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第二章 微粒間相互作用與物質(zhì)性質(zhì)
第一節(jié) 共價(jià)鍵模型
復(fù)習(xí)舊知
一.化學(xué)鍵
1.定義
2.分類
二.根據(jù)化學(xué)鍵對化合物的分類
相鄰原子間的強(qiáng)相互作用
離子鍵：陰、陽離子之間通過靜電作用形成的化學(xué)鍵
共價(jià)鍵：原子之間通過共用電子形成的化學(xué)鍵
離子化合物：由陽離子與陰離子構(gòu)成的化合物
共價(jià)化合物：由原子通過共價(jià)鍵構(gòu)成的化合物
聯(lián)想質(zhì)疑
氫原子為什么會與氧原子或氯原子結(jié)合形成穩(wěn)定的分子
為什么原子之間可以通過共用電子形成穩(wěn)定的分子 共價(jià)鍵究竟是怎樣形成的，其特征又是怎樣的呢
H2O分子結(jié)構(gòu)模型
HCl分子結(jié)構(gòu)模型
以氫分子的形成為例研究共價(jià)鍵的形成及共價(jià)鍵的本質(zhì)
當(dāng)氫原子相互靠近時，體系能量降低，每個氫原子核都會對自己及對方的1s軌道電子產(chǎn)生引力作用
當(dāng)氫原子繼續(xù)靠近時，會產(chǎn)生原子軌道重疊，導(dǎo)致電子在兩個原子核間出現(xiàn)的概率會增加。
當(dāng)氫原子間的距離為0.074 nm時，兩個氫原子各
提供的一個電子以自旋方向相反的方式配對，體系的能量降到最低（降低436KJ/mol）
當(dāng)氫原子距離較遠(yuǎn)時，體系能量較高，能量等于兩個原子能量的之和
一、共價(jià)鍵的形成與特征
1.形成原因 ：
電子在兩原子核之間出現(xiàn)的概率增加，受到兩個原子核的吸引，導(dǎo)致體系的能量降低，形成化學(xué)鍵。
2.概念：
原子間通過共用電子形成的化學(xué)鍵。
3.本質(zhì)：
高概率地出現(xiàn)在兩個原子核之間的電子與兩個原子核之間的電性作用。
靜電作用力
靜電引力
靜電斥力
平衡過程
4、形成條件
①電負(fù)性相同或相差很小的非金屬元素原子。
②成鍵原子有未成對電子。
③成鍵原子的原子軌道在空間重疊。
5、表示方法：
① 電子式：在元素符號的周圍用小點(diǎn)來描述分子中原子共享電子以及原子中未成鍵的價(jià)電子的式子。
② 結(jié)構(gòu)式：是表示物質(zhì)里原子的排列順序和結(jié)合方式的化學(xué)式。用“－”、“＝”、“≡”分別表示1、2、3對共用電子。
H-H O=O N N
寫出下列分子的電子式和結(jié)構(gòu)式：
分子： NH3 H2O N2 CO2
6.共價(jià)鍵的特征
每個原子所能形成共價(jià)鍵的總數(shù)或以單鍵連接的原子數(shù)目是一定的，這稱為共價(jià)鍵的飽和性。共價(jià)鍵的飽和性決定了各種原子形成分子時相互結(jié)合的數(shù)量關(guān)系。
一、共價(jià)鍵的形成與特征
為什么不可能有H3、H2Cl 和 Cl3？
↑
1s1
Cl
↑↓
↑↓
↑
↑↓
3s2
3p5
H
（2）方向性
共價(jià)鍵盡可能沿著電子出現(xiàn)概率最大的方向形成，這就是共價(jià)鍵的方向性。
（1）飽和性
無方向性
s-s型 s-p型 p-p型
1、σ鍵 與π鍵
按電子云重疊方式分類
（1）σ鍵：
原子軌道“頭碰頭”方式重疊導(dǎo)致電子在核間出現(xiàn)的概率增大形成的共價(jià)鍵。
【小結(jié)】σ鍵的成鍵特點(diǎn)：
①沿鍵軸（兩核的連線）方向 “頭碰頭”重疊成鍵
②σ鍵可以沿鍵軸旋轉(zhuǎn)；
③σ鍵較穩(wěn)定，存在于一切共價(jià)鍵中。因而，只含有σ鍵的化合物性質(zhì)是比較穩(wěn)定的（烷烴）。
二、共價(jià)鍵的類型
【小結(jié)】 π鍵的成鍵特點(diǎn):
① “肩并肩”重疊成鍵；呈鏡像對稱。
② 電子云重疊程度不及σ鍵大，較活潑；
③ π鍵必須與σ鍵共存；
④ π鍵不能自由旋轉(zhuǎn)。
（2）π鍵：
原子軌道以“肩并肩”方式相互重疊導(dǎo)致電子在核間出現(xiàn)的概率增大而形成的共價(jià)鍵。
1、σ鍵 與π鍵
按電子云重疊方式分類
二、共價(jià)鍵的類型
① s-s σ鍵，電子不是只在兩核間運(yùn)動，而是在兩核間出現(xiàn)概率增大。
② s 軌道球形，故 s-s σ鍵無方向性。兩個s軌道只成σ鍵，不成π鍵。
③兩個原子間可以只形成σ鍵，但不能只形成π鍵。
特別提醒
p-p σ鍵p-p π鍵p-p π鍵N的2p軌道示意圖N2中共價(jià)三鍵的形成過程以氮?dú)鉃槔?）σ鍵與π鍵比較：
鍵類型 σ鍵 π鍵
原子軌道重疊方式
原子軌道重疊部位
原子軌道重疊程度
鍵的強(qiáng)度
分類
化學(xué)活潑性
穩(wěn)定性 沿鍵軸方向“頭碰頭”重疊
沿鍵軸方向“肩并肩”重疊
兩原子核之間，在鍵軸處
鍵軸上方和下方，鍵軸處為零
大
小
較大
較小
s s，s p，p p
p p
不活潑
較活潑
一般來說σ鍵比π鍵穩(wěn)定，但不是絕對的
5個σ鍵和1個π鍵
7個σ鍵
3個σ鍵和2個π鍵
2、極性鍵 與非極性鍵
按共用電子對是否偏移分類
形成元素 電子對偏移 原子電性
非極性鍵 同種元素 因兩原子電負(fù)性相同，共用電子對不偏移 兩原子均不顯電性
極性鍵 不同種元素 電子對偏向電負(fù)性大 的原子 電負(fù)性較大的原子顯負(fù)電性
分類標(biāo)準(zhǔn) 類型
共用電子對數(shù)目
共用電子對的偏移程度
原子軌道重疊方式
總結(jié)：共價(jià)鍵的分類
單鍵、雙鍵、三鍵
極性鍵、非極性鍵
σ鍵、π鍵
三、鍵參數(shù)
1．鍵長：
⑶鍵長與鍵的強(qiáng)度的關(guān)系：
一般而言，化學(xué)鍵的鍵長愈短，化學(xué)鍵就愈強(qiáng)，鍵就愈牢固。
判斷方法：①原子半徑
②共用電子對數(shù)
⑷鍵長是影響分子空間結(jié)構(gòu)的因素之一。
⑴概念：兩個成鍵原子的核間距叫作該化學(xué)鍵的鍵長。
⑵單位：常用 nm （10-9m）
⑴根據(jù)原子半徑判斷：在其他條件相同時，成鍵原子的半徑越小，鍵長越短。
分子的穩(wěn)定性與鍵能和鍵長有關(guān)，而由分子構(gòu)成的物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)高低與鍵能和鍵長無關(guān)(取決于分子間作用力大小)。
鍵長的判斷方法
⑵根據(jù)共用電子對數(shù)判斷：相同的兩原子形成共價(jià)鍵時，單鍵鍵長＞雙鍵鍵長＞叁鍵鍵長。
2．鍵角
⑴定義：在多原子分子中，兩個化學(xué)鍵的夾角叫作鍵角。
⑵意義：鍵角也常用于描述多原子分子的空間結(jié)構(gòu)。
⑶常見物質(zhì)中的鍵角和分子的空間結(jié)構(gòu)
分子鍵角數(shù)據(jù)
分子鍵長數(shù)據(jù)
分子幾何構(gòu)型及某些性質(zhì)
⑵鍵能的大小可以定量地表示化學(xué)鍵的強(qiáng)弱。鍵能愈大，斷開時需要的能量就愈多，這個化學(xué)鍵就愈牢固；反之，鍵能愈小，斷開時需要的能量就愈少，這個化學(xué)鍵就愈不牢固。
3．鍵能
⑴定義：在1×105Pa、298K條件下，斷開1mol AB(g)分子中的化學(xué)鍵使其分別生成氣態(tài)A原子和氣態(tài)B原子所吸收的能量稱為A—B鍵的鍵能。常用EA—B表示，單位：kJ／mol
（3）鍵能的應(yīng)用：計(jì)算化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱
H = 反應(yīng)物鍵能總和 - 生成物鍵能總和
⑴由原子半徑和共用電子對數(shù)判斷：成鍵原子的原子半徑越小，共用電子對數(shù)越多，則共價(jià)鍵越牢固，含有該共價(jià)鍵的分子越穩(wěn)定。
共價(jià)鍵強(qiáng)弱的判斷
⑵由鍵能判斷：共價(jià)鍵的鍵能越大，共價(jià)鍵越牢固。
⑶由鍵長判斷：共價(jià)鍵的鍵長越短，共價(jià)鍵越牢固。
⑷由電負(fù)性判斷：元素的電負(fù)性越大，該元素的原子對共用電子對的吸引力越大，形成的共價(jià)鍵越穩(wěn)定。
總結(jié)

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