共價鍵課件-新人教選修

共價鍵：化學(xué)鍵的奧秘在化學(xué)反應(yīng)中,原子之間如何形成牢固的相互作用被稱為化學(xué)鍵。共價鍵是最常見的鍵類型之一,它揭示了原子如何通過共享電子來達(dá)成化學(xué)平衡。讓我們深入探討共價鍵的奧秘。課程目標(biāo)掌握共價鍵的定義了解共價鍵的形成過程和特點(diǎn),為后續(xù)的課程奠定基礎(chǔ)。理解單鍵和多鍵學(xué)習(xí)如何通過電子式分析單鍵和多鍵的形成及其特點(diǎn)。區(qū)分不同類型共價鍵掌握非極性共價鍵、極性共價鍵以及它們與離子鍵的區(qū)別和聯(lián)系。探討共價鍵形成和斷裂了解共價鍵的形成過程,以及如何通過化學(xué)反應(yīng)破壞共價鍵。共價鍵的定義電子共享共價鍵是兩個相鄰原子之間通過共享電子而形成的化學(xué)鍵。這種鍵使兩個原子都能達(dá)到穩(wěn)定的電子構(gòu)型。原子相互吸引共價鍵是由兩個原子的原子核對彼此的價電子產(chǎn)生的相互吸引力形成的。這種結(jié)合使得兩個原子都能夠達(dá)到穩(wěn)定的電子層結(jié)構(gòu)。分子的形成共價鍵的形成使得兩個原子結(jié)合成為一個穩(wěn)定的分子。這種鍵的形成是化學(xué)反應(yīng)中常見的一種方式。共價鍵的形成1電子對共享原子間通過電子對共享而結(jié)合2電子云重疊電子云相互重疊以降低勢能3兩原子靠近原子間距離縮短使電子對形成共價鍵的形成需要兩個原子通過電子對共享結(jié)合在一起。這樣可以使電子云相互重疊,降低兩個原子的總勢能。在此過程中,原子間距會逐漸縮短,直至電子對穩(wěn)定形成共價鍵。共價鍵的特點(diǎn)1強(qiáng)度高共價鍵由兩個原子共享電子而形成,鍵合力強(qiáng),能量大,能抵抗外力作用。2方向性強(qiáng)共價鍵的方向性很強(qiáng),成鍵原子的位置受到限制,具有特定的取向。3熱穩(wěn)定性強(qiáng)共價鍵由于鍵能大,能耐受較高的溫度而不會斷裂。4導(dǎo)電性差共價鍵物質(zhì)中沒有自由移動的電子,導(dǎo)電性較差。單鍵和多鍵單鍵單鍵是指兩個原子之間只有一對共享電子形成的共價鍵。單鍵相對較弱,但是在很多分子中起著重要的穩(wěn)定作用。多鍵多鍵是指兩個原子之間有兩對或三對共享電子形成的共價鍵。多鍵相對較強(qiáng),能提高分子的穩(wěn)定性和反應(yīng)活性。單鍵的電子式單鍵是由兩個原子之間通過共享一對電子而形成的化學(xué)鍵。每個參與形成共價鍵的原子都為外層電子提供一個電子，這樣每個原子都可以獲得滿足穩(wěn)定電子構(gòu)型的八個價電子。單鍵的電子示意圖可表示為兩個參與原子各貢獻(xiàn)一個電子對,形成穩(wěn)定的八電子結(jié)構(gòu)。這種電子配對方式可以穩(wěn)定化學(xué)鍵,使化合物更加穩(wěn)定。多鍵的電子式與單鍵相比，多鍵具有更復(fù)雜的電子式。每個原子都提供參與鍵合的電子,共同形成多重共價鍵。多鍵的鍵程較短,鍵能較高,分子更穩(wěn)定。常見的多鍵包括雙鍵和三鍵。參考價電子數(shù)氫氮碳氧氟參考價電子數(shù)是指元素在中性狀態(tài)下價電子的數(shù)目。這個數(shù)值對于元素的化學(xué)性質(zhì)和化合方式非常重要。非極性共價鍵對稱性非極性共價鍵中,束縛電子對在兩個原子之間的分布是對稱的,不會形成偶極矩。電荷分布兩個原子間的電子云密度相等,電荷均勻分布,不會形成局部電荷。極性強(qiáng)度由于電負(fù)性差異小,共價鍵的極性強(qiáng)度較弱,可以視為非極性鍵。極性共價鍵電子不對稱分布極性共價鍵中,兩原子之間的共享電子呈現(xiàn)不對稱分布,導(dǎo)致了分子間存在正負(fù)電性差異。局部電荷分布這種電子分布不平衡會在分子中形成局部正電荷和負(fù)電荷區(qū)域,引起分子內(nèi)的偶極矩?；瘜W(xué)活性增強(qiáng)極性共價鍵帶來的局部電荷差異,使得分子更容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)和相互作用。離子鍵與共價鍵的區(qū)別形成方式離子鍵是通過電子的完全轉(zhuǎn)移形成的,而共價鍵是通過電子的共享形成的。鍵能強(qiáng)度離子鍵通常比共價鍵更強(qiáng),因?yàn)殡娮油耆D(zhuǎn)移產(chǎn)生了離子間的強(qiáng)庫侖引力。導(dǎo)電性離子化合物通常具有良好導(dǎo)電性,而共價化合物通常為絕緣體。熔沸點(diǎn)離子化合物的熔沸點(diǎn)一般較高,而共價化合物的熔沸點(diǎn)較低。離子鍵與共價鍵的聯(lián)系電荷轉(zhuǎn)移離子鍵和共價鍵均涉及電子在原子或分子間的轉(zhuǎn)移,形成電荷分離或電荷共享。鍵的極性離子鍵具有明顯的極性,而共價鍵可以是極性或非極性的,取決于成鍵原子的電負(fù)性差異。鍵的強(qiáng)度一般來說,離子鍵比共價鍵更強(qiáng),但共價鍵也可以通過多鍵形成而增強(qiáng)。離子鍵和共價鍵雖然成鍵機(jī)制不同,但二者之間存在密切聯(lián)系。它們都涉及原子間電子的轉(zhuǎn)移和重新分配,反映了化學(xué)鍵的本質(zhì)。同時,兩種鍵能夠相互轉(zhuǎn)化,共同決定著物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)。分子間共價鍵的形成1分子間接近當(dāng)兩個分子彼此靠近時,分子中的原子會發(fā)生相互作用。當(dāng)兩個原子的電子云重疊時,共價鍵就能在分子間形成。2電子云重疊當(dāng)兩個原子的電子云重疊時,它們共享電子從而形成穩(wěn)定的分子間共價鍵。這種重疊使分子之間能夠結(jié)合在一起。3分子結(jié)構(gòu)形成分子間共價鍵的形成使得兩個或多個分子結(jié)合成為一個更大的分子結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定和牢固。分子間共價鍵的特點(diǎn)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定分子間共價鍵是通過電子偶對的共享而形成的強(qiáng)化學(xué)鍵,具有較高的結(jié)合能,使得分子結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定。影響物理化學(xué)性質(zhì)分子間共價鍵的形成決定了材料的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、導(dǎo)電性等重要物理化學(xué)性質(zhì)。易于斷裂分子間共價鍵相比共價鍵內(nèi)部更容易被破壞,當(dāng)外界施加足夠的能量時就會斷裂。金屬鍵的特點(diǎn)高導(dǎo)電性金屬鍵使金屬具有高度的自由電子,能夠輕易地導(dǎo)電傳導(dǎo)電流。這使金屬成為優(yōu)良的導(dǎo)電材料。高熱導(dǎo)性金屬鍵讓金屬原子之間的振動更強(qiáng),能夠較好地傳導(dǎo)熱量,使金屬具有優(yōu)良的導(dǎo)熱性能。高強(qiáng)度和韌性金屬鍵使金屬原子之間結(jié)合緊密,形成堅固的晶體結(jié)構(gòu),使金屬具有很高的機(jī)械強(qiáng)度和韌性。高熔點(diǎn)和沸點(diǎn)金屬鍵強(qiáng)度高,需要大量能量才能打斷,因此金屬通常具有很高的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)。金屬鍵的形成1價電子金屬原子具有可以自由移動的價電子2電子云價電子形成了一個均勻分布的電子云3原子核排列金屬原子核按有序方式排列形成晶體結(jié)構(gòu)金屬鍵是由金屬原子的價電子共同形成的鍵合。這些可自由移動的價電子形成了一個均勻分布的電子云，而金屬原子核則按有序方式排列形成晶體結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)使得金屬具有良好的導(dǎo)電性、延展性和抗壓性。金屬鍵與共價鍵的區(qū)別金屬鍵金屬鍵是由金屬原子中的自由電子組成的鍵,具有高導(dǎo)電性和熱傳導(dǎo)性。金屬鍵沒有方向性,金屬原子間的距離可以自由變化。共價鍵共價鍵是由兩個原子共享電子形成的鍵,具有定向性和高強(qiáng)度。共價鍵的形成需要滿足八個電子規(guī)則,電子分布有限。共價鍵的斷裂1熱量影響加熱可以打破共價鍵,使原子分離。高溫可以克服鍵能,使共價鍵斷裂。2輻射作用強(qiáng)大的輻射也能夠提供足夠的能量,使共價鍵斷裂,原子分離。3化學(xué)反應(yīng)在化學(xué)反應(yīng)中,新的相互作用力可以打破原有的共價鍵,使其斷裂。4機(jī)械力作用外力的作用也可以克服共價鍵的強(qiáng)度,導(dǎo)致鍵的斷裂。共價鍵的形成過程原子接近兩個原子在一定條件下(如高溫、電離等)會靠近彼此。電子共享原子的價電子被共享以達(dá)到穩(wěn)定的電子構(gòu)型。鍵長形成共享電子在兩個原子核之間形成一定的距離,即鍵長。鍵能釋放形成共價鍵時會釋放出一定的能量,即鍵能。共價鍵的破壞熱量的影響過大的熱量會使共價鍵里的原子對和價電子振動劇烈,甚至達(dá)到破壞鍵合的程度,從而導(dǎo)致化合物分解。輻射的影響強(qiáng)烈的輻射能量可以破壞分子內(nèi)的共價鍵,從而引起化合物的分解。這是很多輻射化學(xué)反應(yīng)的基礎(chǔ)。腐蝕的影響化學(xué)腐蝕會導(dǎo)致金屬表面上的共價鍵斷裂,從而降低金屬的強(qiáng)度和耐久性。這需要對金屬進(jìn)行防腐處理。共價鍵對材料性質(zhì)的影響強(qiáng)度共價鍵由兩個原子之間的共享電子形成,使材料具有高度的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度。硬度對于許多共價鍵材料,如金剛石、碳化硅等,其高度的原子間結(jié)合力使其具有出色的硬度特性。高溫穩(wěn)定性共價鍵材料通常在高溫環(huán)境下也能保持良好的化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械性能,適用于高溫工作場合。絕緣性許多共價鍵材料如陶瓷具有優(yōu)異的絕緣性,可廣泛應(yīng)用于電子、電力等領(lǐng)域。單鍵與多鍵對材料性質(zhì)的影響鍵力大小單鍵的鍵力較弱,而多鍵的鍵力較強(qiáng),這影響了材料的強(qiáng)度和硬度。靈活性單鍵的材料較為柔軟靈活,而多鍵的材料較為剛硬脆性。熱穩(wěn)定性多鍵的材料通常具有更高的熔點(diǎn)和沸點(diǎn),熱穩(wěn)定性更強(qiáng)。共價鍵材料的應(yīng)用電子元器件共價鍵材料廣泛應(yīng)用于電子電路中的半導(dǎo)體器件、電容器、電阻器等。其優(yōu)良的導(dǎo)電和絕緣性能確保了電子產(chǎn)品的性能和可靠性。建筑材料高強(qiáng)度和高硬度的共價鍵材料如鉆石、石英被廣泛用于工程建筑中。它們是理想的結(jié)構(gòu)材料,能夠承受高壓和耐磨損。醫(yī)療器械一些生物相容性好、耐腐蝕的共價鍵材料被用于制造人工關(guān)節(jié)、義肢等醫(yī)療器械,為患者提供長期可靠的服務(wù)。金屬鍵材料的應(yīng)用1電子設(shè)備金屬材料的優(yōu)異導(dǎo)電性使其廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備的制造,如電路板、電線電纜、電池等。2建筑結(jié)構(gòu)金屬材料的強(qiáng)度和韌性使其成為建筑工程的理想材料,用于制造鋼結(jié)構(gòu)、管材等。3交通工具金屬材料廣泛應(yīng)用于汽車、飛機(jī)、船舶等交通工具的制造,為其提供結(jié)構(gòu)支撐和防護(hù)。4家用電器金屬材料優(yōu)異的導(dǎo)熱性和加工性使其成為家用電器如鍋碗瓢盆的理想選擇。離子鍵材料的應(yīng)用陶瓷材料離子鍵材料常被用于制造耐高溫、耐腐蝕的陶瓷制品,如瓷磚、保溫材料等,廣泛應(yīng)用于建筑、電子、航空航天等領(lǐng)域。電池與電器一些含有離子鍵結(jié)構(gòu)的材料可作為電池、電容器的電解質(zhì)或絕緣材料,提高電器設(shè)備的性能和可靠性。光學(xué)材料離子鍵材料如氧化物玻璃具有優(yōu)異的透光性和折射率,廣泛用于制造光學(xué)鏡片、光纖等光學(xué)器件。電磁材料部分離子鍵材料表現(xiàn)出優(yōu)異的電磁性能,可用于制造各種電磁元件和電磁屏蔽材料。各種鍵對應(yīng)用材料的影響共價鍵材料共價鍵材料通常具有高硬度、高耐熱性、化學(xué)穩(wěn)定性好等特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于刀具、建材等領(lǐng)域。離子鍵材料離子鍵材料通常具有高熔點(diǎn)、高硬度和絕緣性好等特點(diǎn),適用于電子陶瓷、耐火材料等領(lǐng)域。金屬鍵材料金屬鍵材料性能柔軟、延展性好,廣泛應(yīng)用于金屬結(jié)構(gòu)件、電導(dǎo)體等,是工業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的材料。主要內(nèi)容總結(jié)分子間共價鍵分子間通過共價鍵結(jié)合形成更復(fù)雜的分子結(jié)構(gòu),這種鍵結(jié)構(gòu)十分穩(wěn)定,能夠決定分子的形狀和性質(zhì)。金屬鍵特點(diǎn)金屬鍵的特點(diǎn)是能自由移動,使得金屬具有良好的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性,同時也賦予了金屬一定的延展性和韌性。離子鍵材料應(yīng)用具有離子鍵的材料常用于制造陶瓷、玻璃等硬質(zhì)耐腐蝕的材料,在工業(yè)和日常生活中廣泛使用。思考問題本課程涵蓋了共價鍵的定義、形成、特點(diǎn)以及與其他鍵類型的區(qū)別和聯(lián)系。在學(xué)習(xí)過程中，請思考以下問題:1.共價鍵是如何形成的?它有哪些