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第一节 共价键模型


极性键
共用电子对有偏向 (电荷分布不均匀)
如:HCl(H-Cl) H2O(H-O-H)
思 考
1、键的极性的判断依据是什么?
共用电子对是否有偏向 2、共用电子对不偏向或有偏向是由什 么因素决定的呢? 这是由成键原子对共用电子对的吸引作 用大小决定的。
[小结]判断方法
同种非金属元素原子间形成的共价键 是非极性键
从图中可以看出,R = r 0 时, E值最小,表明此时两 个 H 原子之间形成了化学键。
2.共价键的本质
共价键的本质是:
高概率地出现在两 个原子核之间的电子 与两个原子核之间的的变化
说明:电性作用包 括吸引和排斥,当 吸引和排斥达到平 衡时即形成了稳定 的共价键
学一学 练一练
电子式 结构式
H Cl H2 HCl
H Cl HH H Cl
H—H H— Cl
写出下列分子的电子式和结构式: 分子: NH3 H2O N2 CH4 C2H4
利用所学知识分析一下N2的结构,解 释氮气化学性质稳定的原因。 N原子的价电子排布式: N原子的价电子 轨道表示式:
↑↓
2S22P 3
共价键的键参数
1.键能:表示键强弱的物理量。 ①概念:在101.3kPa、298K条件下,断开 1molAB(g)分子中的化学键使其生成气态A原子 和气态B原子所吸收的能量称为AB键的键能。 ②单位:kJ/mol
键能大小与键的强度的关系? (键能越大,化学键越稳定,越不易断裂) 键能与化学反应中的能量变化的关系?
H2
组成
HCl
同种元素原子 不同种元素原子 相同 不偏向任何 一个原子 不相同 偏向吸引电子 能力强的原子
原子吸引共用 特 电子对的能力
共用电子对的 位置 成键原子的 电性



不显电性
H

H 共用电子对无偏向
相对显 负电性

ab
相对显 正电性
H

Cl


共用电子对偏向Cl
ab
H2
2、π键
2Py 2Py
原子轨道以“肩并肩”方式相互重叠导致 电子在核间出现的概率增大而形成的共价键
1). “肩并肩”重叠成键;
2). 电子云重叠程度不及σ 键,较活泼;
3). π 键必须与σ 键共存;
4). π 键不能自由旋转。
【课堂练习】
σ键的常见类型有(1)s-s,(2)s-p,(2)p-p, 请指出下列分子σ键所属类型: A、HBr s-p B、NH3 s-p C、F2 p-p D、H2 s-s
3.能够用键能解释的是(


A.氮气的化学性质比氧气稳定 B.常温常压下,溴呈液体,碘为固体 C.稀有气体一般很难发生化学反应
D.硝酸易挥发,硫酸难挥发
D、离子化合物中也可能存在共价键
课堂练习
分析下列化学式中划有横线的元素,选出符合①②③ 要求的物质编号,填写在横线上。 A. NH3 B. H2O C. HCl D. CH4 E. N2 D ① 所有的价电子都参与形成共价键的是 ; C ② 只有一个价电子参与形成共价键的是 ; ③ 最外层有未参与成键电子对的是 A、B、C、E ;
↑↑↑
2S
2P
N2的结构式: N
≡N
原子轨道的重叠方式?
三、共价键的类型
㈠σ键和π键 1、 σ 键
N 2Px
+
N 2Px
N
N 键
原子轨道以“头碰头”方式互相重叠导致 电子在核间出现的概率增大而形成的共价键
+
S-S
+
S-P
+
P-P
σ 键的成键特点: 1).沿键轴(两核的连线)方向 重叠成键 2). σ 键可以沿键轴旋转; 3). σ 键较稳定,存在于一切共价键中。 因而,只含有σ 键的化合物性质是比较稳定 的(烷烃)。 “头碰头”
共价键的方向性和饱和性
共价键的数目由原子中单电子数决定,包括原有 的和激发而生成的。 例如氧有两个单电子, H 有一个单电子,所以结 合成水分子时,只能形成 2 个共价键。C 最多能 与 4 个 H 形成共价键。原子中单电子数决定了共 价键的数目。即为共价键的饱和性。 各原子轨道在空间分布方向是固定的,为了满足 轨道的最大程度重叠,原子间成的共价键,当然 要具有方向性。
3.共价键的形成条件 共价键的形成条件是什么?
问题探索
①电负性相同或相差很小的非金属元素原子之 间形成共价键。 ②一般成键原子有未成对电子(自旋相反)。 ③成键原子的原子轨道在空间重叠。
4.共价键的表示方法 电子式:在元素符号周围用小黑点· 或×来描述 分子中原子共用电子以及未成键的价 电子的式子,叫电子式 结构式:用一根短线表示一对共用电子所形 成的共价键。
以HCl、H2O、CO2为例描述共价键的形成过程并完成下列问题
元素的电 负性差别
价电子排 布
1S 1 H 2 5 Cl 3S 3P 1 1S H 2 4 O 2S 2P 2 5 Cl 3S 3P
是否有单 电子

原子轨道 是否重叠
重叠 重叠 重叠
HCl H2O Cl2
0.9 1.4 0


1. 是不是所有的价电子都参与了成键? 2. 氢原子与氯原子结合成氯化氢分子时 原子个数比为什么为 1:1,而与氧 原子结合成水分子时原子个数比却为 2: 1?
一、共价键
1、共价键的形成及本质(以氢气分子形成为例)
1.氢原子的核外电子排布如何? 2. 氢分子中的共价键是如何形成的?
如何用电子云和原子轨道的概念进一步 理解共价键的形成过程?
H2 中的化学键,可以认
H2形成过程
为是电子自旋相反成对,
结果使体系的能量降低
从电子云的观点考虑,可 认为 H 的 1s 轨道在两核 间重叠,使两电子在两核 间出现的几率大。两核吸 引核间电子对,使 2 个 H 结合在一起形成H2,使体 系的能量降低。
不同种非金属元素原子间形成的共价 键是极性键
[练习]指出下列物质中的共价键类型
1、O2
2 、CH4
非极性键
极性键 极性键 (H-O-O-H) 极性键 非极性键 非极性键 极性键
3 、CO2
4、 H2O2 5 、Na2O2
6 、NaOH
小结:
A、有的分子中只有非极性键
B、有的分子中只有极性键 C、有的分子中既有非极性键,又有极性键
组成
HCl
同种元素原子 不同种元素原子 相同 不偏向任何 一个原子 不相同 偏向吸引电子 能力强的原子
原子吸引共用 特 电子对的能力
共用电子对的 位置 成键原子的 电性

不显电性
显电性 键有极性


键无极性
4、 非极性键和极性键
非极性键: 如:H2(H-H) 共用电子对无偏向 (电荷分布均匀) Cl2(Cl-Cl) N2(N N)
键长、键角决定了分子的空间构型。
1.下列说法中,错误的是(


A.键长越长,化学键越牢固
B.成键原子间原子轨道重叠越多,共价键越 牢固
C.对双原子分子来讲,键能越大,含有该键 的分子越稳定
D.原子间通过共用电子对所形成的化学键叫 共价键
2 .下列分子中,两核间距最大,键能最小 的是( ) D A.H2 B.Br2 C.Cl2 D.I2
3、σ键和π键的比较 σ键 π键 “肩并肩”
轴对称 镜像对称 强度大, 强度较小 不易断裂 易断裂 牢固程度 共价单键是 σ 键,共价双 σ 键中一个是 键,另一个 成键判断规律 是 σ 键,共价三键中一个 π 键 是 π 键,另两个为
成键方向 电子云形状
“头碰头”
【课堂练习】 已知π键可吸收紫外线,含π键物质可做 护肤品。请问下列物质中哪些是含有π键 的分子 (CD ) A. NH3 C. CO2 B. CH4 D. C2H2
自然界中美丽的雪花
水 氢氧原子间通过 分 什么作用结合? 子 模 氢氧原子间通过 型 共价键结合
雪花的外部结构 分子之间通过什么 作用结合? 分子之间通过分子 间作用力、氢键结合
水 分 子 间 的 整 齐 排 列
温故知新 共价键
什么是共价键?请举例说明
相邻原子间通过共用电子形成的化学键。 如:H2 HCl H 2O 等
(键能越大,形成化学键放出的能量越大, 破坏化学键吸收的能量越大)
2.键长:
①概念:形成共价键的两原子间的核间距
②一般而言,键长越短,共价键越 牢固 ,形成的物 质越 稳定 .
3.键角:分子中键与键之间的夹角。
104.5°
107.3°
109.5°
[小结]
键能、键长、键角是共价键的三个参数
键能、键长决定了共价键的稳定性;
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