人教版選修3 第2單元第1節(jié)共價(jià)鍵 教案.docVIP

共價(jià)鍵教學(xué)目的1 復(fù)習(xí)化學(xué)鍵的概念，能用電子式表示常見物質(zhì)的離子鍵或共價(jià)鍵的形成過程。2 掌握共價(jià)鍵的主要類型鍵和鍵。3 理解鍵和鍵的明顯差別和一般規(guī)律。教學(xué)內(nèi)容【考綱要求】1了解共價(jià)鍵的主要類型鍵和鍵，能用鍵長、鍵能、鍵角等說明簡單分子的某些性質(zhì)。一、知識點(diǎn)講解（一）共價(jià)鍵1定義：原子間通過共用電子對而形成的化學(xué)鍵稱為共價(jià)鍵。2本質(zhì)：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。3形成條件：（1）兩原子電負(fù)性相同或相近；（2）一般成鍵原子有未成對電子；（3）成鍵原子的原子軌道在空間上發(fā)生重疊。4共價(jià)鍵的類型（1）按共用電子對的數(shù)目分類：單鍵、雙鍵、叁鍵； （2）按共用電子對是否偏移分類：極性鍵 、非極性鍵；（3）按軌道重疊方式不同可分為：鍵、鍵。 鍵：兩個(gè)原子軌道沿鍵軸（兩原子核間的連線）的方向，以“頭碰頭”的方式重疊；a特征：軸對稱以形成化學(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，這種特征稱為軸對稱。b種類：s-s 鍵、s-p 鍵、p-p 鍵等。例如：在h2分子中，兩個(gè)1s1相互靠攏電子云相互重疊形成h2分子的共價(jià)鍵hh即s-s 鍵，（如下圖所示）；hcl分子中，氫原子提供的未成對電子ls的原子軌道和氯原子提供的未成對電子3p的原子軌道重疊，形成s-p 鍵（如下圖上半部所示）；c12分子中，2個(gè)氯原子各提供一個(gè)未成對電子3p的原子軌道重疊形成p-p 鍵（如上圖下半部所示）?！緩?qiáng)調(diào)】 形成鍵的原子軌道重疊程序較大，故鍵有較強(qiáng)的穩(wěn)定性。共價(jià)單鍵為鍵，共價(jià)雙鍵和叁鍵中存在鍵(通常含一個(gè)鍵) 鍵：由兩個(gè)原子的p電子“肩并肩”重疊形成；具有鏡像對稱的特征； 下圖為兩個(gè)p電子形成鍵的過程：如圖，每個(gè)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，這種特征稱為鏡像對稱?！練w納】鍵與鍵不同，鍵的強(qiáng)度較大，鍵不如鍵牢固，比較容易斷裂；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；鍵通常存在于雙鍵或叁鍵中5價(jià)鍵軌道：由原子軌道相互重疊形成的鍵和鍵總稱價(jià)鍵軌道；6共價(jià)鍵類型規(guī)律：（1）共價(jià)單鍵是鍵；（2）共價(jià)雙鍵中有一個(gè)鍵，另一個(gè)是鍵；（3）共價(jià)三鍵由一個(gè)與鍵和兩個(gè)鍵組成。【典例1】乙烷、乙烯和乙炔分子中的共價(jià)鍵分別由幾個(gè)鍵和幾個(gè)鍵組成？答案 乙烷：7個(gè)鍵 乙烯 ：5個(gè)鍵一個(gè)鍵 乙炔：3個(gè)鍵兩個(gè)鍵。解析 【典例2】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分子中只含鍵 d分子中含有1個(gè)鍵答案 c 解析 乙醇的結(jié)構(gòu)簡式為：ch3ch2oh，共有有8個(gè)共價(jià)鍵，其中ch、co、oh鍵為極性鍵，共7個(gè)，cc鍵為非極性鍵，由于全為單鍵，故無鍵?！镜淅?】下列關(guān)于化學(xué)鍵的敘述中，正確的是（ ）a離子化合物可以含共價(jià)鍵 b共價(jià)化合物可能含離子鍵c離子化合物中只含離子鍵 d共價(jià)化合物中不含離子鍵答案 ad 7共價(jià)鍵的特征：（1）飽和性：是指每個(gè)原子形成共價(jià)鍵的數(shù)目是確定的。因?yàn)槊總€(gè)原子所提供的未成對電子的數(shù)目是一定的，所以在共價(jià)鍵的形成過程中，一個(gè)原子的未成對電子與另一個(gè)原子中未成對電子配對成鍵后，一般不能與其它原子的未成對電子配對成鍵了。（2）方向性：要使成鍵的原子軌道最大程度地重疊，原子軌道必須沿一定方向重疊。同種分子中成鍵原子電子云(原子軌道)重疊程度越大，形成的共價(jià)鍵越牢固，分子結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定。例如：hx的穩(wěn)定性：hf hcl hbr hi（二）鍵參數(shù)1鍵能：氣態(tài)基態(tài)原子形成l mol化學(xué)鍵釋放的最低能量。通常取正值。 鍵能越大，化學(xué)鍵越穩(wěn)定。2鍵長：形成共價(jià)鍵的兩個(gè)原子之間的核間距。 鍵長越短，鍵能越大，共價(jià)鍵越穩(wěn)定。3鍵角：在原子數(shù)超過2的分子中，兩個(gè)共價(jià)鍵間的夾角稱為鍵角。4應(yīng)用： （1）共價(jià)鍵的鍵能和鍵長反映了共價(jià)鍵的強(qiáng)弱程度，鍵長和鍵角常被用來描述分子的空間構(gòu)型。（2）一般來講，形成共價(jià)鍵的兩原子半徑之和越小，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。（3）當(dāng)兩個(gè)原子形成共價(jià)鍵時(shí)，原子軌道發(fā)生重疊，重疊程度越大，鍵長越短，鍵能越大。（4）有機(jī)物中碳原子與碳原子形成的共價(jià)鍵的鍵長規(guī)律如下：c-c c=c cc。（5）鍵能與化學(xué)反應(yīng)過程中的能量關(guān)系： 化學(xué)反應(yīng)過程中，舊鍵斷裂所吸收的總能量大于新鍵形成所放出的總能量，反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；否則，反應(yīng)為放熱反應(yīng)。反應(yīng)熱(h)反應(yīng)物總鍵能生成物總鍵能。 反應(yīng)物和生成物的化學(xué)鍵的強(qiáng)弱決定著化學(xué)反應(yīng)過程中的能量變化。【典例4】如何判斷下列物質(zhì)的穩(wěn)定性hf、hcl、hbr、hi？答案 hf、hcl、hbr、hi中，分子的共用電子對數(shù)相同（1對），因f、cl、br、i的原子半徑依次增大，故共價(jià)鍵牢固程度hf hcl hbr hi，因此，穩(wěn)定性hf hcl hbr hi?！镜淅?】下列事實(shí)不能用鍵能的大小來解釋的是（ ）an元素的電負(fù)性較大，但n2的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定 b惰性氣體一般難發(fā)生反應(yīng)chf、hcl、hbr、hi的穩(wěn)定性逐漸減弱 df2比o2更容易與h2反應(yīng)答案 b解析 由于n2分子中存在三鍵，鍵能很大，破壞共價(jià)鍵需要很大的能量，所以n2的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定；惰性氣體都為單原子分子，分子內(nèi)部沒有化學(xué)鍵；鹵族元素從f到i原子半徑逐漸增大，其氫化物中的鍵長逐漸變長，鍵能逐漸變小，所以穩(wěn)定性逐漸減弱；由于hf的鍵能大于ho，所以二者比較，更容易生成hf?！镜淅?】從鍵長的角度來判斷下列共價(jià)鍵中最穩(wěn)定的是（ ）ahf bnh cch dsh答案 a【典例7】在白磷（p4）分子中，4個(gè)p原子分別處在正四面體的四個(gè)頂點(diǎn)，結(jié)合有關(guān)p原子的成鍵特點(diǎn)，下列有關(guān)白磷的說法正確的是（ ）a白磷分子的鍵角為10928 b分子中共有4對共用電子對c白磷分子的鍵角為60 d分子中有6對孤對電子答案c（三）等電子原理1定義：是指原子總數(shù)相同、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。2應(yīng)用：（1）判斷一些簡單分子或離子的立體構(gòu)型；（2）利用等電子體在性質(zhì)上的相似性制造新材料；（3）利用等電子原理針對某物質(zhì)找等電子體。下表為常見的等電子體：類 型實(shí) 例空間構(gòu)型二原子10電子的等電子體n2、co、no+、c22-、cn-直線型三原子16電子的等電子體co2、cs2、n2o、nco-、no2+、n3-、ncs-、becl2直線型三原子18電子的等電子體no2-、o3、so2v型四原子24電子的等電子體no3-、co32-、bo33-、cs33-、bf3、so3平面三角形五原子32電子的等電子體sif4、ccl4、bf4-、so42-、po43-四個(gè)鍵，正四面體形七原子48電子的等電子體sf6、pf6-、sif62-、alf63-六個(gè)鍵，正八面體【典例8】1919年，langmuir提出等電子原理：原子數(shù)相同、價(jià)電子總數(shù)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)相近。（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_；_和_。（2）此后，等電子原理又有所發(fā)展。例如，由短周期元素組成的微粒，只要其原子數(shù)相同，各原子最外層電子數(shù)之和相同，也可互稱為等電子體，它們也具有相似的結(jié)構(gòu)特征。在短周期元素組成的物質(zhì)中，與no2互為等電子體的分子有：_、_。答案 （1） n2、co；co2、n2o；（2）so2、o3解析 （1）第二周期元素中，只有b、c、n、o、f可形成共價(jià)分子，同素異形體間顯然不能形成等電子體，若為含2個(gè)原子的等電子體，則可能是某元素的單質(zhì)與其相鄰元素間的化合物，如n2和co，在此基礎(chǔ)上增加同種元素的原子可得其他的等電子體，如n2o和co2。（2）no2的最外層的電子數(shù)為：562118，平均每個(gè)原子的最外層電子數(shù)為6，則可能為o3或so2，經(jīng)過討論知其他情況下，只能形成離子化合物，不合題意。二、課堂練習(xí)1下列過程中，共價(jià)鍵被破壞的是（ ） a碘升華 b溴蒸氣被活性炭吸附 c蔗糖溶于水 dso2溶于水答案d2現(xiàn)有如下各說法： 在水中氫、氧原子間均以化學(xué)鍵相結(jié)合； 金屬和非金屬化合形成離子鍵； 離子鍵是陽離子、陰離子的相互吸引； 根據(jù)電離方程式hcl=h+cl-，判斷hcl分子里存在離子鍵； h2分子和cl2分子的反應(yīng)過程是h2、cl2分子里共價(jià)鍵發(fā)生斷裂生成h、cl原子，而后h、cl原子形成離子鍵的過程。上述各種說法正確的是（ ）a正確 b都不正確 c正確，其他不正確 d僅不正確答案b3下列有關(guān)鍵的說法錯(cuò)誤的是（ ）a如果電子云 圖象是由兩個(gè)s電子重疊形成的，即形成s-s 鍵 bs電子與p電子形成s-p 鍵cp和p不能形成 鍵 dhcl分子里含有一個(gè)s-p 鍵答案c 4下列粒子屬于等電子體的是（ ）ach4和nh4+ bno和o2 cnh2 和h2o dhcl和h2o答案a5下列關(guān)于共價(jià)鍵的說法，正確的是（ ）a分子內(nèi)部一定會存在共價(jià)鍵 b由非金屬元素組成的化合物內(nèi)部不一定全是共價(jià)鍵c非極性鍵只存在于雙原子單質(zhì)分子中 d離子化合物的內(nèi)部一定存在共價(jià)鍵答案b6下列分子中存在的共價(jià)鍵類型完全相同的是（ ）ach4與nh3 bc2h6與c2h4 ch2與cl2 dcl2與n2答案a7x、y兩元素的原子，當(dāng)它們分別獲得兩個(gè)電子，形成稀有氣體元素原子的電子層結(jié)構(gòu)時(shí)，x放出的能量大于y放出的能量；z、w兩元素的原子，當(dāng)它們分別失去一個(gè)電子形成稀有氣體元素原子的電子層結(jié)構(gòu)時(shí)，w吸收的能量大于z吸收的能量，則x、y和z、w分別形成的化合物中，最不可能是共價(jià)化合物的是（ ）az2x bz2y cw2x dw2y答案a8下列分子中，既含有鍵，又含有鍵的是（ ）ach4 bhcl cch2=ch2 df2答案c9下列說法中正確的是（ ）a雙原子分子中化學(xué)鍵鍵能越大，分子越穩(wěn)定 b雙原子分子中化學(xué)鍵鍵長越長，分子越穩(wěn)定c雙原子分子中化學(xué)鍵鍵角越大，分子越穩(wěn)定 d在雙鍵中，鍵的鍵能要小于鍵的答案a10已知hh鍵能為436 kjmol-1，nh鍵能為391 kjmol-1，根據(jù)化學(xué)方程式：1 mol n2反應(yīng)放出的熱量為92.4 kjmol-1，那么nn鍵的鍵能是（ ）a431 kjmol-1 b945.6 kjmol-1 c649 kjmol-1 d896 kjmol-1答案b11下列分子中所有原子都滿足最外層8電子結(jié)構(gòu)的是（ ）a光氣（cocl2） b六氟化硫 c二氟化氙 d三氟化硼答案a12能說明bf3分子的4個(gè)原子在同一平面的理由是（ ）a任意兩個(gè)bf鍵之間的夾角為120 bbf鍵為極性共價(jià)鍵c三個(gè)bf鍵的鍵能相同 d三個(gè)bf鍵的鍵長相同答案a13分析下列化學(xué)式中劃有橫線的元素，選出符合要求的物質(zhì)，填空。anh3 bh2o chcl dch4 ec2h6 fn2（1）所有的價(jià)電子都參與形成共價(jià)鍵的是_；（2）只有一個(gè)價(jià)電子參與形成共價(jià)鍵的是_；（3）最外層有未參與成鍵的電子對的是_；（4）既有鍵又有鍵的是 。答案（1）d、e（2）c（3）a、b、c、f（4）f解析 nh3中n原子分別與3個(gè)h原子形成3個(gè)鍵，還有一對不成鍵電子；h2o中o原子與2個(gè)h原子形成2個(gè)鍵，還有兩對不成鍵電子；hcl中cl原子與1個(gè)h原子形成1個(gè)鍵，還有三對不成鍵電子；ch4中c原子與4個(gè)h原子形成4個(gè)鍵，所有價(jià)電子都參與成鍵；c2h6中c原子分別與3個(gè)h原子及另1個(gè)c原子形成4個(gè)鍵，所有電子都參與成鍵；n2中n原子與另1個(gè)n原子形成1個(gè)鍵，2個(gè)鍵，還有一對不成鍵電子。14ptcl2(nh3)2可以形成兩種固體，一種為淡黃色，在水中的溶解度小，另一種為黃綠色，在水中的溶解度較大，請回答下列問題：（1）ptcl2(nh3)2是平面正方形結(jié)構(gòu)，還是四面體結(jié)構(gòu)？ （2）請?jiān)谝韵驴崭駜?nèi)畫出這兩種固體分子的幾何構(gòu)型圖，淡黃色固體： ，黃綠色固體： ；（3）淡黃色固體物質(zhì)是由 分子組成，黃綠色固體物質(zhì)是由 分子組成（填“極性分子”或“非極性分子”）（4）黃綠色固體在水中溶解度比淡黃色固體大，原因是 。答案（1）平面正方形結(jié)構(gòu)（2） （3）非極性 極性（4）根據(jù)相似相溶原理，因?yàn)榈S色固體為非極性分子，所以在水中的溶解度小，而黃綠色固體為極性分子，所以在水中的溶解度大。15據(jù)報(bào)道，科研人員應(yīng)用計(jì)算機(jī)模擬出結(jié)構(gòu)類似c60的物質(zhì)n60，已知n60分子中每個(gè)氮原子均以nn鍵結(jié)合三個(gè)n原子而形成8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。已知nn鍵鍵能為159 kjmol-1，試回答下列問題：（1）根據(jù)上述信息推測n60的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：_。（2）1 mol n60分解成n2時(shí)_（填“吸收”或“放出”）的熱量是_ kjmol-1。（已知nn的鍵能為946 kjmol-1）（3）由（2）列舉n60的一些用途：_。（4）若n60分子中只含x個(gè)五邊形和y個(gè)六邊形，則x_，y_。（5）nnn_。（已知：多面體中，棱邊數(shù)頂點(diǎn)數(shù)面數(shù)2）答案 （1）全部為nn單鍵，共90個(gè)nn單鍵構(gòu)成一個(gè)n60； （2）放出、14070；（3）n60可作炸藥； （4）12、20； （5）108或120解析 （1）n60中化學(xué)鍵全部為nn單鍵，共有603290個(gè)，即由90個(gè)nn鍵構(gòu)成一個(gè)n60分子；（2）h30946 kjmol-190159 kjmol-114070 kjmol-1；（3）由于n60分解成n2時(shí)放出大量的熱量，故可制作高能炸藥；（4）n60的多面體分子共有90條棱邊(nn鍵)，則可得方程式：52x62y90，根據(jù)多面體歐拉定律可得方程式：60(xy)902，解上述方程式得x12，y20；（5）nnn有兩種，一種為正五邊形夾角，另一種為正六邊形夾角。三、課堂小結(jié)1共價(jià)鍵 （1）定義 （2）本質(zhì) （3）形成條件 （4）共價(jià)鍵的類型（5）價(jià)鍵軌道 （6）共價(jià)鍵類型規(guī)律 （7）共價(jià)鍵的特征2鍵參數(shù) （1）鍵能 （2）鍵長 （3）鍵角 （4）應(yīng)用3等電子原理（1）定義 （2）應(yīng)用四、課后作業(yè)1下列說法中正確的是（ ）a雙原子分子中化學(xué)鍵鍵能越大，分子越穩(wěn)定 b雙原子分子中化學(xué)鍵鍵長越長，分子越穩(wěn)定c雙原子分子中化學(xué)鍵鍵角越大，分子越穩(wěn)定 d在雙鍵中，鍵的鍵能要小于鍵的答案a2下列分子中，鍵角最大的是（ ）ach4 bnh3 ch2o dco2答案d3下列說法正確的是（ ）a含有共價(jià)鍵的化合物一定是共價(jià)化合物 b由共價(jià)鍵形成的分子一定是共價(jià)化合物c分子中只有共價(jià)鍵的化合物一定是共價(jià)化合物 d只有非金屬原子間才能形成共價(jià)鍵答案c解析在離子化合物中也有共價(jià)鍵，如naoh；由不同元素的原子