2.1共价键ppt课件-（2019新）人教版高中化学高二上学期选择性必修二.pptx

1、第一节 共价键第二章 分子结 构 与 性 质人教版选择性必修人教版选择性必修2 2物质结构与性质物质结构与性质2022-3-7 诺贝尔物理学奖得主理查德诺贝尔物理学奖得主理查德费曼费曼曾说过，假如发生了大灾难，人类全部曾说过，假如发生了大灾难，人类全部的科学知识只能概括为一句话传诸后世，的科学知识只能概括为一句话传诸后世，那么这句话应该是那么这句话应该是“万物皆由原子构万物皆由原子构成成”。原子是如何构成物质的？原子是如何构成物质的？化学史料化学史料2022-3-7化学键：相邻原子之间强烈的相互作用化学键：相邻原子之间强烈的相互作用化学键化学键共价键共价键离子键离子键极性共价键极性共价键非极性

2、共价键非极性共价键电负性电负性的差值的差值0 0非极性键非极性键极性键极性键离子键离子键NaNa和和ClCl的的电负性电负性的差值的差值H H和和ClCl的的电负性电负性的差值的差值0.90.92.12.1知识回顾知识回顾2022-3-7写出写出H H2 2、ClCl2 2、HClHCl形成的电子式形成的电子式【思考思考】1.1.为什么难以形成为什么难以形成H H3 3、ClCl3 3、H H2 2ClCl等分子？等分子？2.2.碳原子最多可以形成几个单键？碳原子最多可以形成几个单键？N N、O O、F F呢？说明共价键具有什么性？呢？说明共价键具有什么性？知识回顾知识回顾共价键的特征之一共价

3、键的特征之一饱和性饱和性决定了共价化合物的决定了共价化合物的分子组成分子组成。2022-3-71、通过原子轨道、通过原子轨道进一步理解进一步理解H-H共价键共价键的形成的形成 氢原子形成氢分子的过程示意氢原子形成氢分子的过程示意H1sH1s共价键的深入认识共价键的深入认识氢原子形成氢分子的过程氢原子形成氢分子的过程共价键的深入认识共价键的深入认识2022-3-72 2、除了、除了s s轨道和轨道和s s轨道重叠形成共价键外，还能找到其他轨道重叠形成共价键轨道重叠形成共价键外，还能找到其他轨道重叠形成共价键的例子吗？从原子轨道重叠的角度理解的例子吗？从原子轨道重叠的角度理解H-ClH-Cl、Cl

4、-ClCl-Cl共价键的形成共价键的形成3 3、请用橡皮泥制作这些共价键的电子云模型。、请用橡皮泥制作这些共价键的电子云模型。 通过制作电子云模型，你发现这些共价键有什么特征？通过制作电子云模型，你发现这些共价键有什么特征？共价键的深入认识共价键的深入认识共价键的深入认识共价键的深入认识 HCl HCl中的共价键是中的共价键是由氢原子提供的未成对电子的由氢原子提供的未成对电子的1s1s原子轨道和氯原子提供的原子轨道和氯原子提供的未成对电子的未成对电子的3p3p原子轨道重叠形成的。原子轨道重叠形成的。Cl-ClCl-Cl的形成的形成 Cl Cl2 2中的共价键是中的共价键是由由2 2个氯原子各提

5、供个氯原子各提供1 1个未成对电子的个未成对电子的3p3p原子轨道重叠形成的。原子轨道重叠形成的。共价键的深入认识共价键的深入认识2022-3-74 4、利用你手中的原子轨道模型寻找原子轨道除了以、利用你手中的原子轨道模型寻找原子轨道除了以“头碰头头碰头”的方式重叠以外，的方式重叠以外，还有没有可能以其他的方式重叠成键？还有没有可能以其他的方式重叠成键？未成对电子的原子轨道相互靠拢未成对电子的原子轨道相互靠拢 原子轨道相互重叠原子轨道相互重叠形成的形成的键键共价键的深入认识共价键的深入认识2022-3-75 5、键与键与键相比有何不同点呢？键相比有何不同点呢？对比两个对比两个p p轨道形成的轨

6、道形成的键和键和键可以发现，键可以发现，键是由两个原子的键是由两个原子的p p轨道轨道“头碰头头碰头”重叠形成的。而重叠形成的。而键是由两个原子的键是由两个原子的p p轨道轨道“肩并肩肩并肩”重叠形成的。重叠形成的。共价键的深入认识共价键的深入认识键的电子云形状与键的电子云形状与键的电子云形状和对称方式不同：每个键的电子云形状和对称方式不同：每个键的电子云由键的电子云由两块组成，它们互为镜像，这种特征称为镜面对称；而两块组成，它们互为镜像，这种特征称为镜面对称；而键的电子云是轴对称。键的电子云是轴对称。5 5、键与键与键相比有何不同点呢？键相比有何不同点呢？共价键的深入认识共价键的深入认识O

7、O2 2 中中 p-p p-p 键键和和 p-p p-p 键键的形成过程的形成过程p-p键键p-p键键两对孤对两对孤对电子对电子云电子对电子云2P4轨道轨道xyzN的2p轨道示意图xyzN2中共价三键的形成过程“头碰头”N N2 2 中中 p-p p-p 键键和和 p-p p-p 键键的形成过程的形成过程xyzzy“肩并肩”N2中共价三键的形成过程N N2 2 中中 p-p p-p 键键和和 p-p p-p 键键的形成过程的形成过程“头碰头”“肩并肩”“肩并肩”yzzyxN2中共价三键的形成过程N N2 2 中中 p-p p-p 键键和和 p-p p-p 键键的形成过程的形成过程键键键yzzy

8、xN2中共价三键的形成过程N N2 2 中中 p-p p-p 键键和和 p-p p-p 键键的形成过程的形成过程p p 键p p 键p p 键yzzyxN2中共价三键的形成过程-N N2 2 中中 p-p p-p 键键和和 p-p p-p 键键的形成过程的形成过程N2中共价三键的形成过程资料键与键与键的存在键的存在5 5、键与键与键相比有何不同点呢？键相比有何不同点呢？共价键的深入认识共价键的深入认识单键双键三键键键1 1个个键、键、1 1个个键键1 1个个键、键、2 2个个键键键与键与键的强弱键的强弱5 5、键与键与键相比有何不同点呢？键相比有何不同点呢？共价键的深入认识共价键的深入认识单键

9、双键三键键键1 1个个键、键、1 1个个键键1 1个个键、键、2 2个个键键2022-3-76 6、所有共价键都有方向性和饱和性吗？、所有共价键都有方向性和饱和性吗？所有的共价键都有饱和性，但并不是所有的共价键都有方向性，如所有的共价键都有饱和性，但并不是所有的共价键都有方向性，如s-s 键就没有方键就没有方向性。向性。共价键的深入认识共价键的深入认识2022-3-7 1 1、 观察乙烷、乙烯和乙炔的分子结构，它们的分子中的共价键分别观察乙烷、乙烯和乙炔的分子结构，它们的分子中的共价键分别由几个由几个键和几个键和几个键构成？键构成？乙烷乙烯乙炔乙烷中含有乙烷中含有1 1个个C-CC-C键和键和

10、6 6个个C-HC-H键，所以乙烷中含有键，所以乙烷中含有7 7个个键；键；乙烯中含有乙烯中含有1 1个个C=CC=C键和键和4 4个个C-HC-H键，即含有键，即含有5 5个个键和键和1 1个个键；键；乙炔中含有乙炔中含有1 1个三键和个三键和2 2个个C-HC-H键，即含有键，即含有3 3个个键和键和2 2个个键；键；【反馈反馈】2.下列说法对下列说法对键和键和键的认识不正确的是键的认识不正确的是A.分子中只要含有共价键，则至少含有一个分子中只要含有共价键，则至少含有一个键键B.s-s 键、键、p-p 键与键与s-p 键都是轴对称的键都是轴对称的C.p-p 键和键和p-p 键的重叠方式是相

11、同的键的重叠方式是相同的D.含有含有键的分子在反应时，键的分子在反应时，键键一般是一般是化学反应的积极参与者化学反应的积极参与者3.丁烯二酸丁烯二酸(HOOCCH=CHCOOH)分子结构中含有分子结构中含有键、键、键的个数分别是键的个数分别是A.4个个键，键，1个个键键 B.11个个键，键，3个个键键C.4个个键，键，3个个键键 D.9个个键，键，5个个键键4.有以下物质：有以下物质：HF，Cl2，H2O，N2，C2H4，C2H6，H2，H2O2，HCN(HCN)。(1)只有只有键的是键的是_(填序号，下同填序号，下同)；既有；既有键又有键又有键的是键的是_。(2)含有由两个原子的含有由两个原

12、子的s轨道重叠形成的轨道重叠形成的键的是键的是_。(3)含有由一个原子的含有由一个原子的s轨道与另一个原子的轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的轨道重叠形成的键的是键的是_。(4)含有由一个原子的含有由一个原子的p轨道与另一个原子的轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的轨道重叠形成的键的是键的是_。5.(1) 分子中分子中键和键和键的比例为键的比例为_。91(2)已知反应已知反应N2O4(l)2N2H4(l)=3N2(g)4H2O(l)，若该反应中有，若该反应中有4 mol NH断裂，则形成的断裂，则形成的键的数目为键的数目为_。3NA2022-3-7联系旧知联系旧知u卤素形成的氢化物的稳定性如何递

13、变？卤素形成的氢化物的稳定性如何递变？热稳定性：热稳定性：HFHClHBrHIHFHClHBrHIu如何解释如何解释HFHF、HClHCl、HBrHBr和和HIHI的稳定性的递变？的稳定性的递变？卤化氢卤化氢HClHClHBrHBrHIHI在在1000 1000 分解的百分数分解的百分数/%/%0.001 40.001 40.50.53333从非金属性递变角度从非金属性递变角度从原子结构递变角度从原子结构递变角度定性定性实验事实实验事实定量定量2022-3-7键能是键能是气态气态分子中断裂分子中断裂1 mol1 mol化学键解离成气态原子所化学键解离成气态原子所吸收吸收的能量。或的能量。或气态

14、基态气态基态原子原子形成形成1 mol1 mol化学键释放的化学键释放的最低能量最低能量。键能通常取正值，单位是键能通常取正值，单位是kJ/molkJ/mol。键能通常是键能通常是298.15 K298.15 K、101 kPa101 kPa条件下的标准值。条件下的标准值。键能可键能可通过实验测定，更多却是推算获得的。例如，断开通过实验测定，更多却是推算获得的。例如，断开CHCH4 4中的中的4 4个个CHCH，所需，所需能量并不相等，因此，能量并不相等，因此，CHCH4 4中的中的CHCH只能是平均值，而表只能是平均值，而表2-12-1中的中的CHCH键能是更多键能是更多分子中的分子中的CH

15、CH键能的平均值。键能的平均值。共价键的键参数共价键的键参数键能键能2022-3-7共价键的键参数共价键的键参数键键键能键能（kJmolkJmol-1 -1 ）键键键能键能（kJmolkJmol-1 -1 ）Cl-ClCl-Cl242.7242.7N-ON-O176176Br-BrBr-Br193.7193.7N=ON=O607607I-II-I152.7152.7O-OO-O142142H-FH-F568568O=OO=O497.3497.3H-ClH-Cl431.8431.8C-CC-C347.7347.7H-BrH-Br366366C=CC=C615615H-IH-I298.7298.7

16、CCCC8128122022-3-7共价键的键参数共价键的键参数键能键能结合课本结合课本3737页键能数据，回答下列问题页键能数据，回答下列问题键能越大，物质的活泼性就一定越弱吗？键能越大，物质的活泼性就一定越弱吗？课本课本3838页思考与讨论（页思考与讨论（1 1）（）（2 2）反应物键能越大，反应物在化学反应中完全断裂就越困难，可用同族元素氢化物的反应物键能越大，反应物在化学反应中完全断裂就越困难，可用同族元素氢化物的键能大小，判断氢化物的热稳定性。但物质的活泼性，键能是影响其一因素，不是键能大小，判断氢化物的热稳定性。但物质的活泼性，键能是影响其一因素，不是唯一因素，如唯一因素，如ClC

17、l2 2比比BrBr2 2活泼，但键能前者大，因此上述说法不正确。活泼，但键能前者大，因此上述说法不正确。2022-3-7共价键的键参数共价键的键参数键能键能结合课本结合课本3737页键能数据，回答下列问题页键能数据，回答下列问题同一种元素形成的单键、双键、三键的键能大小关系？同一种元素形成的单键、双键、三键的键能大小关系？结合键能数据解释：白磷（结合键能数据解释：白磷（P-P 198kJ/mol)P-P 198kJ/mol)，常温下就能自燃，而同族且非金属性，常温下就能自燃，而同族且非金属性更强的更强的N N形成的氮气常温下不能和氧气反应。形成的氮气常温下不能和氧气反应。结合键能和共价键类型

18、解释：乙烷不易被酸性高锰酸钾溶液氧化，而乙烯乙炔易被结合键能和共价键类型解释：乙烷不易被酸性高锰酸钾溶液氧化，而乙烯乙炔易被氧化氧化成键原子相同的共价键的键能成键原子相同的共价键的键能: :单键的键能单键的键能 双键的键能双键的键能 三键的键能三键的键能乙烷中只有乙烷中只有键，键，乙烯和乙炔中有乙烯和乙炔中有键键和和键键，且，且健键能小，健键能小， 乙烯、乙炔中乙烯、乙炔中键键比乙烷中比乙烷中键键易断，因此乙烯、乙炔易被酸性高锰酸钾溶液氧化易断，因此乙烯、乙炔易被酸性高锰酸钾溶液氧化2022-3-7【小结小结】键键能的应用能的应用u判断共价键的稳定性判断共价键的稳定性：键能越大键能越大, ,断

19、开化学键需要吸收的能量越多断开化学键需要吸收的能量越多, ,化学键越稳定化学键越稳定u判断分子的判断分子的热热稳定性稳定性：结构相似的分子中结构相似的分子中, ,共价键的键能越大共价键的键能越大, ,分子分子热稳定性越强热稳定性越强。u估算估算化学反应中的能量变化化学反应中的能量变化 化学反应的反应热化学反应的反应热H H反应物键能总和反应物键能总和 生成物键能总和生成物键能总和共价键的键参数共价键的键参数键能键能2022-3-7共价键的键参数共价键的键参数键长键长 键长是构成化学键的两个原子的核间距。不过，分子中的原子始终处于不断振键长是构成化学键的两个原子的核间距。不过，分子中的原子始终处

20、于不断振动之中，键长只是振动着的原子处于平衡位置时的核间距。动之中，键长只是振动着的原子处于平衡位置时的核间距。ClCl2 2中中Cl-ClCl-Cl键长键长常见单位：常见单位：pmpm（1 pm1 pm1010-12-12 m m）可以通过晶体的可以通过晶体的X X射线衍射实验测得射线衍射实验测得2022-3-7共价键的键参数共价键的键参数键长键长（1 1）分析键长和键能的数）分析键长和键能的数据，寻找相关性据，寻找相关性键键键能键能（kJmolkJmol-1-1）键长键长pmpm键键键能键能（kJmolkJmol-1-1）键长键长pmpmF-FF-F157157141141H-FH-F56

21、85689292Cl-ClCl-Cl242.7242.7198198H-ClH-Cl431.8431.8127127Br-BrBr-Br193.7193.7228228H-BrH-Br366366142142I-II-I152.7152.7267267H-IH-I298.7298.7161161C-CC-C347.7347.7154154CCCC812812120120C=CC=C615615133133（2 2）同种元素形成的单键、）同种元素形成的单键、双键和三键，键长和键能有双键和三键，键长和键能有什么规律？什么规律？（3 3）观察原子半径数据，）观察原子半径数据，寻找原子半径和键长之间的

22、寻找原子半径和键长之间的相关性相关性原子原子半径半径pmpmF 64F 64Cl 66Cl 66Br 70Br 70I 77I 77F F原子原子半径很小，因此半径很小，因此F-FF-F的的键长短，而由于键长短，两键长短，而由于键长短，两个个F F原子形成共价键时，原子形成共价键时，原子核之间的距离原子核之间的距离小小，排斥力大，因此键能小。，排斥力大，因此键能小。2022-3-7原子半径拓展原子半径拓展u一般说的原子半径是指形成共价键或金属健时，原子间接触所显示的半径。一般说的原子半径是指形成共价键或金属健时，原子间接触所显示的半径。u通常原子半径通过晶体衍射实验测得。通常原子半径通过晶体衍

23、射实验测得。u由于核外电子并没有严格固定的运动轨道，电子云也没有明确的边界，实际由于核外电子并没有严格固定的运动轨道，电子云也没有明确的边界，实际上无法精确测量原子半径，原子半径只有相对的近似意义。上无法精确测量原子半径，原子半径只有相对的近似意义。u原子半径可分为共价半径、金属半径和范德华半径。稀有气体的原子半径是原子半径可分为共价半径、金属半径和范德华半径。稀有气体的原子半径是范德华半径范德华半径2022-3-7共价键的键参数共价键的键参数【小结小结】通常键长越小、键能越大、共价键越稳定通常键长越小、键能越大、共价键越稳定共价键的键参数共价键的键参数键角键角键角：在多原子分子中，两个相邻共

24、价键之间的夹角键角：在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角键角键角表明共价键具有方向性，是描述表明共价键具有方向性，是描述分子空间分子空间结构的重要参数结构的重要参数。 H H2 2O O（类似类似H H2 2S S、SOSO2 2) CO) CO2 2（类似类似BeClBeCl2 2) NH) NH3 3（类似类似NFNF3 3) ) CH CH4 4（类似类似CFCF4 4) ) V V形形 直线形直线形 三角锥形三角锥形 正四面体形正四面体形 【问题问题】共价键是有方向性的，和轨道的伸展方向有关，键角不是应该共价键是有方向性的，和轨道的伸展方向有关，键角不是应该180180或或9090

25、？2022-3-71 1. .从键长的角度判断从键长的角度判断, ,下列共价键中最稳定的是下列共价键中最稳定的是( () ) A.HF A.HF B.NH C.CH B.NH C.CH D.SH D.SH AB F2 2下列事实不下列事实不能够用键能解释的是能够用键能解释的是( )( ) A. A.氮气的化学性质比氧气稳定氮气的化学性质比氧气稳定 B. B.常温常压下，溴呈液体，碘为固体常温常压下，溴呈液体，碘为固体 C.F C.F2 2比比O O2 2更容易和氢气反应更容易和氢气反应 D. D.卤化氢的热稳定性随原子序数递增依次递减卤化氢的热稳定性随原子序数递增依次递减 E.H E.H2 2O O的热稳定性比的热稳定性比HFHF差差 F. H F. H2 2O O的熔沸点比的熔沸点比H H2 2S S高高2022-3-7有极性共价键有极性共价键