資源簡介

(共29張PPT)
第二章 分子結構與性質
第一節 共價鍵
學習目標
1、認識原子間通過原子軌道的重疊形成共價鍵，了解共價鍵具有飽和性、方向性。
2、知道根據原子軌道的重疊方式共價鍵的分類。并判斷分子中σ鍵和π鍵的存在及個數。
3、能準確判斷分子的性質與鍵參數（鍵能、鍵長和鍵角）的關系。
根據所學知識，請用電子式描述NaCl和HCl的形成過程
H
H
：
：
：
：
Cl
·
：
：
：
Cl
·
+
Na
Na+
：
：
：
：
Cl
·
：
：
：
Cl
·
+
[ ]-
離子鍵
共價鍵
由陰、陽離子相互作用所形成的化學鍵。
原子間通過共用電子對所形成的化學鍵。
導（3min）
分類：根據共用電子對是否偏移分為極性共價鍵和非極性共價鍵。
根據共用電子對的對數分為單鍵、雙鍵和三鍵。
學（8mizn）+助（10min）
1. 根據課本34-35頁學習σ鍵和π鍵的形成、特點和類型。（自主）
2. 根據課本36頁一般規律分析乙烷、乙烯、乙炔的分子中共價鍵分別由幾個σ鍵和幾個π鍵構成（自主）
3. 在氣體單質分子中，一定含有σ鍵嗎，可能有π鍵嗎？（合作）
4. 按共價鍵的共用電子對理論，是否有H3、H2Cl、Cl3的分子存在？在NH3分子中為什么N原子是1個，而H原子為3個？（合作）
5.化學鍵的鍵長與鍵能有何關系？（自主）
6.課本38頁思考與討論(1)(2)（合作）
1.概念：原子間通過共用電子對所形成的相互作用。
2.成鍵元素：電負性數值相差不大（小于1.7）的原子之間成鍵。
3.成鍵微粒：一般是非金屬原子之間，或金屬與非金屬原子之間（如AlCl3）
一、 共價鍵
4. 成鍵本質：
展+評（20min）
原子相互靠近時軌道重疊，自旋相反的未成對電子形成共用電子對，兩原子核間的電子云密度增加，體系能量降低。
兩個氫原子電子自旋方向相反
相互靠近到一定距離時，兩個1s原子軌道發生重疊
核間形成一個電子概率密度較大的區域。
通過原子軌道知識進一步理解H2中共價鍵的形成？
H
↑
1s
H
↓
1s
氫原子形成氫分子的過程
為什么只能有H2、HCl、Cl2等物質，而不存在H3 、H2Cl和Cl3等物質？
4. 成鍵本質：
展+評（20min）
（1）飽和性——電子配對原理
按照共價鍵的共用電子對理論，一個原子有幾個未成對電子，便可和幾個自旋方向相反的電子配對成鍵，這就是共價鍵的飽和性。（即差幾個電子穩定，即可形成幾對共用電子對。）
H
↑
1s1
Cl
3p5
↑↓
↑↓
↑
↑↓
3s2
H
↓
1s1
H2
Cl
3p5
↑↓
↑↓
↓
↑↓
3s2
Cl2
共價鍵的飽和性決定了共價化合物的分子組成
5.共價鍵的特征
展+評（20min）
（2）方向性
除s軌道是球形對稱外，其他原子軌道在空間都有一定的分布特點，按照現代共價鍵理論中的最大重疊原理，兩原子在形成共價鍵時將盡可能沿著電子出現概率最大的方向形成，所以共價鍵有方向性。
CH4
NH3
H2O
CO2
正四面體形
三角錐形
V形
直線形
共價鍵的方向性決定了分子的空間結構。
新知探究
5.共價鍵的特征
——最大重疊原理
（注意：s-s軌道重疊無方向性）
展+評（20min）
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，形成的共價鍵越牢固，分子越穩定。

思考·討論
氫原子與氯原子形成氯化氫分子的過程示意
↑
1s1
↑↓
↑↓
↑↓
↑
3s2
3p5
σ鍵：原子軌道以“頭碰頭”重疊形成。
s-s σ 鍵
s-p σ 鍵
p-p σ 鍵
特征：
a. 沿鍵軸（兩核的連線）方向 “頭碰頭”重疊成鍵
b.σ鍵為軸對稱，可以沿鍵軸旋轉
c. 形成σ鍵的原子軌道重疊程度較大，故σ鍵有較強的穩定性。
d.存在于一切共價鍵中
6.共價鍵類型
p軌道與p軌道除了能形成σ鍵外，還能形成π鍵。
π鍵的特征是兩個原子軌道以“肩并肩”方式重疊；
原子重疊的部分分別位于兩原子核構成平面的兩側。
每個π鍵的電子云由兩塊組成，它們互為鏡像，這種特征稱為鏡面對稱。
展+評（20min）
1s
↑
↑↓
↑↓
↑
↑
2s
2p
N
1s
↓
↑↓
↑↓
↓
↓
2s
2p
N
展+評（20min）
π鍵
主要為p-p π鍵。
(1)概念:
(2)類型：
未成對電子的原子軌道以“肩并肩”方式重疊形成共價鍵叫π鍵。
①電子云為鏡面對稱：
每個π鍵的電子云由兩塊組成，互為鏡像
③π鍵不能旋轉
②π鍵不如σ鍵牢固,較易斷裂
形成π鍵時，原子軌道重疊程度比σ鍵的小，通常情況下，π鍵沒有σ鍵牢固。
以形成π鍵的兩個原子核的連線為軸，任意一個原子不能單獨旋轉，若單獨旋轉則會破壞π鍵。
(3)特征：
注意：s-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 p-p電子先形成σ鍵，后形成π鍵。即π鍵不能單獨存在！
展+評（20min）
單鍵 雙鍵 三鍵
σ鍵
1個σ鍵、1個π鍵
1個σ鍵、2個π鍵
判斷σ鍵、π鍵的一般規律：
【注意】σ鍵可以單獨存在；π鍵不能單獨存在
歸納·總結
稀有氣體單質分子中不含化學鍵，多原子分子中一定含有σ鍵，可能含有π鍵。
1、觀察乙烷、乙烯和乙炔的分子結構，它們的分子中的共價鍵分別由幾個σ鍵和幾個π鍵構成？
①乙烷中含有1個C-C鍵和6個C-H鍵，所以乙烷中含有7個σ鍵；
②乙烯中含有1個C=C鍵和4個C-H鍵，即含有5個σ鍵和1個π鍵；
③乙炔中含有1個三鍵和2個C-H鍵，即含有3個σ鍵和2個π鍵；
思考·討論
如何衡量共價鍵的強弱？
氣態分子中1 mol化學鍵解離成氣態原子所吸收的能量。
1、概念：
2、單位:
3、條件：
鍵能通常是298.15 K、101 kPa條件下的標準值。
kJ/mol。鍵能通常取正值。
5、數據：
提示：斷開CH4中的4個C—H，所需能量并不相等，因此，CH4中的C—H只能是平均值，而表2-1中的C—H鍵能是更多分子中的C—H鍵能的平均值。
鍵能可以通過實驗測定，更多卻是推算獲得的。
——衡量共價鍵的強弱。鍵能越大，鍵越牢固，分子越穩定。
4、意義：
二、鍵能
展+評（20min）
某些共價鍵的鍵能（kJ·mol－1）
①相同原子間的鍵能：
6、鍵能規律：
單鍵＜雙鍵＜三鍵
②EC-Cσ鍵鍵能>π鍵鍵能
③EN-Nσ鍵鍵能<π鍵鍵能(反常)
所以：氮分子不容易發生加成反應而乙烯和乙炔容易發生加成反應
展+評（20min）
7.鍵能應用：
（1）判斷共價鍵的穩定性（鍵能越大，共價鍵越穩定）
從鍵能的定義可知，破壞1mol化學鍵所需能量越多，即共價鍵的鍵能越大，則共價鍵越穩定。
（2）判斷分子的穩定性（一般鍵能越大，分子越穩定）
一般來說，結構相似的分子中，共價鍵的鍵能越大，分子越穩定。
如分子的穩定性： HF＞HCl＞HBr＞HI。
（3）估算化學反應的反應熱
同一化學鍵解離成氣態原子所吸收的能量與氣態原子結合形成化學鍵所釋放的能量在數值上是相等的，故根據化學鍵的鍵能數據可計算化學反應的反應熱 ΔH=反應物中化學鍵鍵能之和﹣生成物中化學鍵鍵能之和
參照教材表2-1中的鍵能數據。計算1 mol H2分別與1 mol Cl2、1 mol Br2(蒸氣)反應生成 2 mol HCl和 2 mol HBr 時，哪一個釋放出的能量更多？
解析：對于反應H2(g)＋Cl2(g)==2HCl(g)　
ΔH＝（436.0＋242.7 －2×431.8） kJ·mol－1＝－184.9 kJ·mol－1。
對于反應H2(g)＋Br2(g) ===2HBr(g)　
ΔH＝（436.0 ＋193.7 －2×366 ）kJ·mol－1＝－102.3 kJ·mol－1。
思考討論(1)
N2、O2、F2與H2的反應能力依次增強，從鍵能的角度如何理解這一化學事實。(利用課本P37表2-1的相應數據分析)
從表2-1的數據可知，N≡N、O=O、F-F的鍵能依次減小，共價鍵越來越容易斷裂;而N-H、O-H與H-F的鍵能依次增大,共價鍵越來越容易生成。所以N2、O2、F2與H2的反應能力依次增強。
鍵 N≡N O=O F-F N-H O-H F-H
鍵能（kJ/mol） 946 497.3 157 390.8 462.8 568
思考討論(2)
1、概念：
構成化學鍵的兩個原子的核間距。不過，分子中的原子始終處于不斷振動之中，鍵長只是振動著的原子處于平衡位置時的核間距。
原子半徑決定共價鍵的鍵長。原子半徑越小，共價鍵的鍵長越短。
3、鍵長大小：
pm（1 pm＝10-12 m）
2、單位：
三、鍵長
展+評（20min）
請同學們觀察下表，并找出鍵能數據中存在的規律 (從成鍵個數，成鍵原子的半徑分析)
規律1：
規律2：
同種類型的共價鍵，成鍵原子的原子半
徑越小，鍵長越小。
成鍵原子相同的共價鍵的鍵長：
單鍵鍵長 ＞ 雙鍵鍵長 ＞ 三鍵鍵長
規律3：
一般地，鍵長越短, 鍵能越大，共價鍵越牢固,由此形成的分子越穩定。
4、鍵長大小規律：
F-F不符合“鍵長越短，鍵能越大”的規律，為什么？
原因：由于原子半徑小，鍵長短，但由于鍵長短，兩原子形成共價鍵時，原子核之間的距離小，排斥力大，鍵能小
展+評（20min）
5、鍵長的應用：
（1）判斷共價鍵的穩定性
鍵長越短，鍵能越大，表明共價鍵越穩定。
（2）分子的空間結構
鍵長是影響分子空間結構的因素之一。
解題規律：鍵長越短→鍵能越大→鍵越牢固→分子越穩定
如：CH4分子的空間結構為正四面體形，而CH3Cl分子的空間結構是四面體形而不是正四面體形，原因是C-H和C-Cl 的鍵長不相等。
展+評（20min）
四、鍵角
1.概念：在多原子分子中，兩個相鄰共價鍵之間的夾角
2.意義：
多原子分子的鍵角一定，表明共價鍵具有方向性。鍵角是描述分子結構的重要參數，分子的許多性質都與鍵角有關。
鍵長和鍵角的數值可通過晶體的X射線衍射實驗獲得。
CH4
109°28′
NH3
107°18′
H2O
105°
CO2
180°
直線形
V形（角形）
正四面體形
三角錐形
鍵角反應了分子的空間結構
展+評（20min）
思考：如圖白磷和甲烷均為正四面體結構：它們的鍵角是否相同，為什么？
分子的空間結構 鍵角 實例
正四面體形 CH4、CCl4
平面三角形 SO3、BF3
三角錐形 NH3
V形(角形) H2O
直線形 CO2、CS2、CH≡CH
109°28′
120°
107°
105°
180°
不同，白磷分子的鍵角是指P—P之間的夾角，為60°；而甲烷分子的鍵角是指C—H的夾角，為109°28′。
拓展·總結
課堂小結
測（4min）
√
√
作業：
必做：課本39頁習題 課時作業5
選做：高考調研30頁自查

展開更多......

收起↑