高中化學(xué) 2.1 共　價　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 鍵,一、共價鍵 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：通常是電負性相同或差值較小的非金屬元素原子。,共用電子對,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“—”表示一對共用電子所形成的共價鍵，如H—H。 ②用“＝”表示兩對共用電子所形成的共價鍵，如CH2＝CH2。 ③用“≡”表示三對共用電子所形成的共價鍵，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、鍵長與鍵角 1.概念和特點：,氣態(tài)基態(tài),釋放,穩(wěn)定,核間距,越大,穩(wěn)定,共價鍵,方向性,立體結(jié)構(gòu),2.對物質(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)分子中共價鍵成鍵規(guī)律，共價單鍵一定是σ鍵，共價雙鍵和共價三鍵中有一個σ鍵，所以兩個原子間的共價鍵不能只有π鍵而無σ鍵。,×,×,√,(4)鍵長越長，則鍵能越大，分子越穩(wěn)定。( ) 分析：鍵長越長，則鍵能越小，分子越不穩(wěn)定。,×,2.下列關(guān)于共價鍵的說法正確的是( ) A.共價鍵只存在于共價化合物中 B.金屬元素和非金屬元素間一定不能形成共價鍵 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。共價鍵存在于共價化合物中也可能存在于離子化合物中，可能是極性共價鍵也可能是非極性共價鍵；單質(zhì)中形成的共價鍵為非極性共價鍵；離子化合物中可能含有極性共價鍵也可能含有非極性共價鍵。,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。兩原子間形成共價鍵，先形成σ鍵，然后再形成π鍵，即共價單鍵全部為σ鍵，共價雙鍵、共價三鍵中一定含有一個σ鍵，其余為π鍵。,4.關(guān)于鍵長、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.鍵長的大小與成鍵原子的半徑和成鍵數(shù)目有關(guān) C.鍵長越長，鍵能越大，共價化合物越穩(wěn)定 D.鍵角的大小與鍵長、鍵能大小無關(guān) 【解析】選C。鍵參數(shù)中鍵長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鍵是軸對稱的，π鍵是鏡面對稱的 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)的實質(zhì)是舊鍵的斷裂和新鍵的形成。,一、共價鍵的特征和類型 1.特征： (1)飽和性：因為每個原子所能提供的未成對電子的數(shù)目是一定的，因此在共價鍵的形成過程中，一個原子中的一個未成對電子與另一個原子中的一個未成對電子配對成鍵后，一般來說就不能再與其他原子的未成對電子成鍵了，即每個原子所能形成共價鍵的總數(shù)或以單鍵連接的原子數(shù)目是一定的，所以共價鍵具有飽和性。,(2)方向性：除s軌道是球形對稱的外，其他的原子軌道在空間都具有一定的分布形狀和方向。在形成共價鍵時，原子軌道重疊的越多，電子在核間出現(xiàn)的概率越大，所形成的共價鍵就越牢固，因此共價鍵將盡可能沿著電子出現(xiàn)概率最大的方向形成，所以共價鍵具有方向性。,2.類型：,3.σ鍵與π鍵的比較：,【點撥】 深化認識σ鍵和π鍵 (1)σ鍵和π鍵的實質(zhì)相同，都是由兩原子間通過共用電子對形成的共價鍵。 (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鍵時無方向性，兩個s軌道只能形成σ鍵，不能形成π鍵。 (4)兩個原子間可以只形成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)共價鍵的飽和性可知，一個原子的最外層有幾個未成對電子，就能形成幾個共價鍵，一旦共價鍵達到飽和，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)特點可知它們不會形成H3、H3O、Cl3等分子。,(2)是否共價鍵都有方向性？共價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，無方向性。 共價分子中可以只存在σ鍵但不能只存在π鍵，因為兩個原子間可以只形成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)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.兩個原子之間形成共價鍵時，最多有一個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σ鍵，1個π鍵,【解題指南】解答本題時要注意以下3點： (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，所以兩個原子形成共價鍵時，最多有 一個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錯誤；乙烯的結(jié)構(gòu)式為 ，由于單鍵都是σ鍵，而雙鍵由一個σ鍵和一個π 鍵構(gòu)成，所以乙烯分子中有5個σ鍵，1個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：共價單鍵全是σ鍵，共價雙鍵中一個是σ鍵，另一個是π鍵；共價三鍵中一個是σ鍵，另兩個為π鍵。,【變式訓(xùn)練】(2014·成都高二檢測)下列有關(guān)σ鍵和π鍵的說法錯誤的是( ) A.含有π鍵的分子在反應(yīng)時，π鍵是化學(xué)反應(yīng)的積極參與者 B.當原子形成分子時，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鍵，則一定含有σ鍵，可能含有π鍵，不會出現(xiàn)只含有π鍵而不含有σ鍵的情況，D錯誤。,【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σ鍵和兩個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，形成共價鍵的兩原子半徑之和越小，共用電子對數(shù)越多，則共價鍵越牢固，含有該共價鍵的分子越穩(wěn)定。如HF、HCl、HBr、HI中，分子的共用電子對數(shù)相同(1對)，因F、Cl、Br、I的原子半徑依次增大，故共價鍵牢固程度H—F H—ClH—BrH—I，因此，穩(wěn)定性HFHClHBrHI。 2.鍵長越短，往往鍵能越大，共價鍵越穩(wěn)定。,3.鍵能與鍵長是衡量共價鍵穩(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】 認識鍵參數(shù)的幾個誤區(qū) (1)鍵長和鍵角共同決定分子的空間結(jié)構(gòu)； (2)鍵長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，一般鍵長越短，分子越穩(wěn)定。,【微思考】 (1)三個鍵參數(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，鍵角決定了共價鍵的夾角，因而決定了分子的形狀。而鍵長決定著分子的大小，故分子的立體結(jié)構(gòu)是由共價鍵的鍵長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：對于相同的鍵型，可以通過比較鍵長即原子半徑來確定鍵能大小進而確定分子的穩(wěn)定性。再有共價鍵的鍵長不等于兩成鍵原子半徑之和，因為電子云有重疊部分，所以小于這個加和。,【典題訓(xùn)練】(2014·咸寧高二檢測)下列說法中正確的是 ( ) A.在分子中，兩個原子間的距離叫鍵長 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】解答本題時要注意以下兩點： (1)共價鍵的三個鍵參數(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。形成共價鍵的兩個原子核間的距離為鍵長，A錯誤；鍵能的大小取決于成鍵原子的電負性，與鍵的極性無必然聯(lián)系，B錯誤；鍵能越大，越難斷裂化學(xué)鍵，分子越穩(wěn)定，C錯誤、D正確。,【互動探究】 把A選項改為在分子中形成共價鍵的兩個原子半徑之和為鍵長，是否可以？ 提示：不可以，因為鍵長是形成共價鍵的兩個原子核之間的距離，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)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錯誤。,【加固訓(xùn)練】從實驗測得不同物質(zhì)中氧—氧鍵之間的鍵長和鍵能數(shù)據(jù)如下表：,其中X、Y的鍵能數(shù)據(jù)尚未測定，但可根據(jù)規(guī)律推導(dǎo)鍵能的大小順序為WZYX。該規(guī)律是( ) A.成鍵時電子數(shù)越多，鍵能越大 B.鍵長越長，鍵能越小 C.成鍵所用的電子數(shù)越少，鍵能越大 D.成鍵時電子對越偏移，鍵能越大,【解析】選B。電子數(shù)由多到少的順序為 O2 ，鍵能大小順序為WZYX，A項錯誤；這些微粒都是O成鍵，無偏移，D項錯誤；對于這些微粒在成鍵時所用電子情況，題中無信息，已有的知識中也沒有，說明這不是本題考查的知識點。,