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第二章 分子的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
第一節(jié) 共價(jià)鍵
第1課時(shí) 共價(jià)鍵
1、從原子軌道重疊的視角認(rèn)識(shí)共價(jià)鍵的本質(zhì)（重點(diǎn)），知道共價(jià)鍵具有飽和性和方向性，能用模型、圖像和符號(hào)等正確表征H2、Cl2、HCl等簡(jiǎn)單分子中原子軌道的重疊方式。
2、知道σ鍵和π鍵的區(qū)別和特征（難點(diǎn)），能說(shuō)明C2H6、C2H4和C2H2等分子的成鍵類(lèi)型。
化學(xué)鍵
使離子相結(jié)合或原子相結(jié)合的強(qiáng)烈相互作用通稱(chēng)為化學(xué)鍵。
定義
只存在于相鄰的原子或離子之間，分子間不存在化學(xué)鍵。
存在范圍
化學(xué)鍵的類(lèi)型
離子鍵：陰陽(yáng)離子間的強(qiáng)烈靜電作用
共價(jià)鍵：
相鄰原子之間通過(guò)共用電子對(duì)形成的強(qiáng)烈作用力
金屬鍵：
金屬陽(yáng)離子與自由電子之間的強(qiáng)烈靜電作用
一般是非金屬原子之間，因成鍵原子最外層電子未達(dá)到飽和狀態(tài)，通過(guò)形成共用電子對(duì)成鍵。
如：H2、N2、 HCl、H2O、HF
特殊：AlCl3、 (CH3COO)2Pb等
活潑金屬（IA、IIA） 活潑非金屬（VIA、VIIA）
或NH4+ 或原子團(tuán)陰離子（OH－、O22－、SO42－等）
+
如CsCl、Na2O、MgBr2、KOH、Na2O2等
1、離子鍵
2、共價(jià)鍵
物質(zhì)
化學(xué)鍵類(lèi)型
物質(zhì)
化學(xué)鍵類(lèi)型
物質(zhì)
化學(xué)鍵類(lèi)型
Ar Na2O Na NaOH
K2O2 H2O2 NH4Cl I2
非極性鍵
極性鍵
離子鍵
極性鍵
不存在
化學(xué)鍵
離子鍵
離子鍵、
非極性鍵
極性鍵、非極性鍵
金屬鍵
離子鍵、極性鍵
H2 HBr CsCl H2O
非極性鍵
練習(xí)1：完成下表
離子鍵、極性鍵
復(fù)習(xí)二、電子式：
用“ · ”或“ × ”表示原子最外層電子的式子
微粒 H Mg Al C
電子式
微粒 N O Cl Na
電子式
微粒 Na+ Cl－ S2－
電子式
H·
Na·
·Mg·
·Al·
·
·C·
·
·
·N·
·
·
·
·O·
·
·
·
·
·
·
Cl·
·
·
·
·
Na+
[ ]－
·
·
Cl
·
·
·
·
·
·
·
·
[ ]2－
·
·
S
·
·
·
·
練習(xí)：寫(xiě)出下列物質(zhì)的電子式
HBr Cl2 H2O N2 CO2
CaCl2 K2S NaOH Na2O2 H2O2
　　
H—Br
H—O—H
H—O—O—H
Cl—Cl
N≡N
O＝C＝O
復(fù)習(xí)三、離子化合物和共價(jià)化合物：
HBr Cl2 H2O N2 CO2
1、離子化合物：
含有離子鍵的化合物（可能含有共價(jià)鍵）
熔融狀態(tài)可以導(dǎo)電
2、共價(jià)化合物：
只含有共價(jià)鍵的化合物
練習(xí)：下列物質(zhì)屬于共價(jià)化合物的是：
CaCl2 K2S NaOH Na2O2 H2O2
用電子式表示NaCl、HCl和H2的形成過(guò)程：
Na+
Cl
Na
Cl
H Cl
H
+
Cl
離子鍵
共價(jià)鍵
陰、陽(yáng)離子間通過(guò)靜電作用所形成的化學(xué)鍵
原子間通過(guò)共用電子對(duì)所形成的化學(xué)鍵。
分為極性共價(jià)鍵（極性鍵）和非極性共價(jià)鍵（非極性鍵）。
如何用原子軌道的概念來(lái)進(jìn)一步理解共價(jià)鍵的形成？
H·
·H
＋
H:H
諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主理查德 費(fèi)曼曾說(shuō)過(guò)，假如發(fā)生了大災(zāi)難，人類(lèi)全部的科學(xué)知識(shí)只能概括為一句話傳諸后世，那么這句話應(yīng)該是“萬(wàn)物皆由原子構(gòu)成”。
理查德 費(fèi)曼
原子是如何構(gòu)成物質(zhì)的呢？
思考與討論
1、原子是如何構(gòu)成物質(zhì)的？
2、原子為什么能聚會(huì)在一起構(gòu)成物質(zhì)呢？
共價(jià)鍵
物質(zhì)
原子
分子
離子
a.電子配對(duì)原理：
b.最大重疊原理：
兩原子各自提供一個(gè)自旋方向相反的電子彼此配對(duì)。
兩原子軌道重疊部分越大，兩核間電子的概率密度越大，形成的共價(jià)鍵越牢固，分子越穩(wěn)定。
電子云在兩個(gè)原子核間重疊，意味著電子出現(xiàn)在核間的概率增大，電子帶負(fù)電，因而可以形象的說(shuō)，核間電子好比在核間架起一座帶負(fù)電的橋梁，把帶正電的兩個(gè)原子核“黏結(jié)”在一起了。
現(xiàn)代價(jià)鍵理論的基本要點(diǎn)
飽和性
方向性
筆記
1、飽和性
H·
·H
＋
H:H
↑
1S
↓
1S
↑↓
↑↓
↑↓
↓
3s2
3p5
H Cl
H
+
Cl
所以只能有H2、HCl、Cl2、等而不可能有H3、H2Cl、Cl3等
1s1
↑
共價(jià)鍵的飽和性決定了共價(jià)化合物的分子組成。
按照共價(jià)鍵的共用電子對(duì)理論，一個(gè)原子有幾個(gè) ，便可和幾個(gè) 電子配對(duì)成鍵，這就是共價(jià)鍵的飽和性。如果原子沒(méi)有未成對(duì)電子，則不能形成共價(jià)鍵。
未成對(duì)電子
自旋狀態(tài)相反的
一、共價(jià)鍵的特征
筆記
2、方向性
最大重疊原理：
兩個(gè)原子軌道重疊越大，兩核間電子的概率密度越大，形成的共價(jià)鍵越牢固，分子越穩(wěn)定。
除s軌道是球形外，原子軌道都有一定的空間取向，所以要使原子軌道最大重疊，共價(jià)鍵必然有______。
方向性
并不是所有共價(jià)鍵都有方向性！如s-s軌道重疊形成的共價(jià)鍵就沒(méi)有方向性。
共價(jià)鍵的方向性決定了共價(jià)化合物的空間構(gòu)型。
一、共價(jià)鍵的特征
共價(jià)鍵
按共用電子對(duì)是否偏移
按共用電子對(duì)數(shù)目
極性鍵：不同原子之間
非極性鍵：相同原子之間
單鍵
雙鍵
三鍵
按原子軌道的重疊方式

二、共價(jià)鍵的類(lèi)型
H2分子中共價(jià)鍵的形成
1、 σ鍵
二、共價(jià)鍵的類(lèi)型
s-s σ鍵
σ鍵是兩原子在成鍵時(shí)，原子軌道以“頭碰頭”的方式重疊形成的共價(jià)鍵。
靠攏
重疊
成鍵
靠攏
重疊
成鍵
HCl分子
1s 3p
H Cl
哪種重疊方向才正確呢？
原子軌道重疊越大，形成的共價(jià)鍵越牢固，分子越穩(wěn)定。

1、 σ鍵
二、共價(jià)鍵的類(lèi)型
1、 σ鍵
二、共價(jià)鍵的類(lèi)型
HCl分子中共價(jià)鍵的形成
s-p σ鍵
1、 σ鍵
二、共價(jià)鍵的類(lèi)型
Cl2分子中共價(jià)鍵的形成
p-p σ鍵
二、共價(jià)鍵的類(lèi)型
H-Cl
H-H
Cl-Cl
σ鍵的特征：以形成化學(xué)鍵的兩原子核的連線為軸旋轉(zhuǎn)，共價(jià)鍵電子云的圖形不變，這種特征稱(chēng)為軸對(duì)稱(chēng)。
σ 鍵
“頭碰頭”
原子軌道的重疊方式：
特征：電子云圖形軸對(duì)稱(chēng)，能旋轉(zhuǎn)
s-s σ鍵，如：H-H
s-p σ鍵，如：H-Cl
p-p σ鍵，如：Cl-Cl
種類(lèi)
σ鍵較穩(wěn)定：形成σ鍵的原子軌道的重疊程度較大
單鍵均為σ鍵，雙鍵、三鍵均有σ鍵，任何兩個(gè)原子形成的共價(jià)鍵且只有一個(gè)σ鍵
筆記
σ鍵的常見(jiàn)類(lèi)型有(1)s-s, (2)s-p, (3)p-p，請(qǐng)指出下列分子
σ鍵所屬類(lèi)型：
A、HBr
B、NH3
C、F2
D、H2
s-p
s-p
p-p
s-s
二、共價(jià)鍵的類(lèi)型
“肩并肩”
2、π鍵
原子軌道的重疊方式：
特征：
p-p π鍵
種類(lèi)：
電子云由兩塊組成，鏡面對(duì)稱(chēng)，不能旋轉(zhuǎn)
不存在s-s π鍵，s-p π鍵！
穩(wěn)定性：π鍵不如σ鍵牢固,較易斷裂（形成π鍵時(shí)，原子軌道重疊程度比σ鍵的小）
筆記
兩原子形成共價(jià)鍵時(shí)，先形成σ鍵，然后才能形成π鍵。
N2（N N）形成過(guò)程
二、共價(jià)鍵的類(lèi)型
思考與討論：N2分子中的化學(xué)鍵是如何形成的？具體形成哪些類(lèi)型的化學(xué)鍵？
p-pσ鍵
p-pπ鍵
p-pπ鍵
N2分子中含1個(gè)
σ鍵和2個(gè)π鍵
↑ ↑ ↑
2P3軌道
思考與討論：O2分子中的化學(xué)鍵是如何形成的？具體形成哪些類(lèi)型的化學(xué)鍵？p-pσ鍵p-pπ鍵兩對(duì)孤對(duì)電子對(duì)電子云↑↓↑↑2P4軌道O2分子中含1個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵↑↓↑↑②共價(jià)單鍵是σ鍵；
共價(jià)雙鍵中一個(gè)σ鍵，另一個(gè)π鍵；
共價(jià)三鍵由一個(gè)σ鍵和兩個(gè)π鍵
H-H
O=O
N≡N
Cl-C-Cl
O
∣
∣
①s-s電子、s-p電子只形成σ鍵；
p-p電子既形成σ鍵，又形成π鍵，且先形成σ鍵后形成π鍵。
1個(gè)σ鍵，1個(gè)π鍵
1個(gè)σ鍵
1個(gè)σ鍵，2個(gè)π鍵
3個(gè)σ鍵，1個(gè)π鍵
注意：σ鍵能單獨(dú)存在，π鍵不能單獨(dú)存在
3、σ 鍵和 π 鍵的成鍵規(guī)律
筆記
頭碰頭；
軸對(duì)稱(chēng)；
可旋轉(zhuǎn)；
σ鍵重疊程度較大，較強(qiáng)的穩(wěn)定性。
σ鍵
π鍵
肩并肩；
鏡面對(duì)稱(chēng)；
不可旋轉(zhuǎn)；
π鍵重疊程度較小，易斷裂，較活潑
共價(jià)單鍵是σ鍵；
共價(jià)雙鍵中有1個(gè)σ鍵，1個(gè)π鍵
共價(jià)三鍵中有1個(gè)σ鍵，2個(gè)π鍵
思考與討論
1、觀察乙烷、乙烯和乙炔的分子結(jié)構(gòu)，它們的分子中的共價(jià)鍵分別由幾個(gè)σ鍵和幾個(gè)π鍵構(gòu)成？
乙烷
乙烯
乙炔
①乙烷中含有1個(gè)C-C鍵和6個(gè)C-H鍵，所以乙烷中含有7個(gè)σ鍵；
②乙烯中含有1個(gè)C=C鍵和4個(gè)C-H鍵，即含有5個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵；
③乙炔中含有1個(gè)三鍵和2個(gè)C-H鍵，即含有3個(gè)σ鍵和2個(gè)π鍵；
2、鈉和氯通過(guò)得失電子同樣是形成電子對(duì)，為什么這對(duì)電子不被鈉原子和氯原子共用形成共價(jià)鍵而形成離子鍵呢？你能從元素的電負(fù)性差別來(lái)理解嗎？討論后請(qǐng)?zhí)顚?xiě)下表：
元素 Na Cl H Cl C O
電負(fù)性
電負(fù)性之差 （絕對(duì)值 ）
結(jié)論：當(dāng)元素的電負(fù)性相差很大，化學(xué)反應(yīng)形成的電子對(duì)不會(huì)被共用，形成的將是____________鍵；而____________鍵是元素電負(fù)性相差不大的原子之間形成的化學(xué)鍵。 0.9 3.0
2.1 3.0
2.5 3.5
2.1
0.9
1.0
離子
共價(jià)
思考與討論
防曬霜與π鍵
防曬霜之所以能有效地減輕紫外光對(duì)人體的傷害，其原因之一是它的有效成分的分子中含有π鍵。這些分子中的π電子在吸收紫外光后被激發(fā)，從而能阻擋部分紫外光。
1、下列說(shuō)法正確的是(　　)。
A.π鍵是由兩個(gè)p軌道“頭碰頭”重疊形成的
B.σ鍵的電子云圖形是鏡面對(duì)稱(chēng)的,而π鍵的電子云圖形是軸對(duì)稱(chēng)的
C.一般 鍵比 鍵重疊程度大，形成的共價(jià)鍵強(qiáng)
D.氣體單質(zhì)中，一定有 鍵，可能有 鍵
C
2、下列關(guān)于σ鍵和π鍵的說(shuō)法錯(cuò)誤的是（ ）
A、含有π鍵的分子在反應(yīng)時(shí)，π鍵是化學(xué)反應(yīng)的積極參與者
B、當(dāng)原子形成分子時(shí)，首先形成σ鍵，可能形成π鍵
C、有些原子在與其它原子形成分子時(shí)只能形成σ鍵，不能形成π鍵
D、在分子中，化學(xué)鍵可能只有π鍵而沒(méi)有σ鍵
D
提示：稀有氣體的單質(zhì)分子中不含化學(xué)鍵；多原子分子中一定含有σ鍵，可能含有π鍵。
2、下列說(shuō)法正確嗎？
1、形成共價(jià)鍵后體系的能量降低，趨于穩(wěn)定。（ ）
2、共價(jià)鍵的飽和性是由成鍵原子的未成鍵電子數(shù)決定的。（ ）
3、共價(jià)鍵的飽和性決定了分子內(nèi)部原子的數(shù)量關(guān)系。（ ）
4、共價(jià)鍵的方向性是由成鍵原子軌道的方向性決定的。（ ）
5、原子軌道在空間都具有方向性。（ ）

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