21共价键（人教版选修3）精美课件（43张幻灯片）

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1、什么是化学键？什么是化学键？什么是离子键？什么是离子键？什么是共价键？什么是共价键？化学键：化学键：分子中相邻原子之间强烈的相分子中相邻原子之间强烈的相互作用。互作用。离子键：离子键：阴、阳离子之间通过静电作用阴、阳离子之间通过静电作用形成的化学键。形成的化学键。共价键：共价键：原子间通过共用电子对形成的原子间通过共用电子对形成的化学键。化学键。1、离子键（1）成键微粒： 。（2）成键实质： 。（3）形成条件：通常， 元素 与 元素的原子相结合。阴、阳离子阴、阳离子静电作用静电作用活泼金属活泼金属 (A、A族族)活泼非金属活泼非金属 (A、A族族)【思考思考】.(1)活泼金属元素和活泼非金属元

2、素一定形活泼金属元素和活泼非金属元素一定形成离子键吗？成离子键吗？(2)仅由非金属元素组成的物质中一定不含离子键吗？仅由非金属元素组成的物质中一定不含离子键吗？ (1)不一定，如不一定，如AlCl3中铝元素和氯元素形成的是共价键。中铝元素和氯元素形成的是共价键。(2)不一定，如不一定，如NH4Cl全由非金属元素组成，但它是离子化合全由非金属元素组成，但它是离子化合物。物。（4）表示方法用电子式表示离子化合物基础知识梳理用电子式表示离子化合物的形用电子式表示离子化合物的形成过程成过程基础知识梳理2、共价键、共价键（1）成键微粒：）成键微粒： 。（2）成键实质：）成键实质： 。（3）形成条件：）形

3、成条件： 的原子相结合。的原子相结合。原子原子共用电子对共用电子对非金属元素非金属元素（4）分类）分类(5) 【思考思考】共价键仅存在于共价化合物中吗？共价键仅存在于共价化合物中吗？不是，共价键也可以存在于离子化合物中，如不是，共价键也可以存在于离子化合物中，如NaOH，NH4Cl中都含有共价键。中都含有共价键。 我们能用电子式表示我们能用电子式表示H2、HCl、Cl2分子的形成分子的形成 为什么不可能有为什么不可能有H3、H2Cl、Cl3分子的形成？分子的形成？新课讲解：一、一、 价键理论的要点价键理论的要点1.电子配对原理电子配对原理两原子各自提两原子各自提供供1个自旋方向个自旋方向相反的

4、电子彼相反的电子彼此配对。此配对。两个原子轨道重叠部分越大，两个原子轨道重叠部分越大，两核间电子的概率密度越大，两核间电子的概率密度越大，形成的共价键越牢固，分子形成的共价键越牢固，分子越稳定。越稳定。1S1S1S1S互相靠拢互相靠拢电子云重叠电子云重叠HH共价键共价键氢原子形成氢分子的电子云描述氢原子形成氢分子的电子云描述新课：1、共价键具有饱和性、共价键具有饱和性 按照价键理论的电子配对原理，一个原子有按照价键理论的电子配对原理，一个原子有几个几个未成对电子未成对电子，便可和几个，便可和几个自旋相反自旋相反的电子的电子配对配对成键，这就共价键的成键，这就共价键的“饱和性饱和性”。跟踪练习跟

5、踪练习. 1 . 分别写出下列非金属元素的原子电子配对成键分别写出下列非金属元素的原子电子配对成键数目数目 H 、A 、A 、A 。2 . 为什么不可能有为什么不可能有H3、H2Cl、Cl3分子的形成？分子的形成？1231二、共价键的特征二、共价键的特征共价键具有饱和性共价键具有饱和性决定了原子形成分子时决定了原子形成分子时相互结合的数量关系相互结合的数量关系电子所在的原子轨道都具有一定的形状，电子所在的原子轨道都具有一定的形状，成成键原子的电子云尽可能达到最大重叠键原子的电子云尽可能达到最大重叠必必须沿一定方向交盖，所以共价键有方向性。须沿一定方向交盖，所以共价键有方向性。它决定了分子的空间

6、构型。它决定了分子的空间构型。小结：小结：共价键特征共价键特征方向性方向性饱和性饱和性2.共价键的方向性共价键的方向性(原子形成分子时相互原子形成分子时相互结合的数量关系结合的数量关系)(决定分子的空间构型决定分子的空间构型)电子云在两个原子核间重叠，意味着电电子云在两个原子核间重叠，意味着电子出现在核间的概率增大，电子带负电，子出现在核间的概率增大，电子带负电，因而可以形象的说，核间电子好比在核因而可以形象的说，核间电子好比在核间架起一座带负电的桥梁，把带正电的间架起一座带负电的桥梁，把带正电的两个原子核两个原子核“黏结黏结”在一起了。在一起了。三、共价键的形成三、共价键的形成相互靠拢相互靠

7、拢(1). s-s 键的形成键的形成H2分子的键为分子的键为s-s 键，键，1. 键的形成键的形成键的特征是键的特征是以形成化学键的两原子核的连线以形成化学键的两原子核的连线为轴旋转，共价键电子云的图形不变，这种特征为轴旋转，共价键电子云的图形不变，这种特征为轴对称。为轴对称。(2). s-p 键的形成键的形成 未成对电子的未成对电子的电子云相互靠拢电子云相互靠拢电子云相互重叠电子云相互重叠 未成对电子的未成对电子的电子云相互靠拢电子云相互靠拢电子云相互重叠电子云相互重叠(3)、p-p 键的形成键的形成键的成键过程：键的成键过程：“头顶头头顶头”XssXpxsXpxpx键的特征是：键的特征是：

8、以以形成化学键的两原形成化学键的两原子核的连线为轴旋子核的连线为轴旋转，共价键电子云转，共价键电子云的图形不变，这种的图形不变，这种特征成为特征成为轴对称。轴对称。形成形成 键的电子键的电子称为称为 电子。电子。2.键的形成键的形成 两个原子两个原子相互接近相互接近电子云重叠电子云重叠键的电子云键的电子云 键的成键过程：键的成键过程：“肩并肩并肩肩”XZZpZpZ形成形成 键的电子键的电子称为称为 电子。电子。 键特点键特点:两个原子轨道以平两个原子轨道以平行或行或“肩并肩肩并肩” 方式重叠；原方式重叠；原子重叠的部分分别位于两原子核子重叠的部分分别位于两原子核构成平面的两侧，如果以它们之构成

9、平面的两侧，如果以它们之间包含原子核的平面为镜面，它间包含原子核的平面为镜面，它们互为镜像，称为们互为镜像，称为镜像对称镜像对称 键不能旋转；由于键不能旋转；由于 键重键重叠程度要比叠程度要比 键小键小,所以所以 键的键的强度要比强度要比 键大。键大。稳定性：稳定性： 键键 键键 探究分析探究分析：N2分子中共价键的成分。分子中共价键的成分。(基态基态N原子电子排布原子电子排布1S22S22Px12Py12Pz1)zzyyxN2分子中含分子中含1个个键和键和2个个键键 小结：小结：键和键和键的成键规律键的成键规律s电子和电子和s电子、电子、s电子和电子和p电子只能形电子只能形成成键键；p电子和

10、电子和p电子既可电子既可形成形成键键，又又可能形成可能形成键键；且；且 p电子和电子和p电子先形成电子先形成键，键，后形成后形成键。键。共价共价单键单键是是键键；共价共价双键双键中一个是中一个是键键,另一个是另一个是键键；共；共价价三键三键中一个是中一个是键键,另两个为另两个为键。键。键类型键类型 键键 键键原子轨道重叠方式原子轨道重叠方式电子云形状电子云形状原子轨道重叠程度原子轨道重叠程度牢固程度牢固程度成键判断规律成键判断规律沿键轴方向沿键轴方向 头碰头头碰头沿键轴方向平行沿键轴方向平行肩并肩并肩肩轴对称，可旋转轴对称，可旋转镜像对称，不可旋转镜像对称，不可旋转键强度大键强度大,不易断裂，

11、不活泼。不易断裂，不活泼。键强度较小键强度较小,容易断裂，活泼。容易断裂，活泼。共价单键是共价单键是键；共价双键中一个是键；共价双键中一个是键键,另一个是另一个是键；共价三键中一个是键；共价三键中一个是键键,另另两个为两个为键键较大较大较小较小归纳：归纳：键和键和键的比较键的比较练习练习1.在氟气分子中，形成共价键的原子在氟气分子中，形成共价键的原子轨道是轨道是 ( )A、氟氟原子的原子的2p轨道和氟原子的轨道和氟原子的1s轨道轨道 B、氟原子的、氟原子的3p轨道和氟原子的轨道和氟原子的1s轨道轨道 C、氟原子的、氟原子的2p轨道和氟原子的轨道和氟原子的2p轨道轨道D、氟原子的、氟原子的3p轨

12、道和氟原子的轨道和氟原子的3p轨道轨道 C练习练习2. 试分析试分析乙烷（乙烷（CH3-CH3）、乙烯）、乙烯(CH2=CH2)、乙、乙炔炔(CHCH)分子中化学键的成分。分子中化学键的成分。 乙烷（乙烷（CH3-CH3）分子中）分子中7个个键；键； 乙乙烯分子与溴发生加成反应时，断裂哪烯分子与溴发生加成反应时，断裂哪种类型的键？为什么？种类型的键？为什么？乙烯乙烯(CH2=CH2）分子中）分子中5个个键、键、1个个键键乙炔乙炔(CHCH)分子中分子中3个个键、键、2个个键键3.关于乙醇分子的说法正确的是（关于乙醇分子的说法正确的是（ ）A.分子中共含有分子中共含有8个极性键个极性键B.分子中

13、不含非极性键分子中不含非极性键C.分子中只含分子中只含键键D.分子中含有分子中含有1个个键键C73总结总结: :共价键：共价键：原子之间通过共用电子对所形原子之间通过共用电子对所形成的相互作用。成的相互作用。1. 1.共价键的性质共价键的性质: : 饱和性饱和性, ,方向性方向性2.2.共价键的常见类型共价键的常见类型: : 键键 “头碰头头碰头”（s-ss-s、s-ps-p、p-pp-p ）键键 “肩并肩肩并肩”（p-p-p p）四、键参数四、键参数键能、键长和键角键能、键长和键角1.1.键能键能 气态基态原子形成气态基态原子形成1mol1mol共价共价键释放的最低键释放的最低能量能量( (

14、或拆开或拆开1mol共价键所吸收的能量共价键所吸收的能量)，例如，例如H-HH-H键的键能为键的键能为436.0kJ.mol436.0kJ.mol-1-1。 说明说明 键能的单位是键能的单位是kJkJmolmol-1-1形成化学键通常放出热量键能为通常取正值形成化学键通常放出热量键能为通常取正值键能越大，化学键越稳定键能越大，化学键越稳定2.2.键长键长 形成共价键的两个原子之间的核形成共价键的两个原子之间的核间的平衡距离。间的平衡距离。 说明说明 ： 键长的单位都是键长的单位都是pm=10pm=10-12-12m m键长越短往往键能就越大，共价键越稳定键长越短往往键能就越大，共价键越稳定一般

15、而言原子半径一般而言原子半径越大，键长越大越大，键长越大3 3、键角、键角多原子分子中，两共价键之间的夹角叫做多原子分子中，两共价键之间的夹角叫做键角键角（2）常见分子的键角）常见分子的键角CO2 _ H2O _ NH3 _ CH4 _ P4 _( 3 )意义：意义：键角决定了分子的空间构形键角决定了分子的空间构形( 4 )来历：来历：共价键的方向性共价键的方向性180104.5107.31092860（1）概念：）概念：小结：小结：键能、键长、键角是共价键的键能、键长、键角是共价键的三个参数三个参数键能、键长决定了共价键的稳定性；键键能、键长决定了共价键的稳定性；键角决定了分子的空间构型。角

16、决定了分子的空间构型。 练习：1、下列说法正确的是（、下列说法正确的是（ ）A、分子中键能越大，键越长，则分子越稳定。、分子中键能越大，键越长，则分子越稳定。B、只有非金属原子之间才能形成共价键。、只有非金属原子之间才能形成共价键。C、水分子可以表示为、水分子可以表示为H-O-H，分子中键角，分子中键角180。D、H-O键键能键键能463 KJ/ mol ，故破坏，故破坏18克水分子中克水分子中的的H-O键时需要吸收的能量为键时需要吸收的能量为2X463 KJ。D2、能用键能大小解释的是、能用键能大小解释的是 （ ） A、N 2的化学性质比的化学性质比O2稳定。稳定。 B、硝酸易挥发，硫酸难挥

17、发。、硝酸易挥发，硫酸难挥发。 C、惰性气体一般难发生化学反应。、惰性气体一般难发生化学反应。 D、通常情况下，、通常情况下，Br2呈液态，呈液态，I2呈固态。呈固态。A五、等电子原理五、等电子原理1、等电子体：、等电子体：是指是指 且且 的粒子，具有相同的化学键特征。的粒子，具有相同的化学键特征。原子总数原子总数价电子总数价电子总数 应用：应用：等电子体的许多性质是相近的，空间等电子体的许多性质是相近的，空间构型是相同的。所以可以利用等电子体来预测构型是相同的。所以可以利用等电子体来预测分子的空间构型和性质。分子的空间构型和性质。思考探究：思考探究：在在N2、CO2、 CO 、N2O之间互为

18、等电子之间互为等电子体的是谁体的是谁?请预测：请预测：1、 N2O的几何构型的几何构型? 2、 CO 中的共价键类型？中的共价键类型？2 2、等电子原理、等电子原理 （1）.原子总数相同、价电子总数相同的分子或离子具有相似化学键特征，许多性质是相似的。此原理称为等电子原理v（2）等电子体实例vCO和和N2具有相同的原子总数和相同的价电子总数，具有相同的原子总数和相同的价电子总数，属于等电子体，其性质对比如下：属于等电子体，其性质对比如下：分子分子熔点熔点/沸点沸点/在水中在水中的溶解的溶解度度(室室温温)分子解分子解离能离能kJ mol1分子的分子的价电子价电子总数总数CO205.05191.

19、492.3 mL1 07510N2210.00195.811.6 mL94610v（3）、等电子体的判断和利用v(1)判断方法：原子总数相同，价电子总数相同的分子。v(2)应用：等电子体的许多性质是相近的，空间构型是相同的。v利用等电子体可以：v判断一些简单分子或离子的立体构型；v利用等电子体在性质上的相似性制造新材料；v利用等电子原理针对某物质找等电子体。v(4)一些常见的等电子体一些常见的等电子体v二原子二原子10电子的等电子体：电子的等电子体：N2、CO、CN、C22v二原子二原子11电子的等电子体：电子的等电子体：NO、O2v三原子三原子16电子的等电子体：电子的等电子体：CO2、CS

20、2、N2O、CNO、N3v三原子三原子18电子的等电子体：电子的等电子体：NO2、O3、SO2v四原子四原子24电子的等电子体：电子的等电子体：NO3、CO32、BF3、SO3(g)v11919年，年，Langmuir提出等电子体的概念，提出等电子体的概念，由短周期元素组成的粒子，只要其原子数相同，由短周期元素组成的粒子，只要其原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，也可互称为等各原子最外层电子数之和相同，也可互称为等电子体。等电子体的结构相似、物理性质相近。电子体。等电子体的结构相似、物理性质相近。根据上述原理，下列各对粒子中，空间结构相根据上述原理，下列各对粒子中，空间结构相似的是似的是(

21、 )vASO2与与O3 BCO2与与NO2vCCS2与与NO2 DPCl3与与BF3A2、从实验测得不同物质中氧从实验测得不同物质中氧氧键之间的键长和键氧键之间的键长和键能数据如下表，其中能数据如下表，其中X、Y的键能数据尚未测定，但的键能数据尚未测定，但可根据规律推导键能的大小顺序为可根据规律推导键能的大小顺序为WZYX。该规。该规律是律是氧氧氧键氧键数据数据O22O2O2O2键长键长/1012 m149128121112键能键能/kJmol1XYZ497.3W628A.成键时电子数越多，键能越大成键时电子数越多，键能越大B键长越长，键能越小键长越长，键能越小C成键所用的电子数越少，键能越大

22、成键所用的电子数越少，键能越大D成键时电子对越偏移，键能越大成键时电子对越偏移，键能越大B3、(1)根据等电子原理，仅由第二周期元素组成的共价根据等电子原理，仅由第二周期元素组成的共价分子中，互为等电子体的是：分子中，互为等电子体的是：_和和_；_和和_。 (2)根据等电子原理，由短周期元素组成的粒子，只根据等电子原理，由短周期元素组成的粒子，只要其原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，要其原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，也可互称等电子体，它们也具有相似的结构特征。也可互称等电子体，它们也具有相似的结构特征。在短周期元素组成的物质中，与在短周期元素组成的物质中，与NO2互为等电子体互为等电子体的分子有：的分子有：_。答案：(1)N2COCO2N2O (2)SO2、O3