共價鍵的形成和類型(正式上課)

1、一一. .共價鍵共價鍵1.1.定義：定義：2.2.成鍵微粒：成鍵微粒：3.3.成鍵本質(zhì)：成鍵本質(zhì)：原子間通過共用電子對所形成的化原子間通過共用電子對所形成的化學(xué)鍵。學(xué)鍵。原原 子子共用電子對共用電子對復(fù)習(xí)舊知4.4.成鍵的元素成鍵的元素： 非金屬原子之間非金屬原子之間 或部分金屬原子與非金屬原子或部分金屬原子與非金屬原子5.5.存在范圍存在范圍：非金屬單質(zhì)非金屬單質(zhì) 共價化合物共價化合物 離子化合物離子化合物思考：含有共價鍵的物質(zhì)一定是共價分子嗎？思考：含有共價鍵的物質(zhì)一定是共價分子嗎？能量能量e0核間距核間距e e0 0為兩個遠(yuǎn)離的氫為兩個遠(yuǎn)離的氫原子的能量之和原子的能量之和+兩個核外電子兩

2、個核外電子自旋方向相同自旋方向相同的氫原子靠近的的氫原子靠近的模擬動畫模擬動畫+能量能量e0核間距核間距e e0 0為兩個遠(yuǎn)離的氫為兩個遠(yuǎn)離的氫原子的能量之和原子的能量之和e1=-436kj/molr=74pm兩個核外電子兩個核外電子自旋方向相反自旋方向相反的氫原子靠近的的氫原子靠近的模擬動畫模擬動畫能量能量e0核間距核間距e e0 0為兩個遠(yuǎn)離的氫為兩個遠(yuǎn)離的氫原子的能量之和原子的能量之和e1=-436kj/molr=74pm思考：思考：由此可知共價鍵形成的本質(zhì)是什么？由此可知共價鍵形成的本質(zhì)是什么？討論：討論：如下原子軌道式，表述如下原子軌道式，表述hf中共價鍵是如何形中共價鍵是如何形成的

3、？成的？1sh2px2py2pz2sf2s22px22py22pz1f原子原子1s1h原子原子思考思考1 1：當(dāng)當(dāng)f f原子與原子與h h原子成鍵后，原子成鍵后，f f原子原子能否再與其它氫原子能否再與其它氫原子形成共價鍵形成共價鍵思考思考2 2：比較離子鍵比較離子鍵成鍵特點，總結(jié)共價成鍵特點，總結(jié)共價鍵的成鍵特點鍵的成鍵特點hfhf中共價鍵的形成中共價鍵的形成共價鍵有共價鍵有方向性方向性和和飽和性飽和性 問題解決問題解決 （1 1）寫出氮原子的軌道表示式）寫出氮原子的軌道表示式（2 2）寫出）寫出n n2 2分子的電子式和結(jié)構(gòu)式分子的電子式和結(jié)構(gòu)式（3 3）分析氮分子中氮原子的原子軌道是如何

4、形成共）分析氮分子中氮原子的原子軌道是如何形成共價鍵的？價鍵的？2px2py2pznn2px2py2pz2s n2sn2p2s22px12py12pz1n n原子原子2s22px12py12pz1n n原子原子鍵鍵鍵鍵鍵鍵鍵：鍵：“頭碰頭頭碰頭”鍵：鍵：“肩并肩肩并肩”nn鍵鍵鍵鍵鍵鍵二、共價鍵的分類二、共價鍵的分類1、按軌道重疊方式分、按軌道重疊方式分鍵：有鍵：有s-s s-p p-p等等鍵：鍵：p-p s-s(鍵鍵)鍵電子鍵電子云云1s1 1s1hhh h3p1ss-p(鍵鍵) 鍵電子云鍵電子云3p3pp-p(鍵鍵)鍵電子云鍵電子云ppp-p(鍵鍵)鍵電子云鍵電子云s-s(s-s(鍵鍵)

5、)p-pp-p (鍵鍵) )s-ps-p (鍵鍵) )p pz z-p-pz z ( ( 鍵鍵) )p py y-p-py y ( ( 鍵鍵) )小結(jié)：小結(jié)： 鍵與鍵與鍵鍵的比較的比較 鍵鍵 鍵鍵 重疊方式重疊方式與單鍵、雙與單鍵、雙鍵、三鍵的鍵、三鍵的關(guān)系關(guān)系“頭碰頭頭碰頭”重疊重疊肩并肩重疊肩并肩重疊單鍵是單鍵是鍵，雙鍵、鍵，雙鍵、三鍵中只有一個是三鍵中只有一個是鍵鍵單鍵不可能是單鍵不可能是鍵，鍵，雙鍵中有一個、三鍵雙鍵中有一個、三鍵中有兩個是中有兩個是鍵鍵乙烷：乙烷： 個個鍵；乙烯：鍵；乙烯： 個個鍵鍵 個個鍵；鍵；乙炔：乙炔： 個個鍵鍵 個個鍵鍵7 5132請指出乙烷、乙烯、乙炔分子中

6、存在哪些類請指出乙烷、乙烯、乙炔分子中存在哪些類型的共價鍵，分別有幾個型的共價鍵，分別有幾個鍵，鍵，幾個幾個鍵？鍵？73不偏移不偏移偏向氯偏向氯不偏移不偏移hhhhhhclclclclclcl思考：思考：判斷判斷h2、cl2 、hcl 、h2o分子中共用電分子中共用電子對是否發(fā)生偏移，若偏移判斷偏移方向子對是否發(fā)生偏移，若偏移判斷偏移方向hhoohh偏向氧偏向氧0000+1-1+1-2+1(1)(1)非極性鍵：非極性鍵： 兩個成鍵原子吸引電子的能力兩個成鍵原子吸引電子的能力 (電電負(fù)性負(fù)性 )，共用電子對，共用電子對 偏移偏移的共價鍵的共價鍵相相 同同 不發(fā)生不發(fā)生相相 同同(2)(2)極性鍵

7、：極性鍵： 兩個成鍵原子吸引電子的能力兩個成鍵原子吸引電子的能力 (電電負(fù)性負(fù)性 )，共用電子對，共用電子對 偏移的偏移的共價鍵共價鍵不不 同同 發(fā)發(fā) 生生不不 同同極性鍵和非極性鍵二、共價鍵的分類二、共價鍵的分類1、按軌道重疊方式分、按軌道重疊方式分鍵：有鍵：有s-s s-p p-p等等鍵：鍵：p-p 2、按共用電子對是否、按共用電子對是否偏移的方式分偏移的方式分極性共價鍵極性共價鍵非極性共價鍵非極性共價鍵練習(xí)：完成教材練習(xí)：完成教材p47交流與討論交流與討論nhnh3 3 + h+ h+ + = nh= nh4 4+ +nhhhh+形成配位鍵形成配位鍵二、共價鍵的分類二、共價鍵的分類1、按

8、軌道重疊方式分、按軌道重疊方式分鍵：有鍵：有s-s s-p p-p等等鍵：鍵：p-p 2、按共用電子對是否、按共用電子對是否偏移的方式分偏移的方式分極性共價鍵極性共價鍵非極性共價鍵非極性共價鍵3、按共用電子的方式分、按共用電子的方式分一般共價鍵一般共價鍵配位鍵配位鍵共價鍵的鍵參數(shù)共價鍵的鍵參數(shù)（1 1）鍵長：）鍵長：（2 2）鍵能：）鍵能：兩原子核間的兩原子核間的平均間距平均間距1mol1mol氣態(tài)氣態(tài)abab分子生成氣態(tài)分子生成氣態(tài)a a原子原子和和b b原子過程中吸收的能量原子過程中吸收的能量 鍵強度量度：鍵強度量度：定量定量可用鍵能可用鍵能定性定性可用鍵長可用鍵長引申到原子半徑引申到原子

9、半徑常見的原子晶體常見的原子晶體 某些非金屬單質(zhì)：某些非金屬單質(zhì)： 金剛石（金剛石（c）、晶體硅）、晶體硅(si)、晶體硼（、晶體硼（b）等）等 某些非金屬化合物：某些非金屬化合物： 碳化硅（碳化硅（sic）晶體、氮化硼（）晶體、氮化硼（bn）晶體）晶體 某些金屬化合物某些金屬化合物 氮化鋁（氮化鋁（aln） 某些氧化物：某些氧化物： 二氧化硅（二氧化硅（ sio2）晶體、）晶體、原子晶體的物理特性原子晶體的物理特性 在原子晶體中，由于原子在原子晶體中，由于原子間以較強的共價鍵相結(jié)合，間以較強的共價鍵相結(jié)合，而且形成空間立體網(wǎng)狀結(jié)而且形成空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所以原子晶體的構(gòu)，所以原子晶體的 熔點

10、和沸點高熔點和沸點高 硬度大硬度大 一般不導(dǎo)電一般不導(dǎo)電 且難溶于一些常見的溶劑且難溶于一些常見的溶劑三、原子晶體三、原子晶體1、構(gòu)成微粒、構(gòu)成微粒3、影響原子晶體熔點、硬度的因素、影響原子晶體熔點、硬度的因素2、作用力、作用力1.單質(zhì)硼有無定形和晶體兩種，參考下表數(shù)據(jù)單質(zhì)硼有無定形和晶體兩種，參考下表數(shù)據(jù)金剛石金剛石晶體硅晶體硅晶體硼晶體硼熔點熔點382316832573沸點沸點510026282823硬度硬度107.09.5 晶體硼的晶體類型屬于晶體硼的晶體類型屬于_晶體，理晶體，理由是由是_。 已知晶體硼結(jié)構(gòu)單元是由硼原子組成的正二十已知晶體硼結(jié)構(gòu)單元是由硼原子組成的正二十面體，其中有面

11、體，其中有20個等邊三角形的面和一定數(shù)目的頂點個等邊三角形的面和一定數(shù)目的頂點，每個項點上各有，每個項點上各有1個個b原子。通過視察圖形及推算原子。通過視察圖形及推算，此晶體體結(jié)構(gòu)單元由，此晶體體結(jié)構(gòu)單元由_個硼原子構(gòu)成。其中個硼原子構(gòu)成。其中bb鍵的鍵角為鍵的鍵角為_。共含有。共含有_個個bb 問題解決問題解決2 2 （1 1）觀察金剛石晶胞，判斷碳原子的）觀察金剛石晶胞，判斷碳原子的成鍵情況及每個晶胞中所含碳原子數(shù)成鍵情況及每個晶胞中所含碳原子數(shù)（2 2）推測同為原子晶體的晶體硅和碳化硅）推測同為原子晶體的晶體硅和碳化硅sicsic的晶的晶胞是怎樣的？胞是怎樣的？（3 3）比較三種原子晶體

12、的熔點和硬度的高低，說明）比較三種原子晶體的熔點和硬度的高低，說明理由？理由？金剛石金剛石晶體硅晶體硅碳化硅碳化硅原子晶體原子晶體 鍵能鍵能/kjmol/kjmol 鍵長鍵長/pm/pm 熔點熔點/硬度硬度金剛石金剛石（c cc c）348348154154355035501010晶體硅晶體硅（sisisisi）226226234234141514157 7碳化硅碳化硅（c csisi）301301184184260026009 9（4 4）對照三種原子晶體的鍵長、鍵能數(shù)據(jù)，體會影）對照三種原子晶體的鍵長、鍵能數(shù)據(jù)，體會影響原子晶體熔點和硬度大小的因素響原子晶體熔點和硬度大小的因素石墨的晶體結(jié)

13、構(gòu)石墨的晶體結(jié)構(gòu) 石墨晶體是石墨晶體是層狀結(jié)構(gòu)層狀結(jié)構(gòu)，在每一層內(nèi)，碳，在每一層內(nèi)，碳原子排成六邊形，每個碳原子都與其他原子排成六邊形，每個碳原子都與其他3 3個個碳原子以共價鍵結(jié)合，形成平面的網(wǎng)狀碳原子以共價鍵結(jié)合，形成平面的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。在層與層之間，是以分子間作用力結(jié)構(gòu)。在層與層之間，是以分子間作用力相結(jié)合的。由于同一層的碳原子間以較強相結(jié)合的。由于同一層的碳原子間以較強的共價鍵結(jié)合，使石墨的熔點很高。但由的共價鍵結(jié)合，使石墨的熔點很高。但由于層與層之間的分子間作用力較弱，容易于層與層之間的分子間作用力較弱，容易滑動，使石墨的硬度很小。像石墨這樣的滑動，使石墨的硬度很小。像石墨這樣的晶體一般

14、稱為晶體一般稱為過渡型晶體或混合型晶體過渡型晶體或混合型晶體。 (1)(1)層狀結(jié)構(gòu)層狀結(jié)構(gòu), ,最小碳環(huán)為平面正六邊形最小碳環(huán)為平面正六邊形, ,即為六即為六元環(huán)元環(huán)( (在同一平面上在同一平面上) )。 (2)(2)每個碳原子為每個碳原子為3 3個六元環(huán)所共有個六元環(huán)所共有, ,每個每個c-cc-c鍵為鍵為2 2個六元環(huán)所共有。個六元環(huán)所共有。 (3)(3)每個六元環(huán)中平均含有碳原子每個六元環(huán)中平均含有碳原子=6=61/3=21/3=2 每個六元環(huán)中平均含有每個六元環(huán)中平均含有c-cc-c鍵鍵 =6=61/2=31/2=3 即碳原子數(shù)即碳原子數(shù):c-c:c-c鍵鍵數(shù)鍵鍵數(shù) =2:3 =2:

15、3 小結(jié)：小結(jié)：金剛石與石墨的比較金剛石與石墨的比較比較內(nèi)容比較內(nèi)容金剛石金剛石石墨石墨晶體形狀晶體形狀晶體中的成鍵作用晶體中的成鍵作用力力最小碳環(huán)和個數(shù)最小碳環(huán)和個數(shù)碳原子成鍵數(shù)碳原子成鍵數(shù)每個環(huán)節(jié)鍵的平均每個環(huán)節(jié)鍵的平均數(shù)與計算方法數(shù)與計算方法每個環(huán)節(jié)原子的平每個環(huán)節(jié)原子的平均數(shù)與計算方法均數(shù)與計算方法正四面體空間網(wǎng)正四面體空間網(wǎng)狀狀正六邊形平面層正六邊形平面層狀狀共價鍵共價鍵共價鍵與范德華力共價鍵與范德華力6 6個原子不同面?zhèn)€原子不同面6 6個原子同面?zhèn)€原子同面4 43 36 61/6=11/6=16 61/2=31/2=36 61/12=1/21/12=1/26 61/3=21/3=2 仔細(xì)觀察左邊的示意圖后，回答下列問題：仔細(xì)觀察左邊的示意圖后，回答下列問題：金金剛石與石墨的熔點均很高，那么二者熔點剛石與石墨的熔點均很高，那么二者熔點是否相同？為什么？若不相同，哪種更高是否相同？為什么？若不相同，哪種更高一些？一些？1.5510-10m1.4210-10m 晶體硅（晶體硅（sisi） 、金剛沙（、金剛沙（sicsic）