人教版高中化学选修三课件2-1共价键(化学32张).pptx

【体验下1列】有► 关σ键和π键的说法错误的是（ ）。 A.含有π键的分子在反应时，π键是化学反应的积极参与 者 B.当原子形成分子时，首先形成σ键，可能形成π键 C.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 D.在分子中，化学键可能只有π键而没有σ键
解析 本题主要考查σ键和π键的形成。由于π键的键能小 于σ键的键能，所以反应时易断裂，A项正确；在分子形 成时为了使其能量最低，必然首先形成σ键，根据形成的 原子的核外电子排布来判断是否形成π键，所以B项正 确，D项错误；像H、Cl原子跟其他原子只能形成σ键，故 C项正确。 答案 D
1. 键能：_气__态__基__态__原__子__形__成__1_m__o_l_化学键释放的_最__低__能__量_。 键能越_大__，化学键越__稳__定__。
2．键长：形成共价键的两个原子之间的__核__间__距__。键长越 _短__，键能越_大__，共价键越_稳__定__。
3．键角：在原子数_超__过__2__的分子中，_两__个__共__价__键__的夹角。 键角是描述分子_立__体__结__构___的重要参数。
2．化学反应的实质是什么？化学反应为什么会伴随能量的变 化？ 提示 化学反应的实质是旧键的断裂和新键的形成。 旧键的断裂需要吸收能量，新键的形成需要释放能量，所 以化学反应会吸收或释放能量，物质变化的同时伴有能量 的变化。
1．知道共价键的类型，理解σ键和π键的特征。 2．掌握键能、键长、键角等键参数与共价键及分子性质 的关系。 3．知道等电子原理，并能解释有关的现象。
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第一节共价键
1．氢原子的1s电子云的物理意义是什么？如何描述氮原子的核 外电子排布情况？ 提示 处于1s轨道上的电子在空间出现的概率分布呈球形对 称，而且电子在原子核附近单位体积内出现的概率大，离核 越远，单位体积内电子出现的概率越小。 氮原子的核外电子排布情况可用核外电子排布式1s22s22p3来 表示。
【例2关】于► 键长，键能和键角，下列说法中不正确的是 （ ）。 A.键角是描述分子立体结构的重要参数 B.键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关 C.C===C键等于C—C键键能的2倍 D.因为O—H键的键能小于H—F键的键能，所以O2、F2与 H2反应的能力逐渐增强
解析 键角是描述分子立体结构的重要参数，如H2O中两 个H—O键的键角为105°，故H2O为V形分子，A项正 确；键长的大小与成键原子的半径有关，如Cl的原子半径 小于I的原子半径，Cl—Cl键的键长小于I—I键的键长，此 外，键长还和成键数目有关，如乙烯分子中C===C键的键 长比乙炔分子中CC键的键长要大，B项正确；C===C键 的键能为615kJ·mol－1，C—C键的键能为347.7kJ·mol－1， 二者不是2倍的关系，C项错误；O—H键的键能为 462.8kJ·mol－1，H—F键的键能为568kJ·mol－1，O—H键 与H—F键的键能依次增大，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，O2、F2跟H2反应的能 力依次增强，D项正确。 答案 C
【例3（】1►）根据等电子原理，仅由第二周期元素组成的共价分
子中，互为等电子体的是：
和
；
和
。
（2）根据等电子原理，由短周期元素组成的粒子，只要
其原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，也可互称
等电子体，它们也具有相似的结构特征。在短周期元素组
成的物质中，与NO2－互为等电子体的分子
有：
。
解析 （1）仅由第二周期元素组成的共价分子中，即 C、N、O、F组成的共价分子，如N2与CO价电子总数均 为10，CO2与N2O价电子总数均为16个电子。 （2）依题意，只要原子数相同，各原子最外层电子数之 和也相同，可互称等电子体，NO2－为三原子，各原子最 外层电子数之和为（5＋6×2＋1），SO2、O3也为三原 子，各原子最外层电子数之和为6×3＝18。 答案 （1）N2 CO CO2 N2O （2）SO2、O3
要点二|键参数的应用
1. 共价键的键能和键长反映了共价键的强弱程度，键长和键 角常被用来描述分子的空间构型。
2. 一般来讲，形成共价键的两原子半径之和越小，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。如HF、HCl、HBr、HI中，分子的共用电子对数相 同（1对），因F、Cl、Br、I的原子半径依次增大，故共 价键牢固程度H—F＞H—Cl＞H—Br＞H—I，因此，稳 定性HF＞HCl＞HBr＞HI，氧族元素气态氢化物的稳定 性递变规律可用类似的方法加以解释。同理，可用共价键 牢固程度解释酸性HF＜HCl＜HBr＜HI及H2S＜H2Se＜ H2Te。
3. 当两个原子形成共价键时，原子轨道发生重叠，重叠程度 越大，键长越短，键能越大。
4. 有机物中碳原子与碳原子形成的共价键的键长规律如下： C—C＞C===C＞CC。
5. 键能与化学反应过程中的能量关系 化学反应的实质是反应物分子内旧化学键的断裂和生成物 分子内新化学键的形成。 化学反应过程中，旧键断裂所吸收的总能量大于新键形成 所放出的总能量，反应为吸热反应，否则，反应为放热反 应。
它们互为_镜__像__，称为_镜__像__对__称__。 (2)π键的类型：常见的：p—pπ键。 (3)强度：不如σ键大，易_断__裂___。 3．σ键、π键的存在规律 共价单键为__σ_键；共价双键中有一个__σ_键、一个__π_ 键；共价三键由一个__σ_键和两个_π__键组成。
笃学二 键参数
· ·
Cl ·＋·Cl → Cl Cl ···
· ··
·· · ·· ·
··· ··· · · ·· · ·· ·
【慎思画2出】H2中σ键的形成过程示意图。 提示
【慎思画3出】p电子和p电子形成π键的过程示意图。 提示
【慎思N42、】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？ 提示 由教材表2-1中键能的数值可知：H—F＞H—O＞ H—N，而键长：H—F＜H—O＜H—N，说明分子的稳定 性：HF＞H2O＞NH3，所以N2、O2、F2跟H2的反应能力 依次增强。
要点三|等电子体的判断和应用
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。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。
3. 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－、 N3－ 三原子18电子的等电子体：NO2－、O3、SO2 四原子24电子的等电子体：NO3－、CO32－、BF3、SO3 （g）
氢原子 钙原子 氮原子 氧原子 氯原子
3. 离子的电子式 书写离子的电子式时，由于简单阳离子是原子失去最外层 电子后形成的，故只写其元素符号，并在元素符号的右上 角注明所带电荷数，如Na＋、Mg2＋等；由于简单阴离子 得到电子后最外层一般为8电子稳定结构，书写时要在元 素符号周围标出电子，用“[ ]”括起来，并在右上角注 明所带电荷数，如等；较复杂的阴、阳离子一般也要用 “[ ]”括起来，例如
要点一|σ键与π键特点的比较
键型
σ键
π键
项目

电子云重 叠方式 （成 键方向）
两个原子的成键轨道 沿着键轴的方向以“ 头碰头”的方式重叠
两个原子的成键轨 道以“肩并肩”的 方式重叠
特征 （电 子 云形 状）
原子轨道重叠部分分别位
于两原子核构成平面的两
原子轨道重叠部分沿键轴呈轴 侧，如果以它们之间包含
CH4
CO32－
C2O42－
NH4＋ N2H62＋
NO2＋
解析 本题考查等电子原理的应用。等电子体的要求是必 须具有相同的原子总数和价电子总数，分子与离子也可以 是等电子体。N2H62＋是含有8个原子和14个价电子的微 粒，比NH4＋多3个原子和6个价电子，NH4＋与CH4互为等 电子体，而比CH4多3个原子和6个价电子的微粒为C2H6， 同理可得其他几组答案。 答案 见下表：
CH4 C2H6 CO32－ CO2 C2O42－ NH4＋ N2H62＋ NO3－ NO2＋ N2O4
实验探究三电子式的书写方法
【探究原理】 1. 概念 在元素符号周围用小黑点（·）或叉（×）表示原子或离 子的最外层电子的式子叫做电子式。 2. 原子的电子式 书写原子的电子式时，一般将原子的最外层电子写在元素 符号上、下、左、右四个位置上。如：
对称
原子核的平面为镜面，则
它们互为镜像，称为镜像
对称
示意 图
牢固 程度
σ键强度大，不易断裂
π键强度较小，容易断裂
【例1下】列► 说法中，不正确的是（ ）。 A.σ键比π键的重叠程度大，形成的共价键强度大 B.两个原子之间形成共价键时，最多有一个σ键 C.气体单质中，一定有σ键，可能有π键 D.N2分子中有一个σ键、2个π键 解析 本题考查的是σ键、π键的区别与联系。从原子轨道 重叠程度看，π键轨道的重叠程度比σ键轨道的重叠程度 小，故π键的稳定性弱于σ键；在单质分子中存在σ键（如 Cl2、H2）、π键（如N2中存在σ键和π键）；稀有气体为单 原子分子，不存在化学键。故正确答案为C。 答案 C
【体验1939】1年► ，Langmuir提出：“凡原子数与价电子总数均相等 的物质，其结构相同，物理性质相近”，称为等电子原 理。相应的物质，互称为等电子体。化学科学家常用“等 电子体”来预测不同物质的结构与性质。例如，CH4与 NH4＋有相同的价电子数及空间构型。 请你根据等电子原理在下表空格处填上相应的化学式：
【体验下2列】说► 法中正确的是（ ）。 A.分子中键能越大，键长越长，则分子越稳定 B.元素周期表中的第IA族（除H外）和第ⅦA族元素的原 子间可能形成共价键 C.水分子可表示为H—O—H，分子中键角为180° D.H—O键的键能为467kJ·mol－1，即18gH2O分解成H2和 O2时，消耗能量为934kJ
笃学一 共价键
1. σ键 (1)特征是：以形成化学键的两原子核的连线为轴作_旋__转__ 操作，共价键的电子云的图形不变，称为_轴__对__称__。 (2)σ键的类型：“s—sσ键”如____H，2 “s—pσ键”如_____， “HpC—l pσ键”如____。 Cl2
2．π键 (1)特征是：电子云由两块组成，分别位于两原子核构成 平面的两侧，如果以它们之间包含原子核的平面为镜面，
等。
4. 用电子式表示共价化合物、离子化合物的形成过程。例 如：
【问题探究】
氰（CN）2、（硫氰（SCN）2、氧氰（OCN）2的性质相 似，在化学上称为拟卤素。CN－、SCN－、OCN－的性质 与卤素离子的性质相似。已知，不同卤素原子能形成卤素 互化物，如IBr。HSCN为强酸，HClO、HCN为弱酸。试 回答下列问题： （1）下列物质的电子式，错误的是（ ）。
笃学三 等电子原理
等电子原理是指_原__子__总__数__相同、_价__电__子__总__数__相同的分子 具有相似的化学键特征，它们的许多性质(主要是物理性 质)是相近的。
【慎思你1能】用电子式表示H2、HCl、Cl2分子的形成过程吗？
提示 H·＋·H→H··H
H·＋·C····l
··→H··Cl··,··
解析 D项中，H—O键键能为467kJ·mol－1，指的是气态 基态氢原子和氧原子形成1molH—O键时释放的最低能 量，则拆开1molH—O键形成气态氢原子和氧原子所需吸 收的能量也为467kJ，18gH2O即1molH2O中含2molH—O 键，断开时需吸收934kJ的能量形成气态氢原子和氧原 子，再进一步形成H2和O2时，还需释放出一部分能量， 故需知H—H键和O===O键的键能，D项错误；查表知Li 的电负性为1.0，I的电负性为2.5，其差值为1.5＜1.7，所 以LiI中存在共价键，B项正确。 答案 B