1、第二章 分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì),第一節(jié) 共價(jià)鍵,1、化學(xué)鍵的定義。,相鄰的原子之間的強(qiáng)烈的相互作用叫做化學(xué)鍵。,2、化學(xué)鍵的種類。,離子鍵：,使陰、陽離子結(jié)合成化合物的靜電作用。,共價(jià)鍵：,原子之間通過共用電子對(duì)所形成的相互作用。,判斷依據(jù)：活潑的金屬元素和活潑非金屬元素，或者帶正、負(fù)電荷的原子團(tuán)之間形成離子鍵；非金屬元素之間形成共價(jià)鍵。,兩種成鍵元素間的電負(fù)性差值1.7,它們之間通常形成離子鍵;反之,形成的共價(jià)鍵。,分子中相鄰原子之間是靠什么作用而結(jié)合在一起？,共價(jià)鍵,極性鍵：,非極性鍵：,共用電子對(duì)偏移的共價(jià)鍵。,共用電子對(duì)不偏移的共價(jià)鍵。,3、化合物的分類。,離子化合物：,共價(jià)化合物：,含有離子

2、鍵的化合物。,所含的化學(xué)鍵全部是共價(jià)鍵的化合物。,4、電子式,用“”或者“X”來表示原子或分子最外層電子的方法。,練習(xí)：,H2 HCl Cl2 NaBr,HClO H2O2 NaOH NH4Cl,寫出以下物質(zhì)的電子式。,學(xué)與問,你能用電子式表示下列物質(zhì)的形成過程嗎？,1、共價(jià)鍵具有飽和性,按照共價(jià)鍵的共用電子對(duì)理論，一個(gè)原子有幾個(gè)未成對(duì)電子，便可和幾個(gè)自旋相反的電子配對(duì)成鍵，這就是共價(jià)鍵的“飽和性”。H 原子、Cl原子都只有一個(gè)未成對(duì)電子，因而只能形成H2、HCl、Cl2分子，不能形成H3、H2Cl、Cl3分子,為什么不可能有H3、H2Cl、Cl3分子的形成？,一、共價(jià)鍵,氫原子形成氫分子的電

3、子云描述,鍵,s-s鍵,1、鍵,2、共價(jià)鍵的形成,“頭碰頭”式,1S,1S,電子云重疊,HH共價(jià)鍵,氫原子形成氫分子的電子云描述,(1)鍵,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，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。,價(jià)鍵理論的要點(diǎn),1.電子配對(duì)原理,2.最大重疊原理,兩原子各自提供1個(gè)自旋方向相反的電子彼此配對(duì)。,兩個(gè)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。,(a)s-s 鍵的形成,(1)鍵的形成,鍵的特征：以形成化學(xué)鍵的兩原子核的連線為軸作旋轉(zhuǎn)操作，共價(jià)鍵電子云

4、的圖形不變，這種特征稱為軸對(duì)稱。,ClCl的p-p鍵的形成,HCl的s-p鍵的形成,形成氯化氫分子的電子云描述,形成氯氣分子的電子云描述,p-p鍵的形成,“肩并肩”式,(2)鍵,互相靠攏,電子云重疊,鍵的電子云,小結(jié)：共價(jià)鍵按電子云重疊方式分為：,鍵, 頭碰頭,鍵, 肩并肩,共價(jià)單鍵都是鍵,鍵比鍵重疊程度更大,(2)鍵的形成,電子云重疊,鍵的電子云,鍵的電子云由兩塊組成，分別位于由兩原子核構(gòu)成平面的兩側(cè)，如果以它們之間包含原子核的平面為鏡面，它們互為鏡像，這種特征為鏡像對(duì)稱。,小結(jié),沿軸方向 “頭碰頭”,平行方向 “肩并肩”,軸對(duì)稱,鏡像對(duì)稱,強(qiáng)度大， 不易斷裂,強(qiáng)度較小，易斷裂,共價(jià)單鍵是鍵

5、，共價(jià)雙鍵中一個(gè)是 鍵，另一個(gè)是鍵，共價(jià)三鍵中一個(gè)是鍵，另兩個(gè)為鍵。,因而含有鍵的化合物與只有鍵的化合物的化學(xué)性質(zhì)不同，如我們熟悉的乙烷和乙烯的性質(zhì)不同。,以上由原子軌道相互重疊形成的鍵和鍵總稱價(jià)鍵軌道，是分子結(jié)構(gòu)的價(jià)鍵理論中最基本的組成部分。,3、由原子軌道相互重疊形成的鍵和 鍵總稱價(jià)鍵軌道。,科學(xué)探究,1.已知氮分子的共價(jià)鍵是三鍵，你能模仿圖2-1、圖2-2、圖2-3，通過畫圖來描述嗎？(提示：氮原子各自用三個(gè)p軌道分別跟另一個(gè)氮原子形成一個(gè)鍵和兩個(gè)鍵。,N2中p-p鍵和p-p鍵的形成過程,2.鈉和氯通過得失電子同樣也是形成電子對(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

6、呢?你能從原子的電負(fù)性差別來理解嗎?討論后請(qǐng)?zhí)顚懕?-2：,0.9 3.0,2.1 3.0,2.5 3.5,2.1,0.9,1.0,離子,共價(jià),3.乙烷、乙烯和乙炔分子中的共價(jià)鍵分別有幾個(gè)鍵和幾個(gè)鍵組成？,乙烷分子中由7個(gè)鍵組成；乙烯分子中由5個(gè)鍵和1個(gè)鍵組成；乙烯分子中由3個(gè)鍵和2個(gè)鍵組成。,小 結(jié),(1)共價(jià)鍵的形成條件,(2)共價(jià)鍵的本質(zhì),(3)共價(jià)鍵的特征,成鍵原子要有未成對(duì)電子，且自旋方向相反，可通過共用電子對(duì)達(dá)各自穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；,成鍵原子的原子軌道在空間上發(fā)生重疊 。,當(dāng)成鍵原子相互接近時(shí)，原子軌道發(fā)生重疊 ，自旋方向相反的未成對(duì)電子形成共用電子對(duì)，兩原子核間的電子云密度增加，體系能量

7、降低。,飽和性；方向性。,(4)共價(jià)鍵的類型,鍵：以形成化學(xué)鍵的兩原子核的連線為軸作旋轉(zhuǎn)操作，共價(jià)鍵電子云的圖形不變，這種特征稱為軸對(duì)稱。如H-H鍵。,類型：ss鍵 、sp鍵、pp鍵等。,特點(diǎn)：肩并肩、兩塊組成、鏡像對(duì)稱、容易斷裂。,鍵：由兩個(gè)原子的p電子“肩并肩”重疊形成。,特點(diǎn)：頭碰頭、電子云為軸對(duì)稱，鍵強(qiáng)度大，不易斷裂。,(6)判斷共價(jià)鍵類型規(guī)律,共價(jià)單鍵是鍵； 共價(jià)雙鍵中有一個(gè)是鍵，另一個(gè)是鍵； 共價(jià)三鍵中有一個(gè)是鍵，另兩個(gè)是鍵。,(5) 價(jià)鍵軌道,由原子軌道相互重疊形成的鍵和鍵 。,練習(xí),1.關(guān)于乙醇分子的說法正確的是（ ） A.分子中共含有8個(gè)極性鍵 B.分子中不含非極性鍵 C.分

8、子中只含鍵 D.分子中含有1個(gè)鍵,C,7,3,二、鍵參數(shù)鍵能、鍵長(zhǎng)和鍵角,鍵能：氣態(tài)基態(tài)原子形成1mol化學(xué)鍵釋放的最低能量。,鍵能越大，化學(xué)鍵越穩(wěn)定。,破壞1mol化學(xué)鍵形成氣態(tài)基態(tài)原子所需的最低能量。,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,某些共價(jià)鍵鍵能/kJmol-1,表2-1,問題,規(guī)律: 鍵能越大,化學(xué)鍵越牢固,由該鍵形成的分子越穩(wěn)定。,練習(xí): 由下表的數(shù)據(jù)判斷,下列分子的穩(wěn)定性： A.Cl2, Br2, I2 B.NH3 , H2O,例題,根據(jù)表2-1數(shù)據(jù)，計(jì)算1molH2分別跟1molCl2、1molBr2（蒸氣）反應(yīng)，分別生成2molHCl和2mol

9、HBr分子，哪個(gè)反應(yīng)放出的能量多？,H2 + Cl2 = 2HCl H=436.0kJmol-1 + 242.7kJmol-1 2431.8kJmol-1 = 184.9kJ,H2 + Br2 = 2HBr H=436.0kJmol-1 + 193.7kJmol-1 2366kJmol-1 = 102.7kJ,某些共價(jià)鍵鍵能(kJ/mol)鍵長(zhǎng)/pm (1pm=10-12m),表2-2,2、鍵長(zhǎng)：形成共價(jià)鍵的兩個(gè)原子之間的核間距。鍵長(zhǎng)是衡量共價(jià)穩(wěn)定性的另一個(gè)參數(shù)。,討論：對(duì)比表2-1和表2-2找出鍵長(zhǎng)與鍵能及穩(wěn)定性的關(guān)系。,規(guī)律:鍵長(zhǎng)越短,一般鍵能越大，化學(xué)鍵越牢固,由該鍵形成的分子越穩(wěn)定。,

10、練習(xí):由下表的數(shù)據(jù)判斷,下列分子的穩(wěn)定性 A.H2 , Cl2 B.HCl, HBr ,HI,思考與交流, N2、O2、F2跟H2的反應(yīng)能力依次增強(qiáng)，從鍵能的角度應(yīng)如何理解這一化學(xué)事實(shí)？ 通過上例子，你認(rèn)為鍵長(zhǎng)、鍵能對(duì)分子的化學(xué)性質(zhì)有什么影響？,一般地，形成的共價(jià)鍵的鍵能越大，鍵長(zhǎng)越短，共價(jià)鍵越穩(wěn)定，含有該鍵的分子越穩(wěn)定，化學(xué)性質(zhì)越穩(wěn)定。,3、鍵角：兩個(gè)共價(jià)鍵之間的夾角稱為鍵角。,鍵角一定，表明共價(jià)鍵具有方向性。鍵角是描述分子立體結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)，分子的許多性質(zhì)與鍵角有關(guān)。,鍵角決定分子的空間構(gòu)型。,H2O 105,NH3 107,CO2 180,CH4 10928,觀察P32頁中表2-3的數(shù)據(jù)

11、,從表中可以看出，CO分子與N2分子在許多性質(zhì)上十分相似，這些相似性，可以歸結(jié)為它們具有相等的價(jià)電子數(shù)，導(dǎo)致它們具有相似的化學(xué)結(jié)構(gòu)。,表2-3 CO分子和N2分子的某些性質(zhì),等電子體：原子總數(shù)相同、價(jià)電子總數(shù)相同的分子。,等電子體原理：原子總數(shù)、價(jià)電子總數(shù)相同的分子具有相似的化學(xué)鍵特征，它們的許多性質(zhì)是相近的。,三、等電子原理,(物理性質(zhì)),例舉一些常見的等電子體：,SO2,O3,NO2-,SO3,NO3-,SiO32-,C6H6,B3N3H6,NO2,-NO2,N2,CO,C22-,CO2,N2O,CS2,NH3,H3O+,CH4,NH4+,CN,AlO2-,練習(xí) 原子數(shù)相同，最外層電子總數(shù)

12、相同的分子，互稱為等電子體。等電子體的結(jié)構(gòu)相似，物理性質(zhì)相似。,（1）根據(jù)上述原理，僅由第二周期元素組成的共價(jià)分子中，互為等電子體的是： 和 。 （2）等電子原理又有發(fā)展，例如：由短周期元素組成的物質(zhì)中，與NO2-互為等電子體的分子有 、 。,N2O,CO2,N2,CO,SO2,O3,1、下列說法中，錯(cuò)誤的是( ) .鍵長(zhǎng)越長(zhǎng)，化學(xué)鍵越牢固 .成鍵原子間原子軌道重疊越多，共價(jià)鍵越牢固 .對(duì)雙原子分子來講，鍵能越大，含有該鍵的分子越穩(wěn)定 .原子間通過共用電子對(duì)所形成的化學(xué)鍵叫共價(jià)鍵,練習(xí),A,2、能夠用鍵能解釋的是( ) .氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)比氧氣穩(wěn)定 .常溫常壓下，溴呈液體，碘為固體 .稀有氣體一

13、般很難發(fā)生化學(xué)反應(yīng) .硝酸易揮發(fā)，硫酸難揮發(fā),A,練習(xí),課 堂 小 結(jié),二、鍵參數(shù)鍵能、鍵長(zhǎng)和鍵角,鍵能：氣態(tài)基態(tài)原子形成1mol化學(xué)鍵釋放的最低能量。,鍵能越大，化學(xué)鍵越穩(wěn)定。,鍵長(zhǎng)：形成共價(jià)鍵的兩個(gè)原子之間的核間距。,鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，化學(xué)鍵越穩(wěn)定。,鍵角：兩個(gè)共價(jià)鍵之間的夾角。,破壞1mol化學(xué)鍵形成氣態(tài)基態(tài)原子所需的最低能量。,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,課 堂 小 結(jié),等電子體： 原子總數(shù)、價(jià)電子總數(shù)相同的分子。,等電子體原理： 原子總數(shù)、價(jià)電子總數(shù)相同的分子具有相似的化學(xué)鍵特征，它們的許多性質(zhì)相近。,三、等電子原理,科學(xué)視野：用質(zhì)譜儀測(cè)定分子結(jié)構(gòu),現(xiàn)代化學(xué)常利用質(zhì)譜儀測(cè)定分子的結(jié)構(gòu)。它的基本原理是在質(zhì)譜儀中使分子失去電子變成帶正電荷的分子離子和碎片離子等粒子。由于生成的分子離子、碎片離子具有不同的相對(duì)質(zhì)量，它們?cè)诟邏弘?/p>