《共價(jià)鍵原子晶體》PPT課件.ppt

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1、一、共價(jià)鍵,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(guò)共用電子對(duì)所形成的相互作用。,原子,原子間通過(guò)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：,a、電子式：,b、結(jié)構(gòu)式 ：,共價(jià)鍵的表示方法,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

2、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。,,,,,,v,r,0,,V：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,,,,,,,,,r0,,,,v,r,0,,,r0,V：勢(shì)能 r：核間距,,,,,,,,,,r0,,,,v,r,0,,,r0,V：勢(shì)能 r：核間距,,,,,,,,,,r0,,,,v,r,0,,,,r0,V：勢(shì)能 r：核間距,,,,,,v,r,0,,V：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,氫氣分子形成過(guò)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(guò)程中體系能量將先變小后變，成鍵后能量達(dá)到最低，

3、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(lái)觀察能量的變化情況。,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,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,3、共價(jià)鍵的特征,（1）具有飽和性 在成鍵過(guò)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

4、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。,（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?chē)脑有纬傻墓矁r(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(wú) 方向性，例外）。,4、共價(jià)鍵的類(lèi)型鍵和鍵,S軌道和p軌道形成穩(wěn)定共價(jià)鍵的幾種重疊方式,（1）頭碰頭重疊鍵,pp 鍵,,,,+,p s 鍵,（2）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,鍵的類(lèi)型,

5、鍵的類(lèi)型,ss(鍵),pp (鍵),sp(鍵),pp (鍵),pp(鍵),氮分子中原子軌道重疊方式示意圖,【歸納】鍵與鍵的對(duì)比,“頭碰頭”,“肩并肩”,沿鍵軸的方向,與軌道對(duì)稱(chēng)軸相互平行的方向,軸對(duì)稱(chēng),鏡面對(duì)稱(chēng),重疊程度較大，比較牢固,重疊程度較小，較易斷裂,共價(jià)單鍵為鍵； 共價(jià)雙鍵中有一個(gè)鍵，另一個(gè)是鍵。 共價(jià)三鍵由一個(gè)鍵和兩個(gè)鍵組成。,,,,,,乙烷： 個(gè)鍵 乙烯： 個(gè)鍵 個(gè)鍵 乙炔： 個(gè)鍵 個(gè)鍵,7,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,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),氮原子有孤對(duì)電子，氫離子有空軌道。,

6、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+,,,,,,,,,或,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(guò)配位鍵形成的。,,H+,,,,,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,鍵,鍵,二、原子晶體,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(guò)共價(jià)鍵結(jié)合的，而共價(jià)鍵的鍵能大，如CC鍵的鍵能為348kJmol-1。所以金剛石晶體

7、熔、沸點(diǎn)很高，硬度很大。,二. 原子晶體,相鄰 間通過(guò) 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,常見(jiàn)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,4、 原子晶體的特點(diǎn),、晶體中 單個(gè)分子存在；化學(xué)式只代表 。,沒(méi) 有,原子個(gè)數(shù)之比,、熔、沸點(diǎn) ；硬度 ； 溶于一般溶劑； 導(dǎo)電。,很 高,很 大,難,不,5、 影響原子晶體熔沸點(diǎn)、硬度大小的因素：,

8、,共價(jià)鍵的強(qiáng)弱,鍵長(zhǎng)的大小,一般形成共價(jià)鍵的兩原子半徑越小鍵長(zhǎng)越小，鍵能越 ，原子晶體的熔沸點(diǎn)越 ，硬度越 。,,,大,高,大,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),,,81/8+61/2+4=8,,1在金剛石晶體中每個(gè)碳原子周?chē)o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(lái)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CC共價(jià)鍵個(gè)數(shù)之比是 .在金剛石晶胞中占有的碳原子數(shù),4個(gè),1 2,6個(gè),4,8個(gè),,,,12,小結(jié)：,,,180,,10928,,Si,,O,,共價(jià)鍵,二氧化硅的晶體

9、結(jié)構(gòu),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)。,2,1：2,4,4,2,1：4,1：2,12,4.每個(gè)十二元環(huán)中平均含有硅原子,=61/12=1/2,硅原子個(gè)數(shù)與SiO 共價(jià)鍵個(gè)數(shù)之是 ；氧原子個(gè)數(shù)與SiO 共價(jià)鍵個(gè)數(shù)之比是 。,每個(gè)十二元環(huán)中平均含有SiO鍵,=121/6=2,小結(jié)：,,,石墨的晶體結(jié)構(gòu)模型,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(chēng)為過(guò)渡型晶體或混合型晶體。,(1)層狀結(jié)構(gòu),最小碳環(huán)為平面正六邊形,即為六元環(huán)(在同一平面上)。,(2)每個(gè)碳原子為3個(gè)六元環(huán)所共有,每個(gè)C-C鍵為2個(gè)六元環(huán)所共有。,(3)每個(gè)六元環(huán)中平均含有碳原子,=61/3=2,每個(gè)六元環(huán)中平均含有C-C鍵,=61/2=3,即碳原子數(shù):C-C鍵鍵數(shù),=2:3,小結(jié)：,