分子结构与性质教案

第二章分子结构与性质

第一节共价键

【学习目标】

1、了解共价键的形成过程。

2、知道共价键的主要类型δ键和π键。

3、能用键参数――键能、键长、键角说明简单分子的某些性质

4、知道等电子原理，结合实例说明“等电子原理的应用”

【学习重点】

1、δ键和π键的特征和性质

2、用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。

【学习难点】

1、δ键和π键的特征；

2、键角

【教学过程】

复习引入：

1.NaCl、HCl的形成过程

2.离子键：阴阳离子间的相互作用。

3.共价键：原子间通过共用电子对形成的相互作用。

4.使离子相结合或原子相结合的作用力通称为化学键。

一、共价键

1、定义：原子间通过共用电子对形成的相互作用。

2、练习：用电子式表示H2、HCl、Cl2的形成过程

H2

HCl Cl2

思考：为什么H2、Cl2 是双原子分子，而稀有气体是单原子分子？

3、形成共价键的条件：两原子都有单电子

讨论（第一组回答）：按共价键的共用电子对理论，是否有H3、H2Cl、Cl3的分子存在？

4、共价键的特性：饱和性

对于主族元素而言，内层电子一般都成对，单电子在最外层。

如：H 1s1 、Cl 1s22s22p63s23p5

H、Cl最外层各缺一个电子，于是两原子各拿一电子形成一对

共用电子对共用，由于Cl吸引电子对能力稍强，电子对偏向Cl（并非完全占有），Cl略带部分负电荷，H略带部分正电荷。

讨论（第二组回答）：共用电子对中H、Cl的两单电子自旋方向是相同还是相反？

设问：前面学习了电子云和轨道理论，对于HCl中H、Cl原子形成共价键时，电子云如何重叠？

例：H2的形成

1s1 相互靠拢1s1 电子云相互重叠形成H2分子的共价键

（H-H）由此可见，共价键可看成是电子云重叠的结果。电子云重叠程度越大，则形成的共价键越牢固。

H2里的共价键称为δ键。形成δ键的电子称为δ电子。

5、共价键的种类

（1）δ键：（以“头碰头”重叠形式）

a、特征：以形成化学键的两原子核的连线为轴作旋转操作，共价键电子云的图形不变，这种特征称为轴对称。

讲：H2分子里的δ键是由两个s电子重叠形成的，可称为S-Sδ键。

下图为HCl、Cl2中电子云重叠：

未成对电子的电子云相互靠拢电子云相互重叠形成的共价单

键的电子云图

像

未成对电子的电子云相互靠拢电子云相互重叠形成的共价

单键的电子

云图像

HCl分子里的δ键是由H的一个s电子和Cl的一个P电子重叠形成的，可称为S-P δ键。

Cl2分子里的δ键是由Cl的两个P电子重叠形成的，可称为P-P δ键。

b、种类：S-S δ键 S-P δ键 P-P δ键

思考（第三组回答）：N2中两个N电子云如何重叠？

结论：P电子和P电子除能形成δ键外，还能形成π键, 形成π键的电子称为π电子。

（2）π键（以“肩并肩”重叠形式）

两个原子相互接近电子云重叠π键的电子

云a．特征：每个π键的电子云由两块组成，分别位于由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，它们互为镜像，这种特征称为镜像对称。

由此可见，共价键还具有方向性。

6、共价键的特性二：方向性（离子键没有饱和性和方向性。）

δ键π键

重叠方式头碰头肩并肩

强度强度较大不如δ键牢固成键电子S-S S-P P-P P-P δ键、π键总称价键轨道，是分子结构的价键理论中最基本的组成部分。

分析：哪些共价键是δ键，哪些共价键是π键？

一般规律是：共价单键是δ键；共价双键中有一个是δ键，另一个是π键，共价叁键中含一个δ键和两个π键。

练习：乙烷、乙烯和乙炔分子中的共价键分别由几个δ键和几个π键组成？（学生完成教材P30科学与探究3，并回答）

【巩固练习】

1、下列关于化学键的说法不正确的是（）A．化学键是一种作用力

B．化学键可以是原子间作用力，也可以是离子间作用力

C．化学键存在于分子内部 D．化学键存在于分子之间

2、下列物质中，属于共价化合物的是（）

A．I2 B．BaCl2 C．H2SO4 D．NaOH

3、对δ键的认识不正确的是（）A．δ键不属于共价键，是另一种化学键

B．S-S δ键与S-P δ键的对称性相同

C．分子中含有共价键，则至少含有一个δ键

D．含有π键的化合物与只含δ键的化合物的化学性质不同

5、乙烯分子中C-C之间有 1 个σ键， 1 个π键。乙烯易

发生加成反应是因为分子中C-C之间的一个π键易断裂。过渡：不同原子间的价键轨道，其强度、性质等也有所不同，如何比较？

二、键参数

在第一章中讨论过电离能，我们知道，原子失去电子要吸收能量。反过来，原子吸引电子，要放出能量。因此，原子形成共价键相互结合，放出能量，由此形成了键能的概念。

１、键能

（1）概念：气态基态原子形成１mol化学键所释放出的最低能量。

（2）单位：kJ／mol，取正值。

阅读：课本30页，表2-1

思考：①键能大小与键的强度的关系？

②键能化学反应的能量变化的关系？

（3）意义：键能越大，形成化学键放出的能量越大，化学键越稳定，越不容易被打断。

思考与交流（第四组回答）：课本32页1、2

2、键长

（1）概念：形成共价键的两原子间的核间距。（相同原子的共价键键长的一半称为共价半径）

（2）单位： pm（１pm＝10-12m）

（3）意义：键长越短，往往键能越大，共价键越牢固，形成的物质越稳定。

小结：键能、键长都可以用来衡量共价键的稳定性。

设问：多原子分子的形状如何？这就涉及到多原子分子中两共价键之间的夹角的问题。

3、键角：多原子分子中的两个共价键之间的夹角，是描述分子立体结构的重要参数。

例如：CO2 结构为Ｏ＝Ｃ＝Ｏ，键角为180°，为直线形分子。

H2O 键角105° Ｖ形 CH4键角109°28′