共價(jià)鍵原子晶體

關(guān)于共價(jià)鍵原子晶體第一頁，共四十二頁，2022年，8月28日一、共價(jià)鍵第二頁，共四十二頁，2022年，8月28日共價(jià)鍵1、定義：2、成鍵微粒：3、成鍵本質(zhì)：4、成鍵元素：5、存在范圍：6、表示方法：原子之間通過共用電子對(duì)所形成的相互作用。原子原子間通過共用電子對(duì)所產(chǎn)生的強(qiáng)烈的相互作用。一般非金屬之間部分金屬與非金屬之間非金屬單質(zhì)(H2、O2)、共價(jià)化合物(NH3、CH4、H2O)、離子化合物(NaOH、NH4Cl)電子式、結(jié)構(gòu)式不穩(wěn)定要趨于穩(wěn)定；體系能量降低7、成鍵原因：第三頁，共四十二頁，2022年，8月28日a、電子式：b、結(jié)構(gòu)式：共價(jià)鍵的表示方法

H-HH-ClNN

第四頁，共四十二頁，2022年，8月28日共價(jià)鍵的形成交流與討論：兩個(gè)氫原子如何形成氫分子?（1）氫原子電子排布式：（2）基態(tài)氫原子軌道表示式：（3）原子之間形成共價(jià)鍵的原因：原子軌道填滿電子，且電子自旋相反，體系能量最底，最穩(wěn)定。第五頁，共四十二頁，2022年，8月28日vr0V：勢(shì)能

r：核間距兩個(gè)核外電子自旋方向相反的氫原子靠近第六頁，共四十二頁，2022年，8月28日r0vr0r0V：勢(shì)能r：核間距第七頁，共四十二頁，2022年，8月28日r0vr0r0V：勢(shì)能r：核間距第八頁，共四十二頁，2022年，8月28日r0vr0r0V：勢(shì)能r：核間距第九頁，共四十二頁，2022年，8月28日vr0V：勢(shì)能r：核間距

兩個(gè)核外電子自旋方向相同的氫原子靠近第十頁，共四十二頁，2022年，8月28日氫氣分子形成過程的能量變化

相距很遠(yuǎn)的兩個(gè)核外電子自旋方向相反的氫原子相互逐漸接近,在這一過程中體系能量將先變小后變，成鍵后能量達(dá)到最低，形成穩(wěn)定的氫氣分子。兩個(gè)自旋方向相同的電子不能配對(duì)成鍵。從核間距和成鍵電子的自旋方向來觀察能量的變化情況。第十一頁，共四十二頁，2022年，8月28日1、共價(jià)鍵的形成條件A、兩原子電負(fù)性

或

。B、一般成鍵原子有

電子。且自旋方向相反C、成鍵原子的原子軌道在空間

。一、共價(jià)鍵的形成相同之差小于1.7未成對(duì)重疊第十二頁，共四十二頁，2022年，8月28日2、共價(jià)鍵的本質(zhì)

成鍵原子相互接近時(shí)，原子軌道發(fā)生

，自旋方向

的

電子形成

，兩原子核間的電子密度

，體系的能量

。重疊相反未成對(duì)共用電子對(duì)增加降低第十三頁，共四十二頁，2022年，8月28日3、共價(jià)鍵的特征（1）具有飽和性在成鍵過程中,每種元素的原子有幾個(gè)未成對(duì)電子通常就只能形成幾個(gè)共價(jià)鍵，所以在共價(jià)分子中每個(gè)原子形成共價(jià)鍵數(shù)目是一定的。形成的共價(jià)鍵數(shù)

未成對(duì)電子數(shù)第十四頁，共四十二頁，2022年，8月28日（2）具有方向性在形成共價(jià)鍵時(shí)，兩個(gè)參與成鍵的原子軌道總是盡可能沿著電子出現(xiàn)機(jī)會(huì)最大的方向重疊成鍵，而且原子軌道重疊越多，電子在兩核間出現(xiàn)的機(jī)會(huì)越多，體系的能量下降也就越多，形成的共價(jià)鍵越牢固。因此，一個(gè)原子與周圍的原子形成的共價(jià)鍵就表現(xiàn)出方向性（s軌道與s軌道重疊形成的共價(jià)鍵無方向性，例外）。第十五頁，共四十二頁，2022年，8月28日4、共價(jià)鍵的類型——σ鍵和π鍵

S軌道和p軌道形成穩(wěn)定共價(jià)鍵的幾種重疊方式第十六頁，共四十二頁，2022年，8月28日H·+H·H:H相互靠攏s—sσ鍵（1）頭碰頭重疊——σ鍵第十七頁，共四十二頁，2022年，8月28日p—p

σ鍵+Cl·+·ClCl

Cl··························第十八頁，共四十二頁，2022年，8月28日H·+·ClHCl··············p—sσ鍵第十九頁，共四十二頁，2022年，8月28日（2）π鍵：原子軌道以“肩并肩”方式相互重疊導(dǎo)致電子在核間出現(xiàn)的概率增大而形成的共價(jià)鍵第二十頁，共四十二頁，2022年，8月28日σ鍵的類型π鍵的類型s—s(σ鍵)p—p

(σ鍵)s—p(σ鍵)p—p

(π鍵)p—p(π鍵)第二十一頁，共四十二頁，2022年，8月28日氮分子中原子軌道重疊方式示意圖第二十二頁，共四十二頁，2022年，8月28日【歸納】σ鍵與π鍵的對(duì)比“頭碰頭”“肩并肩”沿鍵軸的方向與軌道對(duì)稱軸相互平行的方向軸對(duì)稱鏡面對(duì)稱重疊程度較大，比較牢固重疊程度較小，較易斷裂共價(jià)單鍵為σ鍵；共價(jià)雙鍵中有一個(gè)σ鍵，另一個(gè)是π鍵。共價(jià)三鍵由一個(gè)σ鍵和兩個(gè)π鍵組成。第二十三頁，共四十二頁，2022年，8月28日乙烷：

個(gè)σ鍵乙烯：

個(gè)σ鍵

個(gè)π鍵乙炔：

個(gè)σ鍵

個(gè)π鍵75132第二十四頁，共四十二頁，2022年，8月28日相同不發(fā)生相同不同發(fā)生不同按鍵的極性分：極性鍵與非極性鍵1、非極性鍵：兩個(gè)成鍵原子吸引電子的能力

（電負(fù)性

），共用電子對(duì)

偏移的共價(jià)鍵2、極性鍵：兩個(gè)成鍵原子吸引電子的能力

（電負(fù)性

），共用電子對(duì)

偏移的共價(jià)鍵一般情況下，兩個(gè)成鍵原子間的電負(fù)性差值越大，形成的共價(jià)鍵的極性越強(qiáng)第二十五頁，共四十二頁，2022年，8月28日

﹕HN

﹕﹕

﹕H

HH－N

→HH

H

氮原子有孤對(duì)電子，氫離子有空軌道。氨分子中各原子均達(dá)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，為什么還能與氫離子結(jié)合？H+＋→

﹕HNH

﹕﹕

﹕H

H＋＋或第二十六頁，共四十二頁，2022年，8月28日3、配位鍵由一個(gè)原子提供一對(duì)電子與另一個(gè)接受電子對(duì)的原子形成共價(jià)鍵，這樣的共價(jià)鍵成為配位鍵銨根離子和水合氫離子等是通過配位鍵形成的。

﹕HO

﹕﹕

﹕H＋H+→

﹕HOH

﹕﹕

﹕H＋第二十七頁，共四十二頁，2022年，8月28日本節(jié)總結(jié)：離子鍵→離子化合物極性鍵非極性鍵配位鍵共價(jià)分子單質(zhì)化合物化學(xué)鍵共價(jià)鍵成鍵方式鍵的極性σ鍵π鍵第二十八頁，共四十二頁，2022年，8月28日二、原子晶體第二十九頁，共四十二頁，2022年，8月28日金剛石具有很高的熔、沸點(diǎn)和很大的硬度。你能結(jié)合金剛石晶體的結(jié)構(gòu)示意圖解釋其中的原因嗎？由于金剛石晶體中所有原子都是通過共價(jià)鍵結(jié)合的，而共價(jià)鍵的鍵能大，如C－C鍵的鍵能為348kJ·mol-1。所以金剛石晶體熔、沸點(diǎn)很高，硬度很大。第三十頁，共四十二頁，2022年，8月28日二.原子晶體相鄰

間通過

結(jié)合而成的具有

結(jié)構(gòu)的晶體2、組成微粒:3、微粒間作用力:知識(shí)回顧1、定義：共價(jià)鍵空間網(wǎng)狀原子原子共價(jià)鍵第三十一頁，共四十二頁，2022年，8月28日常見的原子晶體某些非金屬單質(zhì)：

金剛石（C）、晶體硅(Si)、晶體硼（B）等某些非金屬化合物：

碳化硅（SiC）晶體、氮化硼（BN）晶體某些氧化物：

二氧化硅（SiO2）晶體第三十二頁，共四十二頁，2022年，8月28日4、原子晶體的特點(diǎn)①、晶體中

單個(gè)分子存在；化學(xué)式只代表

。沒有原子個(gè)數(shù)之比②、熔、沸點(diǎn)

；硬度

；

溶于一般溶劑；

導(dǎo)電。很高很大難不第三十三頁，共四十二頁，2022年，8月28日5、影響原子晶體熔沸點(diǎn)、硬度大小的因素：共價(jià)鍵的強(qiáng)弱鍵長的大小一般形成共價(jià)鍵的兩原子半徑越小鍵長越小，鍵能越

，原子晶體的熔沸點(diǎn)越

，硬度越

。大高大第三十四頁，共四十二頁，2022年，8月28日正四面體金剛石的晶體結(jié)構(gòu)模型最小環(huán)為六元環(huán)在金剛石晶胞中占有的碳原子數(shù):8×1/8+6×1/2+4=8第三十五頁，共四十二頁，2022年，8月28日1．在金剛石晶體中每個(gè)碳原子周圍緊鄰的碳原子有

個(gè)2．在金剛石晶體中每個(gè)碳原子形成

共價(jià)鍵3.在金剛石晶體中最小碳環(huán)由

碳原子來組成4.每個(gè)碳原子可形成

個(gè)六元環(huán),每個(gè)C-C鍵可以形成

個(gè)六元環(huán)。

5．在金剛石晶體中碳原子個(gè)數(shù)與C－C共價(jià)鍵個(gè)數(shù)之比是

６.在金剛石晶胞中占有的碳原子數(shù)

4個(gè)1︰

26個(gè)48個(gè)６12小結(jié)：第三十六頁，共四十二頁，2022年，8月28日180o109o28′SiO共價(jià)鍵二氧化硅的晶體結(jié)構(gòu)第三十七頁，共四十二頁，2022年，8月28日1.在SiO2晶體中，每個(gè)硅原子與

個(gè)氧原子結(jié)合；每個(gè)氧原子與

個(gè)硅原子結(jié)合；在SiO2晶體中硅原子與氧原子個(gè)數(shù)之比是

。2.在SiO2晶體中，每個(gè)硅原子形成

個(gè)共價(jià)鍵；每個(gè)氧原子形成

個(gè)共價(jià)鍵；3.在SiO2

晶體中，最小環(huán)為

元環(huán)。21：24421：41：2124.每個(gè)十二元環(huán)中平均含有硅原子

=6×1/12=1/2

硅原子個(gè)數(shù)與Si－O共價(jià)鍵個(gè)數(shù)之是

；氧原子個(gè)數(shù)與Si－O共價(jià)鍵個(gè)數(shù)之比是

。每個(gè)十二元環(huán)中平均含有Si－O鍵=12×1/6=2

小結(jié)：第三十八頁，共四十二頁，2022年，8月28日石墨的晶體結(jié)構(gòu)模型第三十九頁，共四十二頁，2022年，8月28日石墨的晶體結(jié)構(gòu)石墨晶體是層狀結(jié)構(gòu)，在每一層內(nèi)，碳原子排成六邊形，每個(gè)碳原子都與其他3個(gè)碳原子以共價(jià)鍵結(jié)合，形成平面的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。在層與層之間，是以分子間作用力相結(jié)合的。由于同一層的碳原子間以較強(qiáng)的共價(jià)鍵結(jié)合，使石墨的熔點(diǎn)很高。但由于層與層之間的分子間作用力較弱，容易滑動(dòng)，使石墨的硬度很小。像石墨這樣的晶體一般稱為過