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共价键的形成


3、键角:两个共价键之间的夹角称为键角。
键角决定分子的空间构型。 键角一定,表明共价键具有方向性。键角是 描述分子立体结构的重要参数,分子的许多性 质与键角有关。
H2O 105° NH3 107°
CO2 180°
CH4 109°28’
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; 键角决定了分子的空间构型。
σ键
π键
形成 沿轴方向“头碰头”平行方向“肩并肩”
电子云 特征
轴对称、可旋转
镜像对称、不可旋转
强度 强度大,不易断裂 强度较小,易断裂
存在 规律
有且仅有一个σ键!
7

以上原子轨道相互重叠形成的σ键
和π键 ,总称价键轨道。
三、键参数—键能、键长和键角
1、键能:气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能 量。 破坏1mol化学键形成气态基态原子所需的最低能量。
二. σ键和π键
(a). s-s σ键的形成
相互靠拢
未成对电子的 电子云相互靠拢
电子云相互重叠
—共价键的方向性
未成对电子的 电子云相互靠拢
电子云相互重叠
【小结σ键类型】
① s-s σ键: ② s-p σ键: ③ p-p σ键:
形成σ键的电子 称为σ电子。
σ键特征:
①σ键的“头对头”轨道重叠 方式,可使轨道重叠程度较大, 故σ键很稳定。
规律: 键能越大,化学键越牢固,由该键形成的
分子越稳定。
2、键长:形成共价键的两个原子之间的核间距。键长是 衡量共价稳定性的另一个参数。
⑴ N2、O2、F2跟H2的反应能力依次增强,从键能的 角度应如何理解这一化学事实?
⑵ 通过上例子,你认为键长、键能对分子的化学 性质有什么影响?
一般地,形成的共价键的键能越大,键 长越短,共价键越稳定,含有该键的分子越 稳定,化学性质越稳定。
四、等电子原理
1、等电子体:是指 原子总数 且 价电子总数 的粒子,具有相同的化学键特征。
应用: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 分子的空间构型和性质。
思考探究:
在N2、CO2、 CO 、N2O之间互为等电子 体的是谁? 请预测:1、 N2O的几何构型?
②以形成π键的两个原子核的连线为轴,任 一原子不能单独旋转,否则破坏π键。
【注】
由于π键重叠程度比σ键小, 所以σ键的强 度要比π键大!
稳定性: 键﹥ 键 !
科学探究
N2中1个p-pσ键和2个p-pπ键的形成过程
p-p π键
p-p π键
N N p-p σ键
(3)σ键与π键的区别:
①:电子云图不同: σ键为轴对称 π键为镜向对称 ②:强度不同: σ键强度大, π键容易断裂 ③:一般规律共价单键是σ键;
②σ键沿对称轴旋转任一原子,不 会破坏σ键。
镜像对称
两个原子 相互接近
电子云重叠
π键的电子云
π键:“肩并肩”
形成π键的电 子称为π电子。
【对比与感受】
头碰 头
肩并 肩
π键的特征:
①两个原子轨道以平行或“肩并肩”π键的电子云 方式重叠;原子重叠的部分位于两原子核构 成平面的两侧,互为镜像,称为镜像对称。
利用等电子体可以: ①判断一些简单分子或离子的立体构型; ②利用等电子体在性质上的相似性制造新材料; ③利用等电子原理针对某物质找等电子体。
(4)一些常见的等电子体
二原子10电子的等电子体:N2、CO、CN-、C22- 二原子11电子的等电子体:NO、O2+ 三原子16电子的等电子体:CO2、CS2、N2O、CNO-、
分子解 离能 kJ ·mo l-1
分子的 价电子 总数
CO -205.05 -191.49
2.3 mL
1 075
10
N2
-210.00 -195.81
1.6 mL
946
10
(3)等电子体的判断和利用
(1)判断方法:原子总数相同,价电子总数相同的分 子。
(2)应用:等电子体的许多性质是相近的,空间构型 是相同的。
3、共价键的形成条件: (1) 两原子得电子能力相同或相近 (2) 原子有未成对电子 (3) 原子的原子轨道在空间上发生重叠
4.共价键的本质: 成键原子相互接近时,原子轨道发生
重叠,自旋方向相反的未成对电子形成 共用电子对,两原子核间的电子云密度 增加,体系能量降低
为什么不可能有H3、H2Cl、Cl3分子的形成?
σ键比 较稳定 不容易 断裂, π键比 较容易 断裂。
共价双键中一个σ键,另一个是π键
共价三键中一个σ键,两个是π键
4、σ键与π键的成键规律:
① s电子和s电子、 s电子和p电子只能形成σ键; ② p电子和p电子既可形成σ键,又可能形成π键; ③ 且 p电子和p电子先形成σ键,后形成π键。
【小结】
共价键具有饱和性
按照共价键的共用电子对理论,一个原子 有几个未成对电子,便可和几个自旋相反的电 子配对成键,这就共价键的“饱和性”。H 原 子、Cl原子都只有一个未成对电子,因而只能 形成H2、HCl、Cl2分子,不能形成H3、H2Cl、 Cl3分子。
练习 分别写出下列非金属元素的原子电子配 对成键数目 H 、ⅤA 、ⅥA 、ⅦA 。
成键粒子: 原子。 成键条件:
一般为非金属元素原子之间;某些金属元 素与非金属元素之间。(AlCl3)
极性共价键
类型: 共价键
非极性共价键
2、形成过程 用电子式表示H2、HCl、Cl2 、N2分子的形成过 程。
H2
Cl2
O2 N2
用轨道电子云来描述共价键的形成过程。
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.
2、 CO 中的共价键类型?
2、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。
(2).等电子体实例 CO和N2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:
分子 熔点/℃
沸点/℃
在水中
的溶解 度(室 温)
第二章第一节 《共价键》
(人教版选修3)
什么是化学键?物质的所有原子间 都存在化学键吗?
【化学键】
相邻原子或离子之间强烈的相互作用。
化学键
离子键
极性键
共价键
非极性键
金属键
【不是所有物质都含有化学键,稀有气体无化 学键】
一、共价键: 1、概念:原子间通过共用电子对形成的相 互作用,叫做共价键。
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