個(gè) 成 鍵 原 子 吸 引 電 子 的 能 力 （ 電 負(fù) 性 ） ， 共 用 電 子 對(duì) 偏 移 的 共 價(jià) 鍵2、 極 性 鍵 ： 兩 個(gè) 成 鍵 原 子 吸 引 電 子 的 能 力 （ 電 負(fù) 性 ） ， 共 用 電 子 對(duì) 偏 移 的 共 價(jià) 鍵 一 般 情 況 下 ， 兩 個(gè) 成鍵 原 子 間 的 電 負(fù) 性 差值 越 大 ， 形 成 的 共 價(jià)鍵 的 極 性 越 強(qiáng) H N H H H N HH H 氮 原 子 有 孤 對(duì) 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 + H N H H H 或 3、 配 位 鍵 由 一 個(gè) 原 子 提 供 一 對(duì) 電 子 與 另 一 個(gè) 接受 電 子 對(duì) 的 原 子 形 成 共 價(jià) 鍵 ， 這 樣 的 共 價(jià)鍵 成 為 配 位 鍵銨 根 離 子 和 水 合 氫 離 子 等 是 通 過(guò) 配 位 鍵 形 成 的 。 H O H H + H O H H 離 子 鍵 離 子 化 合 物極 性 鍵非 極 性 鍵配 位 鍵 共 價(jià) 分 子單 質(zhì) 化 合 物化學(xué)鍵 共價(jià)鍵 成 鍵方 式鍵 的極 性 鍵鍵 金 剛 石 具 有 很 高 的 熔 、沸 點(diǎn) 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(guò) 共 價(jià)鍵 結(jié) 合 的 ， 而 共 價(jià) 鍵 的 鍵 能 大 ， 如 C C鍵 的 鍵 能 為 348kJmol-1。 所 以 金 剛 石 晶 體熔 、 沸 點(diǎn) 很 高 ， 硬 度 很 大 。 二 . 原 子 晶 體相 鄰 間 通 過(guò) 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(shí) 回 顧1、 定 義 ： 共 價(jià) 鍵空 間 網(wǎng) 狀原 子原 子 共 價(jià) 鍵 常 見(jiàn) 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(diǎn) 、 晶 體 中 單 個(gè) 分 子 存 在 ； 化 學(xué) 式 只代 表 。沒(méi) 有原 子 個(gè) 數(shù) 之 比 、 熔 、 沸 點(diǎn) ； 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(diǎn) 、 硬 度 大 小 的 因 素 ：共 價(jià) 鍵 的 強(qiáng) 弱鍵 長(zhǎng) 的 大 小一 般 形 成 共 價(jià) 鍵 的 兩 原 子 半 徑 越 小 鍵 長(zhǎng)越 小 ， 鍵 能 越 ， 原 子 晶 體 的 熔 沸 點(diǎn)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) 在 金 剛 石 晶 胞 中 占 有的 碳 原 子 數(shù) :8 1/8+6 1/2+4=8 1 在 金 剛 石 晶 體 中 每 個(gè) 碳 原 子 周 圍 緊 鄰 的 碳 原 子 有 個(gè)2 在 金 剛 石 晶 體 中 每 個(gè) 碳 原 子 形 成 共 價(jià) 鍵3.在 金 剛 石 晶 體 中 最 小 碳 環(huán) 由 碳 原 子 來(lái) 組 成4.每 個(gè) 碳 原 子 可 形 成 個(gè) 六 元 環(huán) ,每 個(gè) C-C鍵 可 以形 成 個(gè) 六 元 環(huán) 。 5 在 金 剛 石 晶 體 中 碳 原 子 個(gè) 數(shù) 與 C C共 價(jià) 鍵 個(gè) 數(shù) 之比 是 .在 金 剛 石 晶 胞 中 占 有 的 碳 原 子 數(shù) 4個(gè)1 2 6個(gè)4 8個(gè) 12小 結(jié) ： 18010928SiO 共 價(jià) 鍵二 氧 化 硅 的 晶 體 結(jié) 構(gòu) 1. 在 晶 體 中 ， 每 個(gè) 硅 原 子 與 個(gè) 氧 原 子結(jié) 合 ； 每 個(gè) 氧 原 子 與 個(gè) 硅 原 子 結(jié) 合 ； 在晶 體 中 硅 原 子 與 氧 原 子 個(gè) 數(shù) 之 比 是 。2. 在 晶 體 中 ， 每 個(gè) 硅 原 子 形 成 個(gè) 共價(jià) 鍵 ； 每 個(gè) 氧 原 子 形 成 個(gè) 共 價(jià) 鍵 ；3. 在 晶 體 中 ， 最 小 環(huán) 為 元 環(huán) 。2 1： 24 42 1： 41： 2124.每 個(gè) 十 二 元 環(huán) 中 平 均 含 有 硅 原 子 =6 1/12=1/2 硅 原 子 個(gè) 數(shù) 與 共 價(jià) 鍵 個(gè) 數(shù) 之 是 ；氧 原 子 個(gè) 數(shù) 與 共 價(jià) 鍵 個(gè) 數(shù) 之 比 是 。每 個(gè) 十 二 元 環(huán) 中 平 均 含 有 鍵 =12 1/6=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(gè) 碳 原 子 都 與 其 他 3個(gè)碳 原 子 以 共 價(jià) 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(jià) 鍵 結(jié) 合 ， 使 石 墨 的 熔 點(diǎn) 很 高 。 但 由 于層 與 層 之 間 的 分 子 間 作 用 力 較 弱 ， 容 易 滑動(dòng) ， 使 石 墨 的 硬 度 很 小 。 像 石 墨 這 樣 的 晶體 一 般 稱 為 過(guò) 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(gè) 碳 原 子 為 3個(gè) 六 元 環(huán) 所 共 有 ,每 個(gè) C-C鍵 為 2個(gè) 六 元 環(huán) 所 共 有 。 (3)每 個(gè) 六 元 環(huán) 中 平 均 含 有 碳 原 子 =6 1/3=2 每 個(gè) 六 元 環(huán) 中 平 均 含 有 C-C鍵 =6 1/2=3 即 碳 原 子 數(shù) :C-C鍵 鍵 數(shù) =2:3 小 結(jié) ：