第1节共价键--学生

第一节第一节共价键共价键 学习目标：1.了解 σ 键和 π 键，了解共价键成键规律和 σ 键、π 键的形成过 程。2.理解键能、键长、键角等键参数的概念。(重点) 3．能应用键参数——键能、键长、键角说明简单分子的结构和性质。(重难 点)4.了解等电子原理，能够判断简单的等电子体。 [自 主 预 习·探 新 知] 1．共价键 (1)概念：原子间通过共用电子对形成的化学键 (2) (3)类型 ①σ 键 形成 s-s 型 类 型 p -p 型 s-p 型 成键原子的 s 轨道或 p 轨道“头碰头”重叠而形成 ①以形成化学键的两原子核的连线为轴作旋转操作，共 价键电子云的图形不变，这种特征称为轴对称。 ②σ 键的强度较大。 特征 ②π 键 形成 p-p 型 1 由两个原子的 p 轨道“肩并肩”重叠形成的 ①每个 π 键的电子云由两块组成，分别位于由两原子核构成 特征 平面的两侧，如果以它们之间包含原子核的平面为镜面，它 们互为镜像，这种特征称为镜面对称。②π 键不能旋转，不 如 σ 键牢固，较易断裂 2．键参数——键能、键长与键角 (1)键能、键长与键角的概念和特点 键参数 键能 概念特点 气态基态原子形成 1 mol 化学键能越大，键越稳定，越不易 键释放的最低能量 形成共价键的两个原子之间 的核间距 两个共价键之间的夹角 被打断 键长越短，键能越大，键越稳 定 表明共价键有方向性，决定分 子的立体结构 键长 键角 (2)键能、键长和键角对分子性质的影响 微点拨：所有化学键都有饱和性，但不一定都有方向性。 3．等电子原理 (1)等电子原理：原子总数相同、价电子总数相同的分子具有相似的化学键 特征，它们的许多性质是相近的。 (2)等电子体：满足等电子原理的分子称为等电子体。如 CO 和 N2具有相同 的原子总数和相同的价电子总数，属于等电子体，它们的许多性质相似。 [基础自测] 1．判断对错(对的在括号内打√，错的在括号内打×) (1)原子轨道在空间都具有方向性() (2)σ 键是轴对称而 π 键是镜像对称() (3)键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关() (4)键能越大，键长越长，共价化合物越稳定() 2 2．下列不属于共价键成键因素的是() A．共用电子对在两原子核之间高概率出现 B．共用的电子必须配对 C．成键后体系能量降低，趋于稳定 D．两原子核体积大小要适中 3．如图是氢原子的电子云重叠示意图。以下说法中错误的是() A．图中电子云重叠意味着电子在核间出现的概率增大 B．氢原子核外的 s 轨道重叠形成共价键 C．氢原子的核外电子呈云雾状，在两核间分布得浓一些，将两核吸引 D．氢原子之间形成 s－s σ 键 [合 作 探 究·攻 重 难] 共价键的类型 1．共价键的类型 分类标准 共用电子对数 共用电子对的偏移程度 原子轨道重叠方式 2．σ 键与 π 键的比较 共价键类型 电子云重叠方式 σ 键 沿键轴方向相对重叠 π 键 沿键轴方向平行重叠 类型 单键、双键、三键 极性键、非极性键 σ 键、π 键 电子云重叠部位两原子核之间，在键轴处键轴上方和下方，键轴处为零 电子云重叠程度 键的强度 化学活泼性 成键规律 大 较大 不活泼 小 较小 活泼 共价单键是 σ 键；双键中一个是 σ 键，一个是 π 键；三键 中一个是 σ 键，两个是 π 键 3 1共价分子中不一定含有 σ 键，如稀有气体分子中不含有化学键。 2共价分子中不一定含有 π 键，只有分子中含有双键或三键时，才含有 π 键。 3并不是所有的原子轨道都能形成 π 键， 只有 p 能级的原子轨道才能形成 π 键。 [对点训练] 1．下列模型分别表示 C2H2、S8、SF6的结构，下列说法错误的是() A．32 g S8分子中含有 0.125 mol σ 键 B．SF6是由极性键构成的非极性分子 C．1 mol C2H2分子中有 3 mol σ 键和 2 mol π 键 D．1 mol S8中含有 8 mol S—S 键 键参数及其应用 1．键参数与分子性质的关系 (1)共价键强弱的判断。 ①由原子半径和共用电子对数判断。 一般来说，形成共价键的两原子半径之和越小，共用电子对数越多，则共价 键越牢固，含有该共价键的分子越稳定。 如 HF、HCl、HBr、HI 中，分子的共用电子对数相同(1 对)，因F、Cl、Br、 I 的原子半径依次增大， 故共价键牢固程度 H—F＞H—Cl＞H—Br＞H—I， 因此， 稳定性 HF＞HCl＞HBr＞HI。 ②由键能判断。 共价键的键能越大，表示破坏共价键消耗的能量越多，则共价键越牢固。 (2)分子立体结构的判断。 键长和键角是描述分子立体构型的参数。 一般来说，如果知道分子中的键长 和键角，这个分子的几何构型就确定了。如 NH3分子的 H—N—H 键角是 107°， N—H 键的键长是 101 pm，就可以断定 NH3分子是三角锥形分子。如图： 4 2．共价键的键能与化学反应的能量变化 (1)化学反应过程中，旧键断裂吸收的总能量大于新键形成所放出的总能量， 则反应为吸热反应， 吸热反应使反应体系的能量增加， 故规定反应的热量变化 ΔH 为“＋”。 化学反应过程中， 旧键断裂所吸收的总能量小于新键形成放出的总能量，则 反应为放热反应，放热反应使反应体系的能量降低，故规定反应的热量变化 ΔH 为“－”。 (2)利用键能计算反应的热量变化：ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能 总和。 [对点训练] 2．下列说法中正确的是() A．在分子中，两个原子间的距离叫键长 B．非极性键的键能大于极性键的键能 C．键能越大，表示该分子越容易受热分解 D．H—Cl 的键能为 431.8 kJ·mol－1，H—I 的键能为 298.7 kJ·mol－1，这可说 明 HCl 分子比 HI 分子稳定 1键长和键角共同决定分子的空间结构。 2键长不是成键两原子的原子半径之和，而是小于其半径之和。 3键能越大，一般键长越短，分子越稳定。 等电子体的判断与应用 1．判断方法 原子总数相同，价电子总数相同的粒子。 2．一些常见的等电子体 5 类型 双原子 10 电子 三原子 16 电子 三原子 18 电子 四原子 24 电子 实例 －－N2、CO、NO＋、C2 2 、CN 空间构型 直线形 直线形 V 形 平面三角形 CO2、CS2、N2O、NCO－、 NO2、N3、NCS 、BeCl2(g) NO－ 2 、O3、SO2 2－3－ NO－ 3 、CO3、BO3、BF3、 ＋－－ SO3(g) 2－ SiF4、CCl4、BF－ 4 、SO4、 －PO3 4 五原子 32 电子 七原子 48 电子 3．应用 四个 σ 键，正四面体形 六个 σ 键，正八面体形 2－3－ SF6、PF－ 6 、SiF6、AlF6 等电子体的许多性质是相近的，空间构型是相同的。利用等电子体可以 (1)判断一些简单分子或离子的立体构型； (2)利用等电子体在性质上的相似性制造新材料； (3)利用等电子原理针对某物质找等电子体。 [对点训练] 3．根据等电子原理判断，下列各对粒子中互为等电子体的是() ①SO2与 O3②CO2与 N