共价键原子晶体PPT课件
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.
1
一、共价键
.
2
共价键
1、定义： 原子之间通过共用电子对所形成的相互作用。 2、成键微粒：原子
3、成键本质：原子间通过共用电子对所产生的强烈
的相互作用。
4、成键元素：一般非金属之间
部分金属与非金属之间
5、存在范围：非金属单质(H2、O2 )、共价化合物(NH3、
CH4 、H2O)、离子化合物(NaOH、 NH4Cl)
.
5
两个核外电子自旋方向相反的氢原子靠近
v
V：势能 r：核间距
0
.
6
r
r0
v
V：势能 r：核间距
0
r0.
7
r
r0
v
V：势能 r：核间距
0
r0.
r
8
r0
v
V：势能 r：核间距
0
r0.
9
r
两个核外电子自旋方向相同的氢原子靠近
v
V：势能 r：核间距
0
.
r
10
氢气分子形成过程的能量变化
从核间距和成键 电子的自旋方向 来观察能量的变 化情况。
氮原子有孤对电子，氢离子有空轨道。
H
H
＋
﹕﹕ ﹕﹕
H ﹕N﹕＋ H+ → H ﹕N﹕ H 或
H
H
H
＋
H－N →H
H
.
26
3、 配位键
由一个原子提供一对电子与另一个接 受电子对的原子形成共价键，这样的共价 键成为配位键
铵根离子和水合氢离子等是通过配位键形成的。
H
H
＋
H ﹕O﹕ ＋ H+ → H ﹕O﹕ H
C、成键原子的原子轨道在空间 重叠。
.
12
2、共价键的本质
成键原子相互接近时，原子轨道发
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 。
.
13
3、共价键的特征
（1）具有饱和性 在成键过程中,每种元素的原子有几个未成对电
子通常就只能形成几个共价键，所以在共价分子中 每个原子形成共价键数目是一定的。
p — s σ键
.
19
（2）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
.
20
σ键的类型
s—s(σ键)
s—p(σ键)
π键的类型
p—p(π键)
.
p—p (σ键)
p—p (π键)
21
氮分子中原子轨道重叠方式示意图
.
22
【归纳】σ键与π键的对比
σ键
重叠方式 “头碰头”
键长的大小
一般形成共价键的两原子半径越小键长
越小，键能越 大，原子晶体的熔沸点
越 高，硬度越 。大.
34
金刚石 的晶体结构模型
正四面体
最小环为六元环.
在金刚石晶胞中占有 的碳原子数:
8×1/8+6×1/2+4=8
35
小结：
1．在金刚石晶体中每个碳原子周围紧邻的碳原子有
4个 2．在金刚石晶体中每个碳原子形成 4个 共价键 3.在金刚石晶体中最小碳环由 6个 碳原子来组成
• 某些非金属化合物：
碳化硅（SiC）晶体、氮化硼（BN）晶体
• 某些氧化物：
二氧化硅（ SiO2）晶体
.
32
4、 原子晶体的特点
①、晶体中 没 有单个分子存在；化学式只代 表 原子个。数之比 ②、熔、沸点 很 ；高硬度 很；大溶于难一般 溶剂； 导电。不
.
33
5、 影响原子晶体熔沸点、硬度大小的因素： 共价键的强弱
键的键能为348kJ·mol-1。所以金刚石晶体
熔、沸点很高，硬度. 很大。
30
知识回顾
二. 原子晶体 1、定义：相邻原子间通过共价键 结合而
成的具有 空间网状 结构的晶体 2、组成微粒: 原子 3、微粒间作用力: 共价键
.
31
常见的原子晶体
• 某些非金属单质：
金刚石（C）、晶体硅(Si)、晶体硼（B）等
π键
“肩并ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ”
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
牢固程度
重叠程度较大，比较牢固
镜面对称
重叠程度较小，较易断裂
成键规律 共价单键为σ键；
共价双键中有一个σ键，另一个是π键。 共价三键由一个σ键和两个π键组成。
.
23
乙烷： 7个σ键 乙烯： 5个σ键 乙炔： 3个σ键
个1π键 个2π键
.
24
按键的极性分：极性键与非极性键
1、非极性键：
两个成键原子吸引电子的能力 （电负性 相 同），共用电子对 移的共价键
相同 不发偏生
2（两、电个极负成性性键键原：不子吸同）引，电共一键值子用般原越的电情子大能子况间，力对下 的形，电成不两负的发同个性共偏生成差价
移的共价键
键的极性越强
.
25
氨分子中各原子均达稳定结构，为什么还 能与氢离子结合？
4.每个碳原子可形成 12 个六元环,每个C-C键可以
﹕﹕ ﹕﹕
.
27
离子键→离子化合物
化 学
σ键 成键
键
方式 π键
共 价 键的
极性键
共价分子
键 极性 非极性键 单质 化合物
配位键
.
28
.
29
金刚石具有很高的熔、 沸点和很大的硬度。你能 结合金刚石晶体的结构示 意图解释其中的原因吗？
• 由于金刚石晶体中所有原子都是通过共价
键结合的，而共价键的键能大，如C－C
6、表示方法：电子式、结构式
7、成键原因：
不稳定要趋于稳定；体系能量降低
.
3
共价键的表示方法
a、电子式：
b、结构式 ： H-H H-Cl N N
.
4
共价键的形成
交流与讨论：两个氢原子如何形成氢分子? （1）氢原子电子排布式： （2）基态氢原子轨道表示式： （3）原子之间形成共价键的原因：
原子轨道填满电子，且电子自旋相反，体系能 量最底，最稳定。
形成的共价键数 未成对电子数
.
14
（2）具有方向性
在形成共价键时，两个参与成键的原子轨道总是 尽可能沿着电子出现机会最大的方向重叠成键，而且 原子轨道重叠越多，电子在两核间出现的机会越多， 体系的能量下降也就越多，形成的共价键越牢固。
因此，一个原子与周围的原子形成的共价键就表 现出方向性（ s 轨道与 s 轨道重叠形成的共价键无 方向性，例外）。
.
15
4、共价键的类型——σ键和π键
S轨道和p轨道形成稳定共价键的几种重叠方式
.
16
（1）头碰头重叠——σ键
H·+ H·
H:H
相 互
靠 拢
s—s σ键
.
17
··C····l·+ ·C····l··
+
··C····l ··C····l··
p—p σ键
.
18
H·+ ···C··l··
H···C···l··
相距很远的两个核外电子自旋方向相反的氢原子相互 逐渐接近,在这一过程中体系能量将先变小后变，成键后 能量达到最低，形成稳定的氢气分子。两个自旋方向相 同的电子不能配对成键。
.
11
一、共价键的形成
1、共价键的形成条件
A、两原子电负性 相同或
之差小 于。1.7
B、一般成键原子有 未成对电子。且
自旋方向相反
1
一、共价键
.
2
共价键
1、定义： 原子之间通过共用电子对所形成的相互作用。 2、成键微粒：原子
3、成键本质：原子间通过共用电子对所产生的强烈
的相互作用。
4、成键元素：一般非金属之间
部分金属与非金属之间
5、存在范围：非金属单质(H2、O2 )、共价化合物(NH3、
CH4 、H2O)、离子化合物(NaOH、 NH4Cl)
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5
两个核外电子自旋方向相反的氢原子靠近
v
V：势能 r：核间距
0
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v
V：势能 r：核间距
0
r0.
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V：势能 r：核间距
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V：势能 r：核间距
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r0.
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两个核外电子自旋方向相同的氢原子靠近
v
V：势能 r：核间距
0
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10
氢气分子形成过程的能量变化
从核间距和成键 电子的自旋方向 来观察能量的变 化情况。
氮原子有孤对电子，氢离子有空轨道。
H
H
＋
﹕﹕ ﹕﹕
H ﹕N﹕＋ H+ → H ﹕N﹕ H 或
H
H
H
＋
H－N →H
H
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3、 配位键
由一个原子提供一对电子与另一个接 受电子对的原子形成共价键，这样的共价 键成为配位键
铵根离子和水合氢离子等是通过配位键形成的。
H
H
＋
H ﹕O﹕ ＋ H+ → H ﹕O﹕ H
C、成键原子的原子轨道在空间 重叠。
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12
2、共价键的本质
成键原子相互接近时，原子轨道发
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 。
.
13
3、共价键的特征
（1）具有饱和性 在成键过程中,每种元素的原子有几个未成对电
子通常就只能形成几个共价键，所以在共价分子中 每个原子形成共价键数目是一定的。
p — s σ键
.
19
（2）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
.
20
σ键的类型
s—s(σ键)
s—p(σ键)
π键的类型
p—p(π键)
.
p—p (σ键)
p—p (π键)
21
氮分子中原子轨道重叠方式示意图
.
22
【归纳】σ键与π键的对比
σ键
重叠方式 “头碰头”
键长的大小
一般形成共价键的两原子半径越小键长
越小，键能越 大，原子晶体的熔沸点
越 高，硬度越 。大.
34
金刚石 的晶体结构模型
正四面体
最小环为六元环.
在金刚石晶胞中占有 的碳原子数:
8×1/8+6×1/2+4=8
35
小结：
1．在金刚石晶体中每个碳原子周围紧邻的碳原子有
4个 2．在金刚石晶体中每个碳原子形成 4个 共价键 3.在金刚石晶体中最小碳环由 6个 碳原子来组成
• 某些非金属化合物：
碳化硅（SiC）晶体、氮化硼（BN）晶体
• 某些氧化物：
二氧化硅（ SiO2）晶体
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32
4、 原子晶体的特点
①、晶体中 没 有单个分子存在；化学式只代 表 原子个。数之比 ②、熔、沸点 很 ；高硬度 很；大溶于难一般 溶剂； 导电。不
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33
5、 影响原子晶体熔沸点、硬度大小的因素： 共价键的强弱
键的键能为348kJ·mol-1。所以金刚石晶体
熔、沸点很高，硬度. 很大。
30
知识回顾
二. 原子晶体 1、定义：相邻原子间通过共价键 结合而
成的具有 空间网状 结构的晶体 2、组成微粒: 原子 3、微粒间作用力: 共价键
.
31
常见的原子晶体
• 某些非金属单质：
金刚石（C）、晶体硅(Si)、晶体硼（B）等
π键
“肩并ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ”
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
牢固程度
重叠程度较大，比较牢固
镜面对称
重叠程度较小，较易断裂
成键规律 共价单键为σ键；
共价双键中有一个σ键，另一个是π键。 共价三键由一个σ键和两个π键组成。
.
23
乙烷： 7个σ键 乙烯： 5个σ键 乙炔： 3个σ键
个1π键 个2π键
.
24
按键的极性分：极性键与非极性键
1、非极性键：
两个成键原子吸引电子的能力 （电负性 相 同），共用电子对 移的共价键
相同 不发偏生
2（两、电个极负成性性键键原：不子吸同）引，电共一键值子用般原越的电情子大能子况间，力对下 的形，电成不两负的发同个性共偏生成差价
移的共价键
键的极性越强
.
25
氨分子中各原子均达稳定结构，为什么还 能与氢离子结合？
4.每个碳原子可形成 12 个六元环,每个C-C键可以
﹕﹕ ﹕﹕
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27
离子键→离子化合物
化 学
σ键 成键
键
方式 π键
共 价 键的
极性键
共价分子
键 极性 非极性键 单质 化合物
配位键
.
28
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29
金刚石具有很高的熔、 沸点和很大的硬度。你能 结合金刚石晶体的结构示 意图解释其中的原因吗？
• 由于金刚石晶体中所有原子都是通过共价
键结合的，而共价键的键能大，如C－C
6、表示方法：电子式、结构式
7、成键原因：
不稳定要趋于稳定；体系能量降低
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3
共价键的表示方法
a、电子式：
b、结构式 ： H-H H-Cl N N
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4
共价键的形成
交流与讨论：两个氢原子如何形成氢分子? （1）氢原子电子排布式： （2）基态氢原子轨道表示式： （3）原子之间形成共价键的原因：
原子轨道填满电子，且电子自旋相反，体系能 量最底，最稳定。
形成的共价键数 未成对电子数
.
14
（2）具有方向性
在形成共价键时，两个参与成键的原子轨道总是 尽可能沿着电子出现机会最大的方向重叠成键，而且 原子轨道重叠越多，电子在两核间出现的机会越多， 体系的能量下降也就越多，形成的共价键越牢固。
因此，一个原子与周围的原子形成的共价键就表 现出方向性（ s 轨道与 s 轨道重叠形成的共价键无 方向性，例外）。
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15
4、共价键的类型——σ键和π键
S轨道和p轨道形成稳定共价键的几种重叠方式
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16
（1）头碰头重叠——σ键
H·+ H·
H:H
相 互
靠 拢
s—s σ键
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17
··C····l·+ ·C····l··
+
··C····l ··C····l··
p—p σ键
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18
H·+ ···C··l··
H···C···l··
相距很远的两个核外电子自旋方向相反的氢原子相互 逐渐接近,在这一过程中体系能量将先变小后变，成键后 能量达到最低，形成稳定的氢气分子。两个自旋方向相 同的电子不能配对成键。
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11
一、共价键的形成
1、共价键的形成条件
A、两原子电负性 相同或
之差小 于。1.7
B、一般成键原子有 未成对电子。且
自旋方向相反