化学选修3第二章-第一节共价键资料

第一节共价键（第一课时）第二章分子结构与性质复习回忆分子中相邻原子之间是靠什么作用而结合在一起？化学键分子中相邻原子之间强烈的相互作用。化学键：a.离子键：阴、阳离子之间通过静电作用形成的化学键。b.共价键：原子间通过共用电子对形成的化学键。(1)原子的电子式：SCl电子式钠原子镁原子碳原子Na×Mg××C××××硫原子氯原子复习回忆FO2-b：阴离子的电子式：(2)离子的电子式：a：阳离子的电子式：一般用离子符号表示一般用表示Rn-S2-钾离子镁离子钙离子K+Mg2+Ca2+氟离子氧离子硫离子d：共价化合物：共用电子对写在成键原子中间，每个原子最外层电子都要标出。FNaClKNaO2-NaClMg2Clc：离子化合物：由阳离子的电子式和阴离子的电子式组合而成。Cl····H····(3)用电子式形成过程Mg2BrBrSKKBrMgBrS2-KK···Cl··：H·＋Cl····H····1、共价键的存在:共价键存在于非金属单质、共价化合物以及部分离子化合物中，如H2、Cl2、CO2、H2O、NH4+、OH-等。只含有共价键的化合物。2、共价化合物：(含有共价键的化合物不一定是共价化合物)用一根短线代表一对共用电子的式子，如H—H、H—Cl等。3、结构式：一、共价键1.为什么不可能有H3、H2Cl、Cl3分子的形成？说明：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，这就是共价键的“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HHHH↑1S↑1S一.σ键的形成(1).s-sσ键的形成H·+H·H:HH－ClHCl↑1S↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑1S2S2P3S3P(2).s-pσ键的形成一.σ键的形成H•Cl•••••••H•+Cl•••••••ClClClCl↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑1S2S2P3S3P↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑1S2S2P3S3P(3)、p-pσ键的形成一.σ键的形成Cl•••••••Cl•••••••+Cl•••••••Cl•••••••σ键的特点:以方式形成化学键，以两原子核的为轴，作操作，共价键电子云的图形，这种特征称为_________。“头碰头”连线旋转不变轴对称(2)π键的形成两个原子相互接近电子云重叠π键的电子云成键原子轨道采取“肩并肩”式重叠。π键特点：以方式形成化学键，电子云是由组成的，分别位于由两原子核构成平面的，如果以它们之间包含原子核的平面为镜面，它们互为，这种特征称为。以形成π键的两原子核的连线为轴，任意一个原子__________________________________“肩并肩”两块两侧镜像镜像对称不能单独旋转，若旋转则破坏π键已知氮分子的共价键是三键，你能通过画图来描述吗？提示：氮原子的三个2p轨道的伸展方向互相垂直。↑↓↑↓↑1S2S2P↑↑↑↓↑↓↑1S2S2P↑↑小结项键目型σ键π键成键方向电子云形状牢固程度成键判断规律沿轴方向“头碰头”平行方向“肩并肩”轴对称镜像对称强度大，不易断裂强度较小，易断裂共价单键是σ键，共价双键中一个是σ键，另一个是π键，共价三键中一个是σ键，另两个为π键。例：乙烷、乙烯和乙炔分子中的碳碳键分别由几个σ键和几个π键组成？乙烷分子中的碳碳键由σ键组成；乙烯分子中的碳碳键由1个σ键和1个π键组成；乙炔分子中的碳碳键由1个σ键和2个π键组成。第一节共价键（第二课时）第二章分子结构与性质1.键能：气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量。数值上也等于破坏1mol化学键形成气态基态原子所需吸收的最低能量。应用：①判断化学键的稳定性②计算化学反应的反应热（焓变）∆H=E断-E成键参数---键能，键长，键角[说明]①键能的单位是kJ·mol-1②形成化学键通常放出热量，键能通常取正值③键能越大，化学键越稳定某些共价键键能/kJ·mol-1F-F157C－O351Cl-Cl242.7C＝O745Br-Br193.7O－O142I-I152.7O＝O497.3C-C347.7N－N193C=C615N＝N418C≡C812N≡N946表2-12、键长：形成共价键的两个原子之间的核间距。键长是衡量共价键稳定性的另一个参数。[说明]：①键长的单位都是pm；1pm=10-12m②键长越短，键能越大，共价键越稳定③原子半径越大，键长越大键键能键长键键能键长Cl-Cl242.7198C-C347.7154Br-Br193.7228C=C615133I-I152.7267C≡C812120某些共价键键能（kJ·mol-1）与键长（pm）表2-23、键角：两个共价键之间的夹角称为键角。（2）键角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。（1）键角决定分子的空间构型。CO2180°H2O105°NH3107°CH4109°28’【观察】P32页中表2-3的数据表2-3CO分子和N2分子的某些性质分子熔点/℃水中溶解度(室温)分子解离能(kJ/mol)分子的价电子总数CO-205.052.3mL10N2沸点/℃-210.00-191.49-195.811.6mL107594610从表中可以看出，CO分子与N2分子在许多性质上十分相似，这些相似性，可以归结为它们具有相等的价电子数，导致它们具有相似的化学结构。等电子体：原子总数相同、价电子总数相同的粒子。等电子体原理：原子总数、价电子总数相同的粒子具有相似的化学键特征，它们的许多性质是相近的，尤其是结构上有很大相似性！(物理性质)等电子原理例举一些常见的等电子体SO2O3NO2-SO3NO3-N2COC22-CO2N2OCS2NH3H3O+CH4NH4+CN－V形例举一些常见的等电子体已知SO3结构为正三角形NO3—结构也为正三角形已知CO2结构为直线形N2O结构也为直线形总结由已知推未知，是懒人学习化学最好的方法1：对角线规则已知铝(Al)的性质，联想铍(Be)的性质2：等电子体已知NH3的结构，联想________的结构已知CH4的结构，联想________的结构三角锥形H3O+NH4+正四面体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【练习】A2、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A3、下列哪些说法可以作为判断H2O与H2S稳定性大小的依据？(1)由元素周期律，O元素比S元素的非金属性强(2)由原子半径推导，H—O键短，H—S键长(3)由键能推导，H—O的键能464，H—S的键能339(4)由键角推导，H—O—H的键角105度，H—S—H的键角92度(5)由沸点推导，H2O沸点100℃，H2S沸点-60.4℃【练习】1、2、3干扰项！干扰项！氢化物稳定性判断的解答思路：原子半径键长键能稳定性（化学性质）越小越短越大越高键角决定了分子的空间构型，与稳定性无关沸点物理性质，与稳定性无关4、N2、O2、F2与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？【练习】提示：从N—H、O—H、F—H键的键能上考虑。正解：N—H、O—H、F—H键的键长依次减小，键能依次增大，意味着形成这些键时放出的能量依次增大，化学键越来越稳定。也就是生成物NH3、H2O、HF的稳定性依次增大。所以N2、O2、F2与H2的反应能力依次增强。5、N2与H2在常温下很难发生反应，必须在高温下才能发生反应。而F2与H2在冷暗处就能剧烈化合。为什么？【练习】正解：氮气分子中存在N≡N（氮氮三键），键能很大（946kJ/mol），而氟单质中存在F—F键，键能较小（157kJ/mol），意味着断开N≡N比断开F—F键困难得多，往往需要更为苛刻的反应条件。※N2发生的反应，大多是较为苛刻的反应条件：N2+3H2======2NH3N2+O2=====2NO【拓展】高温、高压催化剂高温或放电※有N2生成的反应，往往放出大量的热。因为形成氮氮三键释放的能量很高。这正是某些含氮化合物应用于火箭推进剂的原因。NH4NO3、TNT、N3—、N5+都属于易爆物，原因也正在于此。※质谱仪：在70ev电子碰撞作用下，样品分子被打掉一个电子形成分子离子。分子离子进一步发生化学键断裂形成碎片离子。由分子离子可以确定化合物分子量，由碎片离子可以得到化合物的结构。【拓展】6、下面是某些化学键的键能（kJ/mol），你能算出碳碳双键、碳碳三键中的π键平均键能为多少吗？氮氮双键、氮氮三键中的π键平均键能又为多少呢？【练习】C-C347.7C=C615C≡C812N－N193N＝N418N≡N946C=C中π键：615-347.7=267.3C≡C中π键：（812-347.7）÷2=232.15N=N中π键：418-193=225N≡N中π键：（946-193）÷2=376.57、已知N—N、N＝N和N≡N键能之比为1.00：2.17：4.90，而C-C、C=C、C≡C键能之比为1.00：1.77：2.34。如何用这些数据理解氮分子不容易发生加成反应而乙烯和乙炔容易发生加成反应？【练习】C-C347.7N－N193C=C615N＝N418C≡C812N≡N946【练习】C-C347.7N－N193C=C615N＝N418C≡C812N≡N946键能数据表明，N≡N键能大于N－N键能的三倍，N＝N键能大于N－N键能的两倍；而C≡C键能小于C－C键能的三倍，C＝C键能小于C－C键能的两倍；