高中人教版化学选择性必修二第二章第一节 第1课时 共 价 键课件.pptx
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1、第二章分子结构与性质第一节共价键第1课时共价键一、共价键的形成、特征及表示方法一、共价键的形成、特征及表示方法1.1.共价键的概念及特征共价键的概念及特征:2.2.共价键的表示方法共价键的表示方法:(1)(1)用一条短线表示由用一条短线表示由_所形成的共价键所形成的共价键,如如H HH H、H HClCl。(2)“_”(2)“_”表示原子间共用两对电子所形成的共价键。表示原子间共用两对电子所形成的共价键。(3)“_”(3)“_”表示原子间共用三对电子所形成的共价键。表示原子间共用三对电子所形成的共价键。一对共用电子一对共用电子【自主探索【自主探索】(1)(1)所有的共价键都有方向性吗所有的共价
2、键都有方向性吗?举例说明。举例说明。提示提示:不是。如不是。如H H2 2分子中氢原子的分子中氢原子的s s轨道成键时轨道成键时,因为因为s s轨道呈球形轨道呈球形,故故H H2 2中的中的HHHH键没有方向性。键没有方向性。(2)(2)氯化氢的化学式是氯化氢的化学式是HClHCl而不是而不是H H2 2Cl,Cl,这是由共价键的方向性决定的吗这是由共价键的方向性决定的吗?提示提示:不是。是由共价键的饱和性决定的不是。是由共价键的饱和性决定的,H,H、ClCl都只有一个未成对电子都只有一个未成对电子,因而只因而只能形成能形成HClHCl分子分子,分子中只有一个共价键。分子中只有一个共价键。(3
3、)(3)共价键的成键原子只能是非金属原子吗共价键的成键原子只能是非金属原子吗?举例说明。举例说明。提示提示:不是。某些金属原子与非金属原子间也可形成共价键不是。某些金属原子与非金属原子间也可形成共价键,如如AlClAlCl3 3中只有共价中只有共价键。键。二、共价键的类型二、共价键的类型1.1.键键:特征特征以形成化学键的两原子核的以形成化学键的两原子核的_为轴作旋转操作为轴作旋转操作,共价键电子共价键电子云的图形云的图形_,_,这种特征称为这种特征称为_;_;键的强度键的强度_,_,具有具有较强的稳定性较强的稳定性连线连线不变不变轴对称轴对称较大较大2.2.键键:形成形成垂直于键轴方向垂直于
4、键轴方向,相互平行的相互平行的“_”_”的方式发生原子轨道的重叠的方式发生原子轨道的重叠p-pp-p型型 特征特征每个每个键的电子云由两块组成键的电子云由两块组成,分别位于由分别位于由_构成平面的构成平面的两侧两侧,如果以它们之间包含原子核的平面为镜面如果以它们之间包含原子核的平面为镜面,它们互为它们互为_,_,这种特征称为这种特征称为_对称对称;键键_旋转旋转,不如不如键牢固键牢固,较易较易_肩并肩肩并肩两原子核两原子核镜像镜像镜面镜面不能不能断裂断裂【自主探索【自主探索】COClCOCl2 2是一种毒性非常强的气体是一种毒性非常强的气体,其分子的结构式为其分子的结构式为 ,1 mol CO
5、Cl,1 mol COCl2 2分子内含有分子内含有_ mol _ mol 键键,_ mol,_ mol 键。键。1 13 3知识点一共价键的特征及存在知识点一共价键的特征及存在1.1.共价键的特征共价键的特征:(1)(1)饱和性。饱和性。按照共价键的共用电子对理论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一个原子有几个未成对电子,便可和几个自旋状便可和几个自旋状态相反的电子配对成键。如态相反的电子配对成键。如H H、ClCl都只有一个未成对电子都只有一个未成对电子,因而只能形成因而只能形成H H2 2、HClHCl、ClCl2 2分子分子,即分子中只有一个共价键即分子中只有一个共价
6、键,而不能形成而不能形成H H3 3、HClHCl2 2、ClCl3 3分子分子;一个一个N N有有3 3个未成对电子个未成对电子,两个两个N N可以形成可以形成NNNN共价三键共价三键,一个一个N N可与可与3 3个氢形成个氢形成 含有含有3 3个共价键。个共价键。(2)(2)方向性。方向性。共价键形成时共价键形成时,两个参与成键的原子轨道总是尽可能沿着电子出现概率最大的两个参与成键的原子轨道总是尽可能沿着电子出现概率最大的方向重叠方向重叠,而且原子轨道重叠越多而且原子轨道重叠越多,电子在两核间出现的概率越大电子在两核间出现的概率越大,形成的共价形成的共价键越牢固。同种分子键越牢固。同种分子
7、(如如HX)HX)中成键原子电子云中成键原子电子云(原子轨道原子轨道)重叠程度越大重叠程度越大,形成形成的共价键越牢固的共价键越牢固,分子结构越稳定。分子结构越稳定。如如HXHX的稳定性的稳定性:HFHClHBr:HFHClHBrHIHI。2.2.共价键的表示方法共价键的表示方法:(1)(1)用电子式表示用电子式表示:用小黑点用小黑点(或或“”)”)表示原子最外层电子。表示原子最外层电子。(2)(2)用结构式表示用结构式表示:用一条短线表示一对共用电子。用一条短线表示一对共用电子。(3)(3)常见的分子表示方法常见的分子表示方法:3.3.共价键的存在范围共价键的存在范围:(1)(1)共价化合物
8、。共价化合物。以共用电子对以共用电子对(形成共价键形成共价键)形成分子的化合物称为共价化合物。共价化合物的形成分子的化合物称为共价化合物。共价化合物的组成粒子组成粒子(原子原子)通过共价键结合成分子通过共价键结合成分子,因此共价化合物中一定存在共价键。如因此共价化合物中一定存在共价键。如SOSO2 2、COCO2 2、CHCH4 4、H H2 2O O2 2、CSCS2 2、H H2 2SOSO4 4等。等。(2)(2)非金属单质分子中非金属单质分子中(稀有气体除外稀有气体除外),),如如O O2 2、F F2 2、H H2 2、C C6060等。等。(3)(3)部分离子化合物中部分离子化合物
9、中,如如NaNa2 2SOSO4 4中的中的S S 中存在共价键中存在共价键,NaOH,NaOH中的中的OHOH-中存在共中存在共价键价键,NH,NH4 4ClCl中的中的N N 中存在共价键中存在共价键,Na,Na2 2O O2 2中的中的 中存在共价键。中存在共价键。22O24O4H【易错提醒【易错提醒】对于共价键的错误认识对于共价键的错误认识(1)(1)共价键不仅存在于共价化合物中共价键不仅存在于共价化合物中,也可以存在于离子化合物中也可以存在于离子化合物中,如如NaOHNaOH、NHNH4 4ClCl中都含有共价键。还可以存在于非金属单质中中都含有共价键。还可以存在于非金属单质中,如如
10、H H2 2、O O3 3等。等。(2)(2)非金属元素之间并不是只形成共价键非金属元素之间并不是只形成共价键,也可以形成离子键也可以形成离子键,如铵盐如铵盐NHNH4 4NONO3 3只由只由非金属元素组成非金属元素组成,但是含有离子键。但是含有离子键。(3)(3)活泼的金属元素和非金属元素之间也可以形成共价键活泼的金属元素和非金属元素之间也可以形成共价键,如如AlClAlCl3 3中只有共价键。中只有共价键。(4)(4)所有共价键都有饱和性所有共价键都有饱和性,但并不是所有的共价键都有方向性但并不是所有的共价键都有方向性,如如s-ss-s 键就键就没有方向性。没有方向性。【合作探究【合作探
11、究】(1)(1)任何分子中的共价键都有方向性吗任何分子中的共价键都有方向性吗?提示提示:不是。如不是。如H H2 2分子中的共价键没有方向性。分子中的共价键没有方向性。(2)(2)所有单质都有共价键吗所有单质都有共价键吗?提示提示:并不是所有的单质中都有共价键并不是所有的单质中都有共价键,稀有气体中不存在化学键稀有气体中不存在化学键,金属单质中金属单质中不存在共价键。不存在共价键。【典例示范【典例示范】【典例【典例】一般而言一般而言,两种元素电负性相差小于两种元素电负性相差小于1.7,1.7,大多形成共价键大多形成共价键,下面是一些下面是一些常见元素的电负性数据常见元素的电负性数据:NaNaO
12、 OH HF FS S0.90.93.53.52.12.14.04.02.52.5MgMgP PAlAlClClN N1.21.22.12.11.51.53.03.03.03.0试回答试回答:(1)(1)用电子式表示一种上表中金属与氯形成的共价化合物的电子式用电子式表示一种上表中金属与氯形成的共价化合物的电子式:_。(2)(2)根据共价键的饱和性根据共价键的饱和性,上表中的非金属元素中通常能形成上表中的非金属元素中通常能形成3 3个共价键的是个共价键的是_。(3)(3)上述非金属元素中上述非金属元素中,与其他元素形成共价键时与其他元素形成共价键时,没有方向性的是没有方向性的是_。【解题指南【解
13、题指南】(1)(1)根据题给信息判断两种元素所形成的化学键是离子键还是共根据题给信息判断两种元素所形成的化学键是离子键还是共价键价键;(2)(2)非金属元素所能形成的共价键的数目非金属元素所能形成的共价键的数目,可以根据原子达到稳定结构可以根据原子达到稳定结构(8(8电子电子,氢为氢为2 2电子电子)所需要的电子进行判断。所需要的电子进行判断。(3)(3)共价键的方向性应从电子云的重叠方向进行分析。共价键的方向性应从电子云的重叠方向进行分析。【解析【解析】(1)(1)表中金属元素有表中金属元素有NaNa、MgMg、Al,Al,根据它们与根据它们与ClCl元素的电负性差值分别元素的电负性差值分别
14、为为2.12.1、1.81.8、1.5,1.5,可知共价化合物为可知共价化合物为AlClAlCl3 3,电子式为电子式为 (2)(2)要想形成要想形成3 3个共价键个共价键,则该非金属元素最外层电子数目与则该非金属元素最外层电子数目与8 8电子稳定结构相比电子稳定结构相比,差差3 3个个,即为即为AA族元素族元素,表中符合要求的有表中符合要求的有N N和和P P。(3)(3)一般情况下一般情况下,短周期元素成键电子大多在短周期元素成键电子大多在s s或者或者p p轨道中轨道中,其中其中p p轨道为哑铃形轨道为哑铃形,有一定伸展方向有一定伸展方向,所以成键时有方向性所以成键时有方向性,但是球形电
15、子云之间的重叠任何方向均但是球形电子云之间的重叠任何方向均可以最大程度重叠可以最大程度重叠,所以无方向性。所以无方向性。H H元素只有元素只有1s1s1 1电子电子,成键时无方向性。成键时无方向性。答案答案:(1)(1)(2)N(2)N、P P(3)H(3)H【母题追问【母题追问】(1)(1)表中表中ClCl和和N N的电负性数据相同的电负性数据相同,但是二者非金属性强弱不同但是二者非金属性强弱不同,你你认为下列哪些事实能说明非金属性认为下列哪些事实能说明非金属性:Cl:ClN?N?HClHCl的酸性比的酸性比NHNH3 3强强酸性酸性:HClO:HClO4 4HNOHNO3 3ClCl2 2
16、可与可与NHNH3 3反反应应:3Cl:3Cl2 2+2NH+2NH3 3=N=N2 2+6HCl+6HCl热稳定性热稳定性:HCl:HClNHNH3 3提示提示:非金属性强弱可以通过非金属单质与氢气化合的难易、氢化物的稳定性非金属性强弱可以通过非金属单质与氢气化合的难易、氢化物的稳定性和还原性、最高价氧化物的水化物的酸性、单质间的置换反应等角度进行判断。和还原性、最高价氧化物的水化物的酸性、单质间的置换反应等角度进行判断。答案答案:(2)(2)电负性相差大于电负性相差大于1.71.7的金属元素与非金属元素之间形成的化合物一定只有离的金属元素与非金属元素之间形成的化合物一定只有离子键吗子键吗?
17、如果不是如果不是,请举出一种含有共价键的离子化合物。请举出一种含有共价键的离子化合物。提示提示:电负性相差较大的金属与非金属大多形成离子键电负性相差较大的金属与非金属大多形成离子键,但是所生成的离子化合但是所生成的离子化合物中有可能存在非金属之间的化学键物中有可能存在非金属之间的化学键,而这些键为共价键。如而这些键为共价键。如NaOHNaOH、NaNa2 2O O2 2等。等。【规律方法【规律方法】(1)(1)非金属之间一般形成共价键非金属之间一般形成共价键,但是金属与非金属之间既可以形但是金属与非金属之间既可以形成共价键又可以形成离子键成共价键又可以形成离子键,若题目提供了电负性数据及判断规
18、律若题目提供了电负性数据及判断规律,可以根据题可以根据题目信息进行判断。目信息进行判断。(2)(2)一般情况下一般情况下,非金属元素形成共价键数目非金属元素形成共价键数目=(8-=(8-最外层电子数最外层电子数)()(氢元素除外氢元素除外)。(3)(3)共价键中只有共价键中只有H HH H键没有方向性。键没有方向性。【素养训练【素养训练】1.(20201.(2020泉州高二检测泉州高二检测)共价键具有饱和性和方向性共价键具有饱和性和方向性,下列关于共价键这两个下列关于共价键这两个特征的叙述中特征的叙述中,不正确的是不正确的是()A.A.共价键的饱和性是由成键原子的未成对电子数决定的共价键的饱和
19、性是由成键原子的未成对电子数决定的B.B.共价键的方向性是由成键原子的轨道的方向性决定的共价键的方向性是由成键原子的轨道的方向性决定的C.C.共价键的饱和性决定了分子内部原子的数量关系共价键的饱和性决定了分子内部原子的数量关系D.D.共价键的饱和性与原子轨道的重叠程度有关共价键的饱和性与原子轨道的重叠程度有关【解析【解析】选选D D。一般地。一般地,原子的未成对电子一旦配对成键原子的未成对电子一旦配对成键,就不再与其他原子的就不再与其他原子的未成对电子配对成键了未成对电子配对成键了,故原子的未成对电子数目决定了该原子形成的共价键故原子的未成对电子数目决定了该原子形成的共价键具有饱和性具有饱和性
20、,这一饱和性也就决定了该原子成键时最多连接的原子数这一饱和性也就决定了该原子成键时最多连接的原子数,故故A A、C C两两项正确项正确;形成共价键时形成共价键时,原子轨道重叠的程度越大越好原子轨道重叠的程度越大越好,为了达到原子轨道的最为了达到原子轨道的最大重叠程度大重叠程度,成键的方向与原子轨道的伸展方向存在着必然的联系成键的方向与原子轨道的伸展方向存在着必然的联系,故故B B项正确、项正确、D D项错误。项错误。2.(20202.(2020海淀区高二检测海淀区高二检测)2019)2019年科学家们合成了具有半导体特性的环状年科学家们合成了具有半导体特性的环状C C1818分分子子,其合成方
21、法的示意图如下其合成方法的示意图如下:下列说法不正确的是下列说法不正确的是()A.CA.C与与O O同属第二周期元素同属第二周期元素,原子半径原子半径COCOB.B.非金属性非金属性CO,CO,CO,故故A A正确正确;同周期元素从左到右同周期元素从左到右,非金属性增强非金属性增强,非金属性非金属性CO,CO,故故C C2424O O6 6中中O O显负价显负价,故故B B正确正确;C;C2222O O4 4分子中含有极性键分子中含有极性键C CO O和非极性键和非极性键CCCC、CC,CC,故故C C正确正确;C;C1818与与C C6060、金刚石是碳元素组成的不同单质、金刚石是碳元素组成
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