苏教版共价键原子晶体

金刚石
晶体硅
碳化硅
二、配位键 板 书 1、定义
由一个原子提供一对电子（ 由一个原子提供一对电子（孤对电子）与另一个接受 （ 有空轨道 电子对的原子形成共价键，这样的共价键 ）电子对的原子形成共价键， 称为配位键 2、表示方法 、 箭头“ ”指向接受孤对电子对 孤对电子 用箭头“→”指向接受孤对电子对的原子
Cl2
H2
HCl
反应物
生成物
反应热和键能的关系
化学反应的过程就是折开反应物的化学 键，形成生成物的化学键的过程 拆开化学键要消耗能量 形成化学键会 化学键要消耗能量， 拆开化学键要消耗能量，形成化学键会 放出能量 能量。 放出能量。 如果旧键断裂所吸收的总能量大于新键 形成所放出的总能量，即反应物的键能总和< 形成所放出的总能量，即反应物的键能总和 生成物的键能总和，则此反应为放热反应； 生成物的键能总和，则此反应为放热反应； 反之，反应物的键能总和>生成物的键能 反之，反应物的键能总和 生成物的键能 总和则为吸热反应。 总和则为吸热反应。
1、按轨道重叠方式分 、 2、按共用电子对是否 、 偏移的方式分 3、按共用电子的方式分 、
σ键：有s-s 键 π键：p-p 键 极性共价键
s-p
p-p等 等
非极性共价键 一般共价键 配位键
回忆乙烯、乙炔与溴发生加成反应的反应方程式。 回忆乙烯、乙炔与溴发生加成反应的反应方程式。 并思考：在乙烯、乙炔和溴发生的加成反应中， 并思考：在乙烯、乙炔和溴发生的加成反应中，乙 乙炔分子断裂什么类型的共价键？为什么？ 烯、乙炔分子断裂什么类型的共价键？为什么？
[问题解决] 问题解决] （1）写出氮原子的轨道表示式 写出N （2）写出N2分子的电子式和结构式 （3）分析氮分子中氮原子的原子轨道是如何形成共 价键的？ 价键的？ 2p 2px 2py 2pz 2px 2py 2pz N 2s 2s N
N N
N原子 2pz1
2py1 2s2 2px1
N原子 2pz1 2px1 2s2
（二）、键能与反应过程中能量变化的关系 ）、键能与反应过程中能量变化的关系
P49 问题解决
+
吸收能量 946KJ/ mol 吸收能量 498KJ/ mol 放出能量 2×632K × J/mol
N2 反应物
O2
NO 生成物
+
吸收能量 243KJ/m ol 吸收能量 436KJ/m ol 放出能量 2×431K × J/mol
H
1s
F 2s
HF中共价键的形成 HF中共价键的形成
思考1 比较离子键 1s 思考2 2 思考1：当F原子与H 1 原子与H 原子成键后， 成键特点， 原子成键后，F原子 成键特点，总结共价 能否再与其它氢原子 键的成键特点 形成共价键
H原子 原子
F原子 原子
2pz1 2py2 2px2
共价键有方向性 共价键有方向性 和饱和性
+ +
能量 E0为两个远离的氢 原子的能量之和 r=74pm
E0
E1=-436kJ/mol
核间距
能量 E0为两个远离的氢 原子的能量之和 r=74pm
E0
E1=-436kJ/mol
核间距
讨论：如下原子轨道式，表述HF中共价键是如何形 讨论 ：从两个模拟动画中可以得出什么结论？ 思考4：当两个自旋相反的氢原子的1s轨道最大重叠 思考3：你认为可把图中的r=74pm和E轨道最大重叠 思考2：由此可知共价键形成的本质是什么？？ 思考 ：如下原子轨道式，表述 中共价键是如何形 当两个自旋相反的氢原子的 1=436kJ/mol 你认为可把图中的 由此可知共价键形成的本质是什么？ 和 思考1：从两个模拟动画中可以得出什么结论 成的？ 成的？ 成键后，能否再与另一个氢原子成键，为什么？ 定义为什么比较恰当？ 成键后，能否再与另一个氢原子成键，为什么？ 定义为什么比较恰当？ 2px 2py 2pz
反应物和生成物的化学键的强弱决定着化学 反应过程中的能量变化。 反应过程中的能量变化。
P50 问题解决
１、（1） 、（ ） △H = 946kJ/mol+3×436kJ/mol－ × － 2×（3×393）kJ/mol= －104kJ/mol × × ）
(2)△H=2 ×436kJ/mol+498kJ/mol－ △ － 2×(2×463) kJ/mol=－482kJ/mol × × －
• 2、H---X的键能分别是： 的键能分别是： 、 的键能分别是 • H—F = 567kj/mol • H—Cl = 431kj/mol • H—Br = 366kj/mol • H—I = 298kj/mol • 结论：键能越大，分子的稳定性越强。 结论：键能越大，分子的稳定性越强。
四、原子晶体
都断π键，因为形成σ键时电子云重叠程度要 π 因为形成σ 比形成π键时大得多 所以， 大得多， 比形成π键时大得多，所以，碳原子与碳原子 之间形成的σ键比π键牢固，在化学反应中， 之间形成的σ键比π键牢固，在化学反应中， π键易断裂
[问题解决2] （1）观察金刚石晶胞，判断碳原子的 （4）对照三种原子晶体的键长、键能数据，体会影 问题解决2] 对照三种原子晶体的键长、键能数据， 观察金刚石晶胞， 响原子晶体熔点和硬度大小的因素 成键情况及每个晶胞中所含碳原子数 推测同为原子晶体的晶体硅和碳化硅SiC SiC的晶 （2）推测同为原子晶体的晶体硅和碳化硅/℃ 硬度 原子晶体 键能/kJ·mol 键长/pm 熔点/℃ 的晶 键能/kJ·mol 键长/pm 熔点 SiC 胞是怎样的？ 胞是怎样的？ －C）348 金刚石 （C 154 3550 10 （3）比较三种原子晶体的熔点和硬度的高低， 7 Si－Si） 晶体硅比较三种原子晶体的熔点和硬度的高低，说明 （Si－Si）348 234 1415 理由？ 理由？ Si） 碳化硅 （C－Si）348 184 2600 9
2py1
π键 键 π键 键 π键 键
π键：“肩并肩” 键 肩并肩”
σ键 键
键 σ键：“头碰头” σ键 键 头碰头” N π键 键 N
二、共价键的分类
1、按轨道重叠方式分 、
σ键：有s-s 键 π键：p-p 键
s-p
p-p等 等
思考：判断 思考：判断H2、Cl2 、HCl 、H2O分子中共用电 分子中共用电 子对是否发生偏移， 子对是否发生偏移，若偏移判断偏移方向 (σ键 s(σ键 (σ键) s-s(σ键) 1s1 s-p (σ键) s-s(σ键) p-p (σ键电子 键 1 1s 键 σ键电子 3p s-p(σ键) 键 σ 键电子云 1s 3p 3p p-p(σ键) 云 键 p 0 0 p 0 -1 0 p-p(π键) -2 +1 +1 键 +1 π键电子云 键电子云 y (－ Cl－Cl Hpz-pz (π键)H－O－H H－H py-pClπ键) －Cl 偏向氧 偏向氯 不偏移 不偏移 σ键电子云 键电子云
H [H N H H]+
已知水电离成为氢氧根离子和水合氢离 试写出阳离子的结构式 子，试写出阳离子的结构式 . H [H O H ]+
小 节
成键的方式分 按成键的方式分
σ键 键 π键 键
Hale Waihona Puke Baidu—— 头碰头 —— 肩并肩
极性键 —— A—B 按键有无极性分 键有无极性分 非极性键 —— A—A 配位键 用“→”表示
放热反应的△ 为负值 为负值， 放热反应的△H为负值，△H＜0； ＜ ； 吸热反应的△ 为正值 为正值， 吸热反应的△H为正值， △H＞0。 ＞ 。
由键能求反应热的公式为： 由键能求反应热的公式为： 反应物的键能总和—生成物的键能总和 △H =反应物的键能总和 生成物的键能总和。 反应物的键能总和 生成物的键能总和。 提醒：反应热△ 生成物的总能量—反应物 提醒：反应热△H =生成物的总能量 反应物 生成物的总能量 的总能量。（正好与上面相反） 。（正好与上面相反 的总能量。（正好与上面相反）
• 原子间形成共价键 原子轨道发生重叠。 原子间形成共价键,原子轨道发生重叠。 原子轨道发生重叠 原子轨道重叠程度越大， 原子轨道重叠程度越大，共价键的键能 越大，两原子核的平均间距—键长越短 键长越短。 越大，两原子核的平均间距 键长越短。
结论： 结论： 键长越短，键能越大，共价键越稳定。 键长越短，键能越大，共价键越稳定。
H
H
H H
二、共价键的分类
1、按轨道重叠方式分 、 2、按共用电子对是否 、 偏移的方式分
σ键：有s-s 键 π键：p-p 键 极性共价键
s-p
p-p等 等
非极性共价键
练习：完成教材 练习：完成教材p47交流与讨论 交流与讨论
NH3 + H+ == NH4+
形成配位键
H H N H H
+
二、共价键的分类
2、共价键的键能用来衡量共价键牢固 、 程度， 程度，共价键键能越大表示该共价键 越牢固，即越不容易被破坏。 越牢固，即越不容易被破坏。
键长：成键两原子间的平均间距。 键长：成键两原子间的平均间距。
4、共价键键能与键长的关系： 、共价键键能与键长的关系： 请认真分析P49 表3-5。 请认真分析 。
2s2
一、共价键
1.定义： 1.定义：原子间通过共用电子对所形成的化学键 定义 2.本质：原子轨道重叠，自旋相反的未成对电子形成 2.本质：原子轨道重叠，自旋相反的未成对电子形成 本质 轨道重叠 电子对，原子核间电子密度增加 体系能量降低 电子密度增加， 降低。 电子对，原子核间电子密度增加，体系能量降低。 3.共价键的特点： 3.共价键的特点：饱和性和方向性 共价键的特点 4.共价键的键参数 4.共价键的键参数 （1）键长： 两原子核间的平均间距 键长： 两原子核间的平均间距 气态AB分子生成气态A （2）键能： 1mol气态AB分子生成气态A原子 键能： 1mol气态AB分子生成气态 和B原子过程中吸收的能量 …… 键强度量度： 定量可用键能 5. 键强度量度： 定量可用键能 定性可用键长——引申到原子半径 定性可用键长——引申到原子半径 可用键长——
两个核外电子自旋方向相同的氢原子靠近的模拟动画 两个核外电子自旋方向相同的氢原子靠近的模拟动画 自旋方向相同的氢原子靠近的
+
+
能量 E0为两个远离的氢 原子的能量之和
E0 核间距
两个核外电子自旋方向相反的氢原子靠近的模拟动画 两个核外电子自旋方向相反的氢原子靠近的模拟动画 自旋方向相反的氢原子靠近的
知识回顾 共价键
1、定义： 定义：
原子间通过共用电子对所形成的的化学键。 原子间通过共用电子对所形成的的化学键。 共用电子对 非金属元素之间以及少数金属 与非金属元素（ 与非金属元素（如AlCl3）之间
2、成键本质： 成键本质： 成键元素： 3、成键元素：
4、存在共价键的物质： 存在共价键的物质： 非金属单质 共价化合物 离子化合物
三、共价键的键能与化学反应热
1、共价键的键能：在101kPa、298K条件下， 、共价键的键能： 条件下， 、 条件下 1mol气态 分子生成气态 原子和气态 原 气态AB分子生成气态 原子和气态B原 气态 分子生成气态A原子和气态 子的过程所吸收的能量，称为AB间共价键的 子的过程所吸收的能量，称为 间共价键的 键能。 键能。
5、共价键的表示方法 a、电子式： 电子式：
b、结构式 ：
H-H O=O
· · 2H + · O · · · ·
N N
H · O ·H · · · · · ·
6、共价键表示分子的形成过程
问题探究一
两个原子为什么要成键？ 1、两个原子为什么要成键？ 降低体系能量， 降低体系能量， 由不稳定趋于稳定 是否所有的非金属单质中都存在共价键？ 2、是否所有的非金属单质中都存在共价键？ 稀有气体中没有 两个氢原子一定能形成氢气分子吗？ 3、 两个氢原子一定能形成氢气分子吗？
• 1、什么叫原子晶体？ 、什么叫原子晶体？ • 晶体中所有原子都是通过共价键结合的 空间网状结构。 空间网状结构。 • 2、原子晶体的特点？ 、原子晶体的特点？ • 由于共价键键能大，所以原子晶体一般 由于共价键键能大， 具有很高的熔、沸点和很大的硬度， 具有很高的熔、沸点和很大的硬度，一 般不溶于溶剂。 般不溶于溶剂。 • 3、常见哪些物质属于原子晶体？ 、常见哪些物质属于原子晶体？ 金刚石、单晶硅、碳化硅（金刚砂）、 金刚石、单晶硅、碳化硅（金刚砂）、 二氧化硅、氮化硼（ ） 二氧化硅、氮化硼（BN）等。