人教版化学选修三第二章第一节共价键

第二章 分子结构与性质
第一节 共价键
复习 相邻原子之间强烈的相互作用
叫做 化学键 。
离子键
化 原子通过得失电子，形成阴阳离子，产 学 生静电作用而形成的相互作用
键 的
共价键
类 原子间通过共用电子对所形成的
型 相互作用
金属键
一、共价键
（一）共价键的形成条件:
一般是非金属原子之间，因成键原子最外层 电子未达到饱和状态，通过形成共用电子对成键。 如：H2、N2、 HCl、H2O、HF
1、σ 键：沿健轴(两原子核的连线)方向以“头 碰头”的方式发生原子轨道(电子云)的重叠所形 成的共价键称为σ键 —单键
S-S重叠
S-P重叠
P-P重叠
特点：轴对称(即以形成化学键的两原子核为连线 为轴作旋转操作，共价键电子云的图形不变)
2、π键：两个原子沿键轴平行以“肩碰肩”方式 发生原子轨道(电子云)重叠所形成的共价键称为π 键。(只有在生成σ键后，余下的p轨道才能生成π键)
形成的电子对不会被共用，形成的将是离子 键；而 共价键是电负性相差不大的原子之间 形成的化学键。
（二）共价键的存在：
非金属单质 H2、O2、Cl2、C… 共价化合物 HCl、CO2… 含有原子团的离子化合物中复杂离子内部
的非金属原子之间
如：NaOH中的 O-H；NH4Cl中的 N-H； Na2O2中的 O-O
热量答是：512m6o.8lNkJ2完全反应合成NH3放出的
思考与交流p34
1.查表知H－H、Cl－Cl、Br－Br、H－Cl、 H－Br的键能分别是436.0kJ/mol、242.7kJ/mol、 193.7kJ/mol、431.8kJ/mol、366kJ/mol，
1molC对l2于反反应应，H则2+：C反l2＝应2热H(C体l，系若能有量1增mo加lH值2和)＝ 436.0kJ+ 242.7kJ－431.8kJ×2＝－184.9kJ 14m36o.0lB对krJ2+于反1反应93应，.7Hk则J2－+：B3反6r26＝应kJ2热×H(2B体＝r，系－若能10有量2.17增mkJo加lH值2和)＝
3、Cl2分子的形成过程（p-p σ键）
Cl
Cl
Cl
Cl
科学探究p32
1.N2分子形成
z
z
z
z
y
y
x
πz
σ N πy
πz
x
x
Pz－Pzπ键
πy N
4、N2分子的形成（p-pσ键和p-p π键）
z
z
z
z
y
y
x
x x
由于键重叠程 度要比键小,所 以键的强度要 比键小。
（五）共价健成键的两种类型
（电子云重叠理论）
生重叠 ，自旋方向 相反 的未成对电 子形成 共用电子对 ，两原子核间的电子 密度 增加 ，体系的能量 降低 。
形成条件：
A、两原子电负性 相同或 相。近 B、一般成键原子有 未成对电子。 C、成键原子的原子轨道在空间重叠。
电子云重叠法解析分子形成过程
1、H2分子的形成过程 s - s σ键
2、HCl分子的形成过程（s-p σ键）
特例：AlCl3、CuCl2、(CH3COO)2Pb
电子式
结构式 H－H N≡N H－Cl H－O－H H－F
科学探究
2、键的类型与成键原子电负性的关系：
原子 Na Cl H Cl C O 电负性 0.9 3.0 2.1 3.0 2.5 3.5
电负性之差 2.1
0.9
1.0
结论：当原子的电负性相差很大，化学反应
形成条件：在成键原子中，一方必须 有孤对电子，另 一方必须有容纳孤对 电子的空轨道。
一、共价键
1、σ键：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。如H-H键。 类型：s—sσ、s—pσ、p—pσ等。
2、π键：由两个原子的p电子“肩并肩”重叠形成。 特点：肩并肩、两块组成、镜像对称、容易断裂。
σ键与π键的对比
σ键
重叠方式 “头碰头”
π键
“肩碰肩”
重叠方向 沿键轴的方向 与轨道对称轴相互
平行的方向
重叠形状 轴对称
镜面对称
重叠程度
大
小
电子能量 较低，较稳定 较高，较活泼
（六）共价键的特点
为、什H么3O不、能H形2C成l和H3 共价键的饱和性 Cl3分子？
成键原子电子云的 共价键的方向性 重叠程度与共价 键的稳定性有关 系吗？
共价半径：相同原子的共价键键长的一半称为共价半径
思考与交流p34
2.N－H键、O－H键、与H－F键的键能依 次增大，即形成这些键时放出的能量依 次O2增、大F2与，H化2学反键应越能力来依越次稳增定强。。所以N2、
3.分子键长越短，键能越大，该分子越稳 定。
3、键角：分子中相邻两键间的夹角叫做
（四）共价健形成的本质
共价键形成理论一：电子配对法
如：H + O + H
HO H
学与问
你能用电子式表示H2、HCl、Cl2的形成 过程吗？
两个成键原子为什么能通过共用电子对相结
合呢？可用电子云来描述共价键的形成 过程吗？
共价键形成理论二：电子云重叠法(价键理论)
本质：成键原子相互接近时，原子轨道发
如：HCl
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，便可和几个自旋相反的 电子配对成键，这就是共价键的饱和性；
成键电子的原子“轨道”重叠越大，核间电
子云密度越大，所形成的共价键越牢（最 大重叠原理），故成键原子的“轨道”
必须在各自密度最大的方向上重叠，这就 是方向性。
（七）配位键
凡共用电子对仅由一个原子提供，而跟另 一个原子或离子的空轨道共用而形成的共 价键。
（三）极性和非极性共价键：
非极性键：同种元素原子间如H2； 极性键：不同元素原子间如HCl、CO2…
哪些分子中存在共价键？哪些是单原子分子？
H2
He
N2
O2
F2 Ne
P4
S8
Cl2 Ar
课堂练习
1、下列物质中,既含有离子键,又含有共价
键的是( C)
A.H2O B.CaCl2 C.NaOH D.Cl2
大的反应活性；P－P键能 201kJ/mol；N≡N键能
941.69kJ/mol，故N2比P4的反应活性小
又如：已知C-C、C=C、C≡C键能分别为 347.7kJ/mol、615kJ/mol、812kJ/mol，
利用这些数据说明乙烷、乙烯、乙炔的 反应活性？
解析： C=C键能小于C-C键能的两倍， C≡C 键能小于C-C键能的三倍，说明乙烯、 乙炔中∏键不牢固，容易被试剂进攻发生加成 反应。
（2）求近似反应热。如： 求1molN2完全反应合成NH3的反应热
解析： 对反应N2+3H2=2NH3，查表知 N≡N、H-H、N-H的键能分别为 946kJ/mol、436.0kJ/mol、390.8kJ/mol， 则1molN2完全反应的反应热是： 946kJ + 436.0kJ×2 － 390.8kJ×6 ＝－526.8kJ
键角。
➢键角与键长是反映分子空间构型的
重要参数 O C O 键角180，线形分子
O
H
H 键角105，V形分子
多原子分子的键角一定， 表明共价键具有方向性。
NH3分子的结构
三、等电子原理
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，他们 的许多性质是相近的。这就称为等电 子原理。
判断方法：原子总数相同，价电子总数 相同的分子为 等电子体
（1）CO2、CNS–、NO2+具有相同的通式— AX2，价电子总数16，具有相同的结构—直 线型分子，键角为180。
（2）CO32–、NO3–、SO3等离子或分子 具有相同的通式—AX3，总价电子数24， 有相同的结构—平面三角形分子。
（3）SO2、O3、NO2–等离子或分子， AX2，18e—，分子立体结构为V型(或角 型、折线型)。
z
z
y
y
z
z
x
x x
特点：镜像对称(重叠形成的电子云由两块形成， 分别位于两原子核构成的平面的两侧，互为镜像)
σ键与π键的判断
一般来说： 共价单键为σ键； 共价双键中有一个σ键，另一个是π
键。如：CH2=CH2 ； 共价三键由一个σ键和两个π键组成。
科学探究
3、乙烷、乙烯、乙炔分子中的共价键分
别是由几个σ键和几个π键组成。
（4）SO42–、PO43–等离子具有AX4的通 式，总价电子数32，中心原子有4个s-s 键，呈正四面体立体结构。
科学视野
课堂练习
7
3
课堂练习
3、下列分子中含有非极性键的是共价化
合物是
（） B
A、F2 Na2O2
B、C2H2
C、
D、NH3
巩固练习
４、下列微粒中原子最外层电子数均为 8的是( )
PCl5 NO2 NF3 CO2 BF3 ５、写出下列物质的电子式 （1）Br2；（2）CO2 ；（3）PH3 （4）NaH； (5)Na2O2；
运用：利用等电子体的性质相似，空间 构型相同，可运用来预测分子空间的 构型和性质
科学视野
具有相同的通式——AXm，而且价电子 总数相等的分子或离子具有相同的结构特征, 这个原理称为“等电子体原理”。这里的 “结构特征”的概念既包括分子的立体结构， 又包括化学键的类型，但键角并不一定相等， 除非键角为180或90等特定的角度。
二、键参数
——表征化学键性质的物理量
1、键能：是气态基态原子形成1mol化 学键释放的最低能量。