2020-2021学年新教材高中化学第2章微粒间相互作用与物质性质第1节共价键模型课件鲁科版选择性

(4)键能的应用 ①表示共价键的强弱 键能的大小可以定量地表示化学键的_强__弱__程__度__。键能愈大,断开时需要的能 量就_愈__多__,化学键就愈_牢__固__。 ②判断分子的稳定性 结构相似的分子中,共价键的键能_越__大__,分子越稳定。 ③判断物质在化学反应过程中的能量变化 在化学反应中,旧化学键的断裂_吸__收__能量,新化学键的形成_放__出__能量,因此反 应焓变与键能的关系为ΔH=_∑__E_反_应_物__-_∑__E_生_成_物_。
(2)键长的应用 ①键长与键的稳定性有关。一般来说,键长愈短,化学键_愈__强__,键_愈__牢__固__。 ②键长与分子_空__间__构__型__有关。 ③键长的判断方法 a.根据原子半径判断:在其他条件相同时,成键原子的半径_越__小__,键长越短。 b.根据共用电子对数判断:相同的两原子形成共价键时,单键键长_>_双键键长 _>_三键键长。
π键 沿键轴方向“肩并肩”重叠
p-p π键
键轴上方和下方,键轴处为零
小 较小 活泼 共价双键、三键分别含有1个、2个π键。 两原子间最多能形成2个π键
【典例】(双选)下列关于共价键的说法不正确的是( ) A.H2S分子中两个共价键的夹角接近90°的原因是共价键有方向性 B.N2分子中有一个σ键和一个π键 C.两个原子形成共价键时至少有1个σ键 D.在双键中,σ键比π键弱
是 原共子价轨键道重的叠方得向_性愈_。_多_在_,形电成子共在价核键间时出,
共价键的方向性决定分子的 _空__间__构__型__
现的概率愈大,所形成的共价键就 _愈__牢__固__
学习任务二 共价键的类型 任务驱动: 以下成键的过程轨道分别以什么方式成键?形成的键分别是什么键?
1.σ键与π键(按原子轨道重叠方式分类)
2.键角 (1)概念:在多原子分子中,两个化学键之间的_夹__角__叫作键角。 (2)常见分子的键角及分子空间构型:
分子
CO2 H2O NH3 CH4
键角 (C==O)180° (H—O) 104.5° (N—H) 107.3° (C—H)109°28′
空间构型 _直__线__形
_角__形 _三__角__锥__形 _正__四__面__体__形
【探究总结】 1.共价键强弱的判断 (1)由原子半径和共用电子对数判断:成键原子的原子半径越小,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,共价键越牢固,破坏共价键消耗的能量越 多。
(3)由键长判断:共价键的键长越短,共价键越牢固,破坏共价键消耗的能量越 多。 (4)由电负性判断:元素的电负性越大,该元素的原子对共用电子对的吸引力越 大,形成的共价键越稳定。 2.由分子构成的物质,其熔、沸点与共价键的键能和键长无关,而分子的稳定 性,由键长和键能共同决定。
探究任务三 共价键参数与分子的性质 模型情境 观察下列几种单质分子的结构模型:
【问题探究】 1.键长是共价键强度的一种标度,键长的大小与键的强度有什么关系? 提示:键长越短,化学键越牢固,由该键形成的分子越稳定。 2.半径越小,键能越大吗? 提示:不一定。F—F的键能为159 kJ·mol-1,Cl—Cl的键能为243 kJ·mol-1, 说明半径越小,键能不一定越大。 3.非金属性越强,单质的键能一定越大吗? 提示:不一定。例如:F2、Cl2、Br2、I2的键能依次为159 kJ·mol-1、 243 kJ·mol-1、193 kJ·mol-1、151 kJ·mol-1。
【探究训练】 1.(双选)下列对共价键的说法中,不正确的是( ) A.共价键是通过形成共用电子或通过原子轨道重叠形成的 B.形成共价键的原子之间电负性相差较大 C.一般情况下,一个原子有几个未成对电子就会和几个自旋方向相反的未成对 电子成键 D.共价键是通过共用电子形成的,不属于电性作用 【解析】选B、D。形成共价键的原子之间电负性相同或相差不大;共价键是通 过共用电子形成的化学键,也是一种电性作用。
键的类型 原子轨道重叠方式 原子轨道重叠部位 原子轨道重叠程度
键的强度 化学活泼性
σ键
π键
提示:
键的类型 原子轨道重叠方式 原子轨道重叠部位 原子轨道重叠程度
键的强度 化学活泼性
σ键 沿键轴方向“头碰头”重叠
在原子核之间,在键轴处 大
较大 不活泼
π键 沿键轴方向“肩并肩”重叠 键轴上方和下方,键轴处为零
σ键
原子轨道以“_头__碰__头__”方式相互重叠导致电子在 核间出现的概率_增__大__而形成的共价键
π键
原子轨道以“_肩__并__肩__”方式相互重叠导致电子在 核间出现的概率_增__大__而形成的共价键
【想一想】氮气的化学性质很不活泼,通常很难与其他物质发生化学反应。试 观察N2分子的形成过程填写下表:
2.下列各组物质中,所有化学键都是共价键的是( )
A.HBr和Na2O2 B.H2O2和BaF2 C.NH3和N2 D.HNO3和CsCl 【解析】选C。A项,Na2O2中既有离子键又有O—O共价键,不正确;B项,BaF2 中只有离子键,不正确;D项,CsCl属于离子化合物,没有共价键。
探究任务二 共价键的类型与σ键和π键的比较 模型情境
复习课件
2020-2021学年新教材高中化学 第2章 微粒间相互作用与物质性质 第1节 共价键模型课件 鲁科版 选择性必修2-2020_2021学年新教材高中化学第2章微粒间相互作用与物质性质第1节共价键模型课件
鲁科版选择性必修2
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第2章 微粒间相互作用与物质性质 第1节 共价键模型
课前自主学习
对_不__偏__移__
性Байду номын сангаас
极性键
不同种元素
两原子电负性不相同,电子云 偏向_电__负__性__强__的一方
电负性强的原子 一方显_负__电__性__, 另一方显正电性
学习任务三 键参数 任务驱动:
氯化氢、碘化氢的分子结构十分相似,它们都是双原子分子。分子中都有一 个共价键,但它们表现出来的稳定性却大不一样。这是为什么呢? 1.键长 (1)概念:两个成键原子的_原__子__核__间的距离叫作该化学键的键长。
2.共价键的特征
特征 饱和性
概念
每个原子所能形成的共价键的_总__数__ 或以共价键连接的_原__子__数__目__是一定 的
作用 共 分价 子键 时的 互饱 相和 结性 合决 的定_数_着_量_原_关子系形成
方向性
共价键将尽可能沿着 _电__子__出__现__概__率__最__大__的方向形成,这就
下图是σ键和π键的形成
【问题探究】 1.σ键与π键的判断方法? 提示:
2.分子中一定含有π键吗? 提示:(1)s轨道与s轨道(或p轨道)只能形成σ键,不能形成π键。 (2)两个原子间可以只形成σ键,但不可以只形成π键。 (3)在同一个分子中,σ键一般比π键强度大。
【探究总结】 1.共价键的类型
分类标准 共用电子对数 共用电子对是否偏移 原子轨道重叠方式
【典例】硅烷即硅与氢的化合物,目前应用最多的是甲硅烷(SiH4)。一般把甲 硅烷简称做硅烷。碳和硅的有关化学键键能如下所示,简要分析和解释下列有 关事实:
化学键 C—C C—H C—O Si—Si Si—H Si—O
【解题指南】解答本题的思维流程如下
【解析】选B、D。A项,S原子的价电子构型是3s23p4,有2个未成对电子,并且 分布在相互垂直的3px和3py轨道中,当与两个H原子配对成键时,形成的两个共 价键夹角接近90°,这体现了共价键的方向性,是由轨道的伸展方向决定的;B 项,N2分子有三个化学键,其中有一个σ键和两个π键;C项,两个原子形成的共价 键,首先有一个σ键,其余为π键;D项,σ键的重叠程度比π键大,故σ键键能大于π 键。 【易错提醒】 π键通常存在于双键或三键中,形成π键时,电子云重叠程度比σ键小,不如σ 键稳定。
【典例】某同学对于共价键特征的下列说法中正确的是( ) A.若把H2S分子写成H3S分子,违背了共价键的饱和性 B.H3O+的存在说明共价键不具有饱和性 C.所有共价键都有方向性 D.两个原子轨道发生重叠后,电子仅存在于两核之间
【解析】选A。S原子有两个未成对电子,根据共价键的饱和性,形成的氢化物为 H2S,A项对;H2O能结合1个H+形成H3O+,不能说明共价键不具有饱和性,B项 错;H2分子中,H原子的s轨道成键时,因为s轨道为球形,所以H2分子中的H—H键 没有方向性,C项错;两个原子轨道发生重叠后,电子只是在两核之间出现的机会 大,D项错。
①_s_-_s___σ__键____H_2_ ③_p_-_p___σ__键____C_l_2_ ⑤_p_y_-_p_y __π__键____N_2_
②__s_-_p___σ__键____H_C_l__ ④_p_z_-_p_z __π__键____N_2_
课堂合作探究
探究任务一 共价键的本质特征 图片情境 我们知道O2是由两个氧原子构成的,但H2O却是由三个原子构成,这些原子是怎么 形成的?为什么形成分子时的原子个数不相同呢?
小 较小 活泼
一般说来,共价单键是σ键,共价双键一般是σ+π键,共价三键则是σ+2个π键,
所以在分子中,σ键是基础,且任何两个原子之间只能形成一个σ键。
2.极性键和非极性键(按共用电子对是否偏移分类)
类型
形成元素
非极性键 _同__种__元素
共用电子对偏移
原子电性
两原子电负性相同,共用电子 两原子都不显电
类型 单键、双键、三键 极性键、非极性键
σ键、π键
2.σ键与π键的区别
键类型 原子轨道重叠方
式
类型
原子轨道 重叠部分 原子轨道重叠程
度 键的强度 化学活泼性
键的存在
σ键
沿键轴方向“头碰头”重叠
s-s σ键、s-p σ键、p-p σ 键
两原子核之间,在键轴处
大
较大 不活泼 共价单键为σ键,共价双键、 三键中含有一个σ键
【问题探究】 1.所有的共价键都有饱和性和方向性吗? 提示:所有的共价键都有饱和性,但不是所有的共价键都有方向性,如两个1 s轨 道(H原子与H原子)重叠形成的共价键没有方向性。 2.所有单质都有共价键吗? 提示: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,金属单质中不 存在共价键。
【探究总结】 1.共价键的饱和性决定了分子中原子结合的数量关系,共价键的方向性决定了 分子的空间构型。共价键都有饱和性,但不一定都有方向性。 2.共价键的存在范围 (1)非金属单质分子中(稀有气体除外)。如O2、F2、H2、C60等。 (2)非金属元素形成的化合物中。如H2SO4、CO2、H2O2、有机物分子等。 (3)某些金属与非金属元素形成的共价化合物中。如BeCl2、HgCl2、AlCl3等。 (4)某些离子化合物中。如Na2O2、NH4Cl等。
休息时间到啦
同学们，下课休息十分钟。现在是休息时间，你们休息 一下眼睛，
看看远处，要保护好眼睛哦~站起来动一动，久坐对身 体不好哦~
(3)键角的应用 键角常用于描述多原子分子的_空__间__构__型__。 3.键能 (1)概念:在1×105 kPa、298 K条件下,断开1 mol AB(g)分子中的化学键,使其 分别生成_气__态__A_原__子__和__气__态__B_原__子__所吸收的能量叫A—B键的键能。 (2)表示方法:EA—B(A和B分别表示成键的两个原子,可以相同,也可以不同)。 (3)单位:_k_J_·__m_o_l_-_1 。
学习任务一 共价键的形成与特征 任务驱动: H原子为什么能与O原子和Cl原子结合形成稳定的分子?形成的H2O和HCl分子为 什么分别含有2个和1个H原子?
1.共价键的形成
【想一想】共价键的本质是什么? 提示:共价键的本质是电性作用,但这种电性作用是不能用经典的静电理论来解 释的,它是通过量子力学用原子轨道的重叠来说明的。
【想一想】在HX中,其稳定性按HF、HCl、HBr、HI的顺序依次减弱,这是什么 原因? 提示:从HF到HI,共价键的键长越来越长,键能越来越小,断开时所需能量就越来 越少,共价键越来越不牢固,所以稳定性从HF到HI依次减弱。
【做一做】指出下图所表示的共价键名称,并列举含有该共价键的一种物质, 写出其分子式: