2019-2020学年高中化学 第2章 第1节 共价键课件 新人教版选修3

第二章分子结构与性质第一节共价键目标与素养：1.了解共价键的类型及形成过程和判断。(微观探析与模型认知)2.理解共价键的键参数及应用。(宏观辨识与变化观念)3.了解等电子原理及等电子体判断。(微观探析与证据推理)自主预习探新知一、共价键及类型1．共价键的含义与特征(1)含义：原子间通过形成的化学键。(2)共用电子对饱和性方向性2．共价键的类型(1)σ键形成成键原子的s轨道或p轨道“”重叠而形成s­s型s­p型类型p­p型头碰头特征①以形成化学键的两原子核的为轴作旋转操作，共价键电子云的图形，这种特征称为；②σ键的强度连线不变轴对称较大(2)π键形成由两个原子的p轨道“”重叠形成的p­p型特征①每个π键的电子云由两块组成，分别位于由构成平面的两侧，如果以它们之间包含原子核的平面为镜面，它们互为，这种特征称为对称；②π键旋转，不如σ键牢固，较易肩并肩两原子核镜像镜面不能断裂(3)判断σ键、π键的一般规律共价单键为键；共价双键中有一个键、一个键；共价三键由一个键和两个键组成。二、共价键的键参数——键能、键长与键角1．键能(1)键能是形成1mol化学键释放的能量。键能的单位是。例如：形成1molH—H键释放的最低能量为436.0kJ，即H—H键的键能为。σσπσπ气态基态原子最低kJ·mol－1436.0kJ·mol－1(2)下表中是H—X键的键能数据共价键H—FH—ClH—BrH—I键能/(kJ·mol－1)568431.8366298.7①表中共价键最难断裂的是键，最易断裂的是键。②由表中键能数据大小说明键能与分子稳定性的关系：HF、HCl、HBr、HI的键能依次，说明四种分子的稳定性依次，即HF分子很稳定，最分解，HI分子最不稳定，最分解。H—FH—I减小减弱难易2．键长(1)键长是指形成共价键的两个原子之间的，因此决定化学键的键长，越小，共价键的键长越短。(2)键长与共价键的稳定性之间的关系：共价键的键长越短，往往键能越，表明共价键越。(3)下列三种分子中：H2、Cl2、Br2，共介键的键长最长的是，键能最大的是。核间距原子半径原子半径大稳定Br2H23．键角(1)键角是指两个共价键间的夹角。(2)在多原子分子中键角是一定的，这表明共价键具有性。键角是描述分子的重要参数。三、等电子原理相同、相同的分子(即等电子体)具有相似的化学键特征，它们的许多性质是相近的。如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，它们的许多性质相似。方向立体结构原子总数价电子总数1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)原子轨道在空间都有方向性，重叠形成的共价键也都有方向性()(2)σ键是轴对称而π键是镜像对称，σ键和π键均可旋转()(3)键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关()(4)键长越长，键能越大，键越稳定()[答案](1)×(2)×(3)√(4)×2．如图是氢原子的电子云重叠示意图。以下说法中错误的是()A．图中电子云重叠意味着电子在核间出现的概率增大B．氢原子核外的s轨道重叠形成共价键C．氢原子的核外电子呈云雾状，在两核间分布得浓一些，将两核吸引D．氢原子之间形成s－sσ键[答案]C3．(1)乙烯分子中有________个σ键，________个π键。(2)CO2分子中有________个σ键，________个π键。[答案](1)51(2)22核心突破攻重难1.共价键的分类分类标准类型共用电子对数单键、双键、三键共用电子对的偏移程度极性键、非极性键原子轨道重叠方式σ键、π键共价键的类型2.σ键与π键比较键的类型σ键π键电子云重叠方式沿键轴方向“头碰头”重叠沿键轴方向“肩并肩”重叠重叠部位两原子核之间，在键轴处键轴上方和下方，键轴处为零重叠程度大小键的强度强度大，不易断裂强度小，易断裂化学活泼性不活泼活泼成键轨道s－s、s－p、p－pp－p1．下列模型分别表示C2H2、S8、SF6的结构，下列说法错误的是()A．32gS8分子中含有0.125molσ键B．SF6是由极性键构成的分子C．1molC2H2分子中有3molσ键和2molπ键D．1molS8中含有8molS—S键A[A.1molS8中有8molσ键，因此32gS8即0.125molS8中含有σ键为8×18mol＝1mol，故说法错误；B.根据模型可知SF6是由S—F极性键构成，故说法正确；C.成键原子之间只能形成1个σ键，三键中有2个π键，因此1mol乙炔中含有3molσ键和2molπ键，故说法正确；D.根据选项A分析，故说法正确。]2．下列说法中错误的是()A．p轨道之间以“肩并肩”重叠可形成σ键B．有些原子在与其他原子形成分子时只能形成σ键，不能形成π键C．CO2分子中σ键与π键的个数比为1∶1D．含有π键和σ键的分子在反应时，π键总是先断裂，优先参与化学反应A[p轨道“肩并肩”重叠形成π键，不形成σ键。]3．σ键可由两个原子的s轨道、一个原子的s轨道和另一个原子的p轨道以及一个原子的p轨道和另一个原子的p轨道“头碰头”方式重叠构建而成。则下列分子中的σ键是由两个原子的s、p轨道以“头碰头”方式重叠构建而成的是()A．H2B．Cl2C．NaHD．HFD[H2中的σ键由两个原子的1s轨道以“头碰头”方式重叠构建而成，A错误；Cl2中的σ键由两个原子的3p轨道以“头碰头”方式重叠构建而成，B错误；NaH为离子化合物，不存在共价键，C错误；HF中的σ键由氢原子的1s轨道和氟原子的2p轨道以“头碰头”方式重叠构建而成，D正确。](1)所有共价键不一定均有方向性，如σs－s键无方向性。(2)分子中不一定必须含有σ键，如稀有气体分子中不含有化学键。(3)共价分子中不一定含有π键，只有分子中含有双键或三键时，才含有π键。(4)并不是所有的原子轨道都能形成π键。1.键参数与分子性质的关系(1)共价键强弱的判断①由键长和共用电子对数判断一般来说，形成共价键的键长越小，共用电子对数越多，则共价键越牢固，含有该共价键的分子越稳定。②由键能判断共价键的键能越大，表示破坏共价键消耗的能量越多，则共价键越牢固。键参数与等电子原理及应用(2)分子立体结构的判断键长和键角是描述分子立体构型的参数。一般来说，如果知道分子中的键长和键角，这个分子的几何构型就确定了。如NH3分子的H—N—H键角是107°，N—H键的键长是101pm，就可以断定NH3分子是三角锥形分子。2．利用键能计算反应的ΔHΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和。3．等电子体的判断(1)判断方法原子总数相同，价电子总数相同的粒子。(2)一些常见的等电子体类型实例立体构型双原子(10电子)N2、CO、NO＋、C2－2、CN－直线形三原子(16电子)CO2、CS2、N2O、NCO－、NO＋2、N－3、NCS－、BeCl2(g)直线形三原子(18电子)NO－2、O3、SO2V形四原子(24电子)NO－3、CO2－3、BO3－3、BF3、SO3(g)平面三角形五原子(32电子)SiF4、CCl4、BF－4、SO2－4、PO3－4正四面体形微点拨：等电子体的不同粒子一般具有相似的价键结构、立体构型和某些性质。4．下列说法中正确的是()A．在分子中，两个原子间的距离叫键长B．非极性键的键能大于极性键的键能C．键能越大，表示该分子越容易受热分解D．H—Cl的键能为431.8kJ·mol－1，H—I的键能为298.7kJ·mol－1，这可说明HCl分子比HI分子稳定D[形成共价键的两个原子核间的距离为键长，A错误；键能的大小取决于成键原子的电负性，与键的极性无必然联系，B错误；键能越大，越难断裂化学键，分子越稳定，C错误，D正确。]5．下列说法正确的是()A．分子的结构是由键角决定的B．共价键的键能越大，共价键越牢固，由该键形成的分子越稳定C．CF4、CCl4、CBr4、CI4中C—X(X＝F、Cl、Br、I)键的键长、键角均相等D．H2O分子中两个O—H键的键角为180°B[分子的结构是由键角、键长共同决定的，A项错误；由于F、Cl、Br、I的原子半径不同，故C—X(X＝F、Cl、Br、I)键的键长不相等，C项错误；H2O分子中两个O—H键的键角为105°，D项错误。]6．(1)根据等电子原理判断，下列说法中错误的是________。A．B3N3H6分子中所有原子均在同一平面上B．B3N3H6分子中存在双键，可发生加成反应C．H3O＋和NH3互为等电子体，均为三角锥形结构D．CH4和NH＋4互为等电子体，均为正四面体结构(2)下列微粒组互为等电子体的是________。A．N2O4和NO2B．Na＋和Cl－C．SO2－4和PO3－4D．NO和O2[解析](1)等电子原理是指具有相同价电子数和相同原子数的分子或离子具有相似的结构特征。B3N3H6是苯的等电子体，因此，它们的结构相似。B3N3H6分子中所有的原子均在同一平面上，不存在双键。H3O＋和NH3互为等电子体，NH3为三角锥形结构，则H3O＋也是三角锥形结构。CH4和NH＋4互为等电子体，CH4是正四面体形结构，所以NH＋4也是正四面体形结构。(2)N2O4的原子总数和价电子总数都是NO2的2倍；NO的价电子总数是11，O2的价电子总数是12，故A、D不正确。Na＋、Cl－均为单原子形成的离子，故B不正确。[答案](1)B(2)C等电子体确定的四种技巧(1)将粒子中的两个原子换成原子序数分别增加n和减少n(n＝1,2等)的原子，如N2与CO、N－3和CNO－互为等电子体。(2)将粒子中的一个或几个原子换成原子序数增加(或减少)n的元素带n个单位电荷的阳离子(或阴离子)，如N2O和N－3互为等电子体。(3)同主族元素最外层电子数相同，故可将粒子中一个或几个原子换成同主族元素原子，如O3与SO2、CO2与CS2互为等电子体。(4)互为等电子体的微粒分别再增加一个相同的原子或同主族元素的原子，如N2O与CO2互为等电子体。当堂达标提素养1．下列分子的结构式与共价键的饱和性不相符的是()A[H2O2的结构式应为H—O—O—H。]2．下列分子中的σ键是由两个原子的s轨道以“头碰头”方式重叠构建而成的是()A．H2B．CCl4C．Cl2D．F2A[A项中H2是由两个1s轨道形成σ键；B项中Cl的3p轨道与C的2s轨道或2p轨道形成σ键；C项是由两个3p轨道形成σ键；D项中是由两个2p轨道形成σ键。]3．根据下表中所列的键能数据，判断下列分子中最不稳定的是()化学键H—HH—ClH—BrBr—Br键能/(kJ·mol－1)436.0431.8366193.7A.HClB．HBrC．H2D．Br2D[键能越小，键长越长，共价键越不牢固，分子越不稳定。]4．下列说法中正确的是()A．分子中键能越大，键长越短，则分子越稳定B．只有非金属原子之间才能形成共价键C．水分子可表示为H—O—H，分子中键角为180°D．H—O键键能为462.8kJ·mol－1，即18g水分解生成H2和O2时，放出能量为(2×462.8)kJA[在分子中键能越大，键长越短，分子越稳定，A项正确。AlCl3中含有共价键，B项错误。水分子的两个O—H键的键角小于180°，C项错误。H—O键的键能是破坏1molH—O键所吸收的能量，在一个H2O分子中有两个H—O键，故应吸收能量2×462.8kJ。而当H、O形成H2和O2，在成键时需放出能量，故应根据公式“ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能”计算，D项错误。]5．已知原子总数相同、价电子总数相同的微粒称为等电子体，等电子体的结构和性质相似。据此回答下列问题：(1)SCN－、NO＋2的价电子总数都是16，因此它们的结构与第二周期中的两种元素组成的________分子的结构相同，该分子呈________形。(2)CO2－3、NO－3等微粒具有相同的通式AX3，且价电子总数都是________，因此它们的结构与由ⅥA族的两种元素组成的________分子的结构相同，立体构型相似。[解析]根据等电子体的概念及常见等电子体即可回答问题。[答案](1)CO2(或N2O