《第三單元 共價(jià)鍵、原子晶體.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《第三單元 共價(jià)鍵、原子晶體.ppt（65頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第三單元共價(jià)鍵、原子晶體一一、共價(jià)鍵共價(jià)鍵1 1、定義：、定義：原子間通過共用電子對(duì)所形成的的化學(xué)鍵。原子間通過共用電子對(duì)所形成的的化學(xué)鍵。2 2、特點(diǎn)、特點(diǎn) 成鍵微粒：成鍵微粒：原原 子子 成鍵本質(zhì)：成鍵本質(zhì)：共用電子對(duì)共用電子對(duì) 成鍵原因：成鍵原因：不穩(wěn)定要趨于穩(wěn)定；體系能量降低不穩(wěn)定要趨于穩(wěn)定；體系能量降低 成鍵的條件：成鍵的條件： （1）電負(fù)性相同或差值小電負(fù)性相同或差值小的非金屬原子之間的非金屬原子之間(或或金屬與非金屬原子之間金屬與非金屬原子之間)。 （2）原子最外層）原子最外層未達(dá)到飽和狀態(tài)未達(dá)到飽和狀態(tài),即原子即原子有有未成未成對(duì)對(duì)電子電子。 共價(jià)鍵具有共價(jià)鍵具有 ：飽和性、方
2、向性飽和性、方向性 存在范圍：存在范圍：非金屬單質(zhì)、共價(jià)化合物、離子化合物非金屬單質(zhì)、共價(jià)化合物、離子化合物(1)(1)非極性鍵：非極性鍵： 兩個(gè)成鍵原子吸引電子的能力兩個(gè)成鍵原子吸引電子的能力相同相同( (電負(fù)性電負(fù)性相同相同) )，共用電子對(duì)共用電子對(duì)不發(fā)生不發(fā)生偏移的共價(jià)鍵偏移的共價(jià)鍵(2)(2)極性鍵：極性鍵： 兩個(gè)成鍵原子吸引電子的能力兩個(gè)成鍵原子吸引電子的能力不同不同( (電負(fù)性電負(fù)性不同不同) )，共用電子對(duì)共用電子對(duì)發(fā)生發(fā)生偏移的共價(jià)鍵偏移的共價(jià)鍵3. 共價(jià)鍵的類型：共價(jià)鍵的類型：極性鍵和非極性鍵（極性鍵和非極性鍵（圖片投影圖片投影）(3)(3)一般情況下，同種元素的原子之間形
3、成一般情況下，同種元素的原子之間形成非極性非極性共共價(jià)鍵，不同種元素的原子之間形成價(jià)鍵，不同種元素的原子之間形成極性極性共價(jià)鍵。共價(jià)鍵。(4)(4)在極性共價(jià)鍵中，成鍵原子吸引電子能的差別越大，在極性共價(jià)鍵中，成鍵原子吸引電子能的差別越大，共用電子對(duì)的偏移程度共用電子對(duì)的偏移程度越大越大，共價(jià)鍵的極性，共價(jià)鍵的極性越大越大。交流討論1.下列分子中存在的共價(jià)鍵中，哪些是極性鍵，哪些下列分子中存在的共價(jià)鍵中，哪些是極性鍵，哪些是非極性鍵？是非極性鍵？2.下列共價(jià)鍵極性大小順序是下列共價(jià)鍵極性大小順序是 HF HCl HBr HINH鍵鍵 OH鍵鍵 HF鍵鍵N2、O2、F2、H2、H2O、HCl4、
4、共價(jià)鍵、及其形成過程表示方法、共價(jià)鍵、及其形成過程表示方法電子式、結(jié)構(gòu)式電子式、結(jié)構(gòu)式（1）寫出氨分子的電子式和結(jié)構(gòu)式。）寫出氨分子的電子式和結(jié)構(gòu)式。（2）用電子式表示）用電子式表示H和和N形成形成NH3的過程。的過程。注意：離子鍵也可用電子式表示其形成過程注意：離子鍵也可用電子式表示其形成過程 交流：交流：氨氣與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式和離子方程式。氨氣與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式和離子方程式。 NH3 + HCl = NH4Cl NH3 + H+ = NH4+ 氨分子中各原子均達(dá)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，為什么還能與氫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？離子結(jié)合？ 氮原子有孤對(duì)電子，氫離子有空軌道。
5、氮原子有孤對(duì)電子，氫離子有空軌道。共用電子對(duì)全部由氮原子提供。共用電子對(duì)全部由氮原子提供。配配 位位 鍵鍵 由一個(gè)原子提供孤對(duì)電子，另一個(gè)原子提供空軌由一個(gè)原子提供孤對(duì)電子，另一個(gè)原子提供空軌道形成的共價(jià)鍵稱配位鍵道形成的共價(jià)鍵稱配位鍵（是一種特殊的共價(jià)鍵）（是一種特殊的共價(jià)鍵）。氨根離子與水合氫離子等是通過配位鍵形成的。氨根離子與水合氫離子等是通過配位鍵形成的。配位鍵用配位鍵用“”表示，箭頭指向接受孤對(duì)電子的原子。表示，箭頭指向接受孤對(duì)電子的原子。銨根離子中的四個(gè)氮?dú)滏I完銨根離子中的四個(gè)氮?dú)滏I完全一樣全一樣(鍵長、鍵能相同鍵長、鍵能相同)非極性鍵、極性鍵與配位鍵的比較非極性鍵、極性鍵與配位鍵
6、的比較共共價(jià)價(jià)鍵鍵鍵鍵 型型特特 點(diǎn)點(diǎn)形成條件形成條件示示例例非極性鍵非極性鍵極性鍵極性鍵配位鍵配位鍵共用電子對(duì)不共用電子對(duì)不發(fā)生偏移發(fā)生偏移共用電子對(duì)共用電子對(duì)偏向一方原子偏向一方原子共用電子對(duì)共用電子對(duì)由一方提供由一方提供相同非金屬元素原相同非金屬元素原子的電子配對(duì)成鍵子的電子配對(duì)成鍵不同非金屬元素原不同非金屬元素原子的電子配對(duì)成鍵子的電子配對(duì)成鍵一方原子有孤電子對(duì)，另一方原子有孤電子對(duì)，另一方原子有價(jià)層空軌道一方原子有價(jià)層空軌道H H2 2HClHClNHNH4 4+ +5、共價(jià)鍵參數(shù)、共價(jià)鍵參數(shù)（1）鍵能鍵能 在在101kPa、298K條件下。條件下。1mol 氣態(tài)氣態(tài)AB分子生分子生
7、成氣態(tài)成氣態(tài)A原子和原子和B原子的過程所吸收的能量，稱為原子的過程所吸收的能量，稱為AB鍵共價(jià)鍵得鍵能。鍵共價(jià)鍵得鍵能。 如在如在101kPa、298K條件下。條件下。1mol氣態(tài)氣態(tài)H2生成生成氣態(tài)氣態(tài)H原子的過程所吸收的能量為原子的過程所吸收的能量為436kJ，則，則HH鍵鍵的鍵能為的鍵能為436kJmol-1 共價(jià)鍵的鍵能用來衡量共價(jià)鍵牢固程度，共價(jià)鍵共價(jià)鍵的鍵能用來衡量共價(jià)鍵牢固程度，共價(jià)鍵鍵能越大表示該共價(jià)鍵越牢固，即越不容易被破壞。鍵能越大表示該共價(jià)鍵越牢固，即越不容易被破壞。（2）鍵長鍵長：兩：兩原子核間原子核間的平均間距的平均間距 共價(jià)鍵的鍵能越大，兩原子核的平均間距共價(jià)鍵的鍵
8、能越大，兩原子核的平均間距鍵長越短。鍵長越短。（3）鍵角鍵角：相鄰共價(jià)鍵之間的夾角，：相鄰共價(jià)鍵之間的夾角，(共價(jià)鍵方向性共價(jià)鍵方向性)6 6、共價(jià)鍵強(qiáng)弱、共價(jià)鍵強(qiáng)弱鍵長（成鍵原子的核間距）鍵長（成鍵原子的核間距） 一般鍵長越一般鍵長越 ，鍵能越，鍵能越 ，共價(jià)鍵，共價(jià)鍵越越 ，分子就越，分子就越 。小小大大牢固牢固穩(wěn)定穩(wěn)定共價(jià)化合物：共價(jià)化合物：相鄰的原子相鄰的原子之間之間以共價(jià)鍵以共價(jià)鍵相連的化相連的化合物屬于共價(jià)化合物。如二氧化碳、水、甲烷等。合物屬于共價(jià)化合物。如二氧化碳、水、甲烷等。2 2鍵能大小與分子穩(wěn)定性的關(guān)系：鍵能大小與分子穩(wěn)定性的關(guān)系： 對(duì)結(jié)構(gòu)相似的分子，鍵長越短，鍵能越對(duì)結(jié)
9、構(gòu)相似的分子，鍵長越短，鍵能越 大，大， 分子越穩(wěn)定。分子越穩(wěn)定。1.1.影響共價(jià)鍵鍵能的主要因素影響共價(jià)鍵鍵能的主要因素（1 1）一般情況下，成鍵電子數(shù)越多，鍵長越短）一般情況下，成鍵電子數(shù)越多，鍵長越短 ，形，形 成的共價(jià)鍵越牢固，鍵能越大成的共價(jià)鍵越牢固，鍵能越大. .（2 2）在成鍵電子數(shù)相同，鍵長相近時(shí)，鍵的極性越）在成鍵電子數(shù)相同，鍵長相近時(shí)，鍵的極性越 大，鍵能越大大，鍵能越大. .小結(jié)：小結(jié)： 1.1.影響共價(jià)鍵強(qiáng)弱的因素影響共價(jià)鍵強(qiáng)弱的因素 2.2.共價(jià)鍵強(qiáng)弱與分子穩(wěn)定性的關(guān)系共價(jià)鍵強(qiáng)弱與分子穩(wěn)定性的關(guān)系P49(2)H=2 436kJ/mol+498kJ/mol2(2463)
10、 kJ/mol=482kJ/mol （1）H = 946kJ/mol+3436kJ/mol 2（3393）kJ/mol= 104kJ/mol2.根據(jù)鹵化氫鍵能的數(shù)據(jù)解釋鹵化氫分子的穩(wěn)定性根據(jù)鹵化氫鍵能的數(shù)據(jù)解釋鹵化氫分子的穩(wěn)定性 HF HCl HBr HI1.根據(jù)表根據(jù)表3-53-5中的數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù), ,計(jì)算下列化學(xué)反應(yīng)中的能量變計(jì)算下列化學(xué)反應(yīng)中的能量變化化HH。(1)N(1)N2 2(g)+3H(g)+3H2 2(g)=2NH(g)=2NH3 3(g) (g) (2)2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) 金屬鍵、金屬鍵、離子鍵和共價(jià)離子鍵和共價(jià)鍵的比較鍵的比較化學(xué)鍵化學(xué)鍵類型類型成鍵本
11、質(zhì)成鍵本質(zhì)鍵的方向性鍵的方向性和飽和性和飽和性影響鍵的強(qiáng)影響鍵的強(qiáng)弱的因素弱的因素金屬鍵金屬鍵離子鍵離子鍵共價(jià)鍵共價(jià)鍵靜電作用靜電作用共用電子對(duì)共用電子對(duì)電性作用電性作用無無無無既有方向性既有方向性又有飽和性又有飽和性金屬元素的原子半金屬元素的原子半徑和單位體積內(nèi)自徑和單位體積內(nèi)自由電子數(shù)目由電子數(shù)目陰、陽離子的電陰、陽離子的電荷數(shù)和核間距荷數(shù)和核間距鍵長、成鍵電子鍵長、成鍵電子數(shù)、極性數(shù)、極性 金剛石具有很高的熔、金剛石具有很高的熔、沸點(diǎn)和很大的硬度。你能沸點(diǎn)和很大的硬度。你能結(jié)合金剛石晶體的結(jié)構(gòu)示結(jié)合金剛石晶體的結(jié)構(gòu)示意圖解釋其中的原因嗎？意圖解釋其中的原因嗎？ 由于金剛石晶體中所有原子都
12、是通過共價(jià)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，如鍵結(jié)合的，而共價(jià)鍵的鍵能大，如CC鍵的鍵能為鍵的鍵能為348kJmol-1。所以金剛石晶體。所以金剛石晶體熔、沸點(diǎn)很高，硬度很大。熔、沸點(diǎn)很高，硬度很大。二二. . 原子晶體原子晶體相鄰相鄰 間通過間通過 結(jié)合而結(jié)合而成的具有成的具有 結(jié)構(gòu)的晶體結(jié)構(gòu)的晶體2 2、組成微粒、組成微粒: :3 3、微粒間作用力、微粒間作用力: :知識(shí)回顧知識(shí)回顧1 1、定義：、定義：共價(jià)鍵共價(jià)鍵空間網(wǎng)狀空間網(wǎng)狀原子原子原子原子共價(jià)鍵共價(jià)鍵4 4、 原子晶體的特點(diǎn)原子晶體的特點(diǎn)、晶體中、晶體中 單個(gè)分子存在；化學(xué)式只單個(gè)分子存在；化學(xué)式只代
13、表代表 。沒沒 有有原子個(gè)數(shù)之比原子個(gè)數(shù)之比、熔、沸點(diǎn)、熔、沸點(diǎn) ；硬度；硬度 ； 溶溶于一般溶劑；于一般溶劑； 導(dǎo)電。導(dǎo)電。很很 高高很很 大大難難不不5 5、 影響原子晶體熔沸點(diǎn)、硬度大小的因素：影響原子晶體熔沸點(diǎn)、硬度大小的因素：共價(jià)鍵的強(qiáng)弱共價(jià)鍵的強(qiáng)弱鍵長的大小鍵長的大小 一般鍵長越小，鍵能越一般鍵長越小，鍵能越 ，原子，原子晶體的熔沸點(diǎn)越晶體的熔沸點(diǎn)越 ，硬度越，硬度越 。大大高高大大正四面體正四面體金剛石金剛石 的晶體結(jié)構(gòu)模型的晶體結(jié)構(gòu)模型最小環(huán)為六元環(huán)最小環(huán)為六元環(huán)在金剛石晶胞中占有在金剛石晶胞中占有的碳原子數(shù)的碳原子數(shù): :8 81/8+61/8+61/2+4=81/2+4=8
14、1 1在金剛石晶體中每個(gè)碳原子周圍緊鄰的碳原子有在金剛石晶體中每個(gè)碳原子周圍緊鄰的碳原子有個(gè)個(gè)2 2在金剛石晶體中每個(gè)碳原子形成在金剛石晶體中每個(gè)碳原子形成共價(jià)鍵共價(jià)鍵3.3.在金剛石晶體中最小碳環(huán)由在金剛石晶體中最小碳環(huán)由碳原子來組成碳原子來組成4.4.每個(gè)碳原子可形成每個(gè)碳原子可形成個(gè)六元環(huán)個(gè)六元環(huán), ,每個(gè)每個(gè)C-CC-C鍵可以鍵可以形成形成個(gè)六元環(huán)。個(gè)六元環(huán)。 5 5在金剛石晶體中碳原子個(gè)數(shù)與在金剛石晶體中碳原子個(gè)數(shù)與CC共價(jià)鍵個(gè)數(shù)之共價(jià)鍵個(gè)數(shù)之比是比是.在金剛石晶胞中占有的碳原子數(shù)在金剛石晶胞中占有的碳原子數(shù)4個(gè)個(gè)1 26個(gè)個(gè)48個(gè)個(gè)12小結(jié)：小結(jié)：18010928 SiO共價(jià)鍵共價(jià)
15、鍵二氧化硅的晶體結(jié)構(gòu)二氧化硅的晶體結(jié)構(gòu)1. 在在晶體中，每個(gè)硅原子與晶體中，每個(gè)硅原子與 個(gè)氧原子個(gè)氧原子結(jié)合；每個(gè)氧原子與結(jié)合；每個(gè)氧原子與 個(gè)硅原子結(jié)合；在個(gè)硅原子結(jié)合；在晶體中硅原子與氧原子個(gè)數(shù)之比是晶體中硅原子與氧原子個(gè)數(shù)之比是 。2. 在在晶體中，每個(gè)硅原子形成晶體中，每個(gè)硅原子形成 個(gè)共個(gè)共價(jià)鍵；每個(gè)氧原子形成價(jià)鍵；每個(gè)氧原子形成 個(gè)共價(jià)鍵；個(gè)共價(jià)鍵；3. 在在晶體中，最小環(huán)為晶體中，最小環(huán)為 元環(huán)。元環(huán)。21：24421：41：2124.4.每個(gè)十二元環(huán)中平均含有硅原子每個(gè)十二元環(huán)中平均含有硅原子 =6=61/12=1/21/12=1/2 硅原子個(gè)數(shù)與硅原子個(gè)數(shù)與共價(jià)鍵個(gè)數(shù)之是共
16、價(jià)鍵個(gè)數(shù)之是 ；氧原子個(gè)數(shù)與氧原子個(gè)數(shù)與共價(jià)鍵個(gè)數(shù)之比是共價(jià)鍵個(gè)數(shù)之比是 。每個(gè)十二元環(huán)中平均含有每個(gè)十二元環(huán)中平均含有鍵鍵=12=121/6=21/6=2 小結(jié)：小結(jié)：教科書教科書 P51 晶體硅（晶體硅（SiSi） 、金剛沙（、金剛沙（SiCSiC）都是與金剛石）都是與金剛石相似的原子晶體，請(qǐng)根據(jù)表相似的原子晶體，請(qǐng)根據(jù)表3-63-6中數(shù)據(jù)分析其熔點(diǎn)、中數(shù)據(jù)分析其熔點(diǎn)、硬度的大小與其結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系硬度的大小與其結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。鍵長鍵長: CC CSi SiSi: CC CSi CSi SiSiCC CSi SiSi所以熔點(diǎn)所以熔點(diǎn)、硬度硬度: 金剛石金剛石SiCSi 結(jié)構(gòu)相似的原子晶體，成
17、鍵的原子半徑越小，鍵結(jié)構(gòu)相似的原子晶體，成鍵的原子半徑越小，鍵長越短，鍵能越大，晶體熔點(diǎn)越高長越短，鍵能越大，晶體熔點(diǎn)越高,硬度越大。硬度越大。 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(qiáng)的共價(jià)鍵相結(jié)合，間以較強(qiáng)的共價(jià)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(diǎn)和沸點(diǎn)高熔點(diǎn)和沸點(diǎn)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
18、）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 某些氧化物：某些氧化物： 二氧化硅（二氧化硅（ SiO2）晶體、）晶體、Al2O3晶體晶體2. 氮化硅是一種新合成的材料，它是一種超氮化硅是一種新合成的材料，它是一種超硬、耐磨、耐高溫的物質(zhì)。下列各組物質(zhì)熔化硬、耐磨、耐高溫的物質(zhì)。下列各組物質(zhì)熔化時(shí)，所克服的作用力與氮化硅熔化所克服的微時(shí)，所克服的作用力與氮化硅熔化所克服的微粒間的作用力都相同的是粒間的作用力都相同的是 ( )A. 硝石和金剛石硝石和金剛石 B. 晶體硅和水晶晶體硅和水晶C. 冰和干冰冰和干冰 D. 萘和蒽萘和蒽
19、 練練 習(xí)習(xí)3. 碳化硅（碳化硅（SiC）具有類似金剛石的結(jié)構(gòu)，）具有類似金剛石的結(jié)構(gòu)，其中碳原子和硅原子的位置是交替的。在下列其中碳原子和硅原子的位置是交替的。在下列三種晶體三種晶體金剛石金剛石晶體硅晶體硅碳化硅中，它們碳化硅中，它們的熔點(diǎn)從高到低的順序是的熔點(diǎn)從高到低的順序是 （ ） A. B. C. D. 練練 習(xí)習(xí)5.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(diǎn)熔點(diǎn)382316832573沸點(diǎn)沸點(diǎn)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，理由是晶體，理由是_。
20、 已知晶體硼結(jié)構(gòu)單元是由硼原子組成的正二十面體，已知晶體硼結(jié)構(gòu)單元是由硼原子組成的正二十面體，其中有其中有20個(gè)等邊三角形的面和一定數(shù)目的頂點(diǎn)，每個(gè)項(xiàng)點(diǎn)上個(gè)等邊三角形的面和一定數(shù)目的頂點(diǎn)，每個(gè)項(xiàng)點(diǎn)上各有各有1個(gè)個(gè)B原子。通過視察圖形及推算，此晶體體結(jié)構(gòu)單元由原子。通過視察圖形及推算，此晶體體結(jié)構(gòu)單元由_個(gè)硼原子構(gòu)成。其中個(gè)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(gè)個(gè)BB 練練 習(xí)習(xí)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：）氫原子電子排布式：（2）基態(tài)氫原子軌道表示式：）基態(tài)氫原子軌道表示式：（3）原子之間
21、形成共價(jià)鍵的原因：）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。量最底，最穩(wěn)定。vr0V：勢(shì)能勢(shì)能 r：核間距核間距兩個(gè)核外電子兩個(gè)核外電子自旋方向自旋方向相反相反的氫原子靠近的氫原子靠近r0vr0r0V：勢(shì)能：勢(shì)能r：核間距：核間距r0v vr r0r r0 0 V V：勢(shì)能：勢(shì)能 r r：核間距：核間距r0vr0r0V：勢(shì)能：勢(shì)能 r：核間距：核間距vr0V：勢(shì)能：勢(shì)能 r：核間距：核間距 兩個(gè)核外電子兩個(gè)核外電子自旋方向自旋方向相同相同的氫原子靠近的氫原子靠近氫氣分子形成過程的能量變化氫氣分子形成過程的能量變
22、化 相距很遠(yuǎn)的相距很遠(yuǎn)的兩個(gè)核外電子兩個(gè)核外電子自旋方向自旋方向相反相反的的氫原子相氫原子相互逐漸接近互逐漸接近, ,在這一過程中體系能量將在這一過程中體系能量將先變小后變，先變小后變，成鍵成鍵后能量達(dá)到最低，形成穩(wěn)定的氫氣分子。后能量達(dá)到最低，形成穩(wěn)定的氫氣分子。兩個(gè)自旋方向兩個(gè)自旋方向相同的電子不能配對(duì)成鍵。相同的電子不能配對(duì)成鍵。從核間距和成鍵從核間距和成鍵電子的自旋方向電子的自旋方向來觀察能量的變來觀察能量的變化情況?；闆r。電子配對(duì)原理電子配對(duì)原理 兩原子各自提供兩原子各自提供1 1個(gè)自旋方向相反的電子彼此配個(gè)自旋方向相反的電子彼此配對(duì)。對(duì)。最大重疊原理最大重疊原理 兩個(gè)原子軌道發(fā)生
23、重疊，重疊部分越大，兩核兩個(gè)原子軌道發(fā)生重疊，重疊部分越大，兩核間電子的概率密度越大，形成的共價(jià)鍵越牢固，分間電子的概率密度越大，形成的共價(jià)鍵越牢固，分子越穩(wěn)定。子越穩(wěn)定。1 1、共價(jià)鍵的形成原理共價(jià)鍵的形成原理NH3分子中分子中的共價(jià)鍵的共價(jià)鍵2 2、共價(jià)鍵的形成、共價(jià)鍵的形成本質(zhì)本質(zhì) 成鍵原子相互接近時(shí)，原子軌道發(fā)生成鍵原子相互接近時(shí)，原子軌道發(fā)生重疊重疊，自旋，自旋方向方向相反相反的的未成對(duì)未成對(duì)電子形成電子形成共用電子對(duì)共用電子對(duì)，兩原子核間，兩原子核間的電子密度的電子密度增增 加加，體系的能量，體系的能量降低降低。教科書教科書 P441. 1. 根據(jù)根據(jù)H H2 2分子的形成過程，討
24、論分子的形成過程，討論F F2 2分子和分子和HFHF分子是分子是怎么形成的怎么形成的？2.2.為什么為什么N N、O O、F F與與H H形成簡單的化合物形成簡單的化合物(NH(NH3 3、H H2 2O O、HF)HF)中中H H原子數(shù)不等？原子數(shù)不等？3 3、共價(jià)鍵的特征、共價(jià)鍵的特征（1 1）具有飽和性）具有飽和性 在成鍵過程中在成鍵過程中,每種元素的原子有幾個(gè)每種元素的原子有幾個(gè)未成對(duì)電未成對(duì)電子子通常就只能形成通常就只能形成幾個(gè)共價(jià)鍵幾個(gè)共價(jià)鍵，所以在共價(jià)分子中，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。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)形成的共價(jià)鍵數(shù) 未成對(duì)電子
25、數(shù)未成對(duì)電子數(shù)（2）具有方向性）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，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。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)出現(xiàn)出方向性方向性（ s s 軌道與軌道與 s s 軌道重疊形成的共價(jià)鍵無軌道重疊形成的共價(jià)鍵無方向性，例外）。
26、方向性，例外）。4、共價(jià)鍵的類型、共價(jià)鍵的類型鍵和鍵和鍵鍵 S軌道和軌道和p軌道形成穩(wěn)定共價(jià)鍵的幾種重疊方式軌道形成穩(wěn)定共價(jià)鍵的幾種重疊方式H + H H:H相相互互靠靠攏攏s s軌道軌道s s軌道軌道（1）頭碰頭重疊）頭碰頭重疊鍵鍵p px xp px x+Cl + Cl Cl ClH + Cl H Clpx s（2 2）鍵：鍵： 原子軌道以原子軌道以“肩并肩肩并肩”方式方式相互重疊導(dǎo)致電子在核間出現(xiàn)的概率增大相互重疊導(dǎo)致電子在核間出現(xiàn)的概率增大而形成的共價(jià)鍵而形成的共價(jià)鍵鍵的類型鍵的類型鍵的類型鍵的類型ss(鍵鍵)pxpx (鍵鍵)spx (鍵鍵)pzpz (鍵鍵)pypy (鍵鍵)氮分子
27、中原子軌道重疊方式示意圖氮分子中原子軌道重疊方式示意圖1、雜化軌道、雜化軌道 原子之間形成共價(jià)鍵時(shí)，原子軌道形狀和伸展原子之間形成共價(jià)鍵時(shí)，原子軌道形狀和伸展方向會(huì)發(fā)生改變。方向會(huì)發(fā)生改變。 為了解釋甲烷、乙烯、乙炔、苯等分子的空間為了解釋甲烷、乙烯、乙炔、苯等分子的空間構(gòu)型，美國化學(xué)家鮑林于構(gòu)型，美國化學(xué)家鮑林于1931年提出了雜化軌道年提出了雜化軌道理論，運(yùn)用該理論可以解釋很多分子的空間構(gòu)型。理論，運(yùn)用該理論可以解釋很多分子的空間構(gòu)型。C原子軌道原子軌道C在形成在形成甲烷甲烷分子的過程中分子的過程中： P48C在形成在形成乙烯乙烯分子的過程中分子的過程中： 乙烯分子中原子軌道重疊方式示意圖
28、乙烯分子中原子軌道重疊方式示意圖C在形成在形成乙炔乙炔分子的過程中分子的過程中： 乙炔分子中軌道重疊方式示意圖乙炔分子中軌道重疊方式示意圖小結(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、雙鍵、與單鍵、雙鍵、三鍵的關(guān)系三鍵的關(guān)系 牢固程度牢固程度“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(gè)是三鍵中只有一個(gè)是鍵鍵單鍵不可能是單鍵不可能是鍵，鍵，雙鍵中有一個(gè)、三鍵雙鍵中有一個(gè)、三鍵中有兩個(gè)是中有兩個(gè)是鍵鍵重疊程度較大，重疊程度較大，比較牢固比較牢固重疊程度較小，重疊程度較小，較易斷裂較易斷裂乙烷：乙烷： 個(gè)個(gè)鍵；乙烯：鍵；乙烯
29、： 個(gè)個(gè)鍵鍵 個(gè)個(gè)鍵；鍵；乙炔：乙炔： 個(gè)個(gè)鍵鍵 個(gè)個(gè)鍵鍵7 5132請(qǐng)指出乙烷、乙烯、乙炔分子中存在哪些類請(qǐng)指出乙烷、乙烯、乙炔分子中存在哪些類型的共價(jià)鍵，分別有幾個(gè)型的共價(jià)鍵，分別有幾個(gè)鍵，鍵，幾個(gè)幾個(gè)鍵？鍵？氯氯鍵非極性鍵氯氯鍵非極性鍵氫氯鍵極性鍵氫氯鍵極性鍵石墨的晶體結(jié)構(gòu)模型石墨的晶體結(jié)構(gòu)模型石墨的晶體結(jié)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)，碳原，在每一層內(nèi)，碳原子排成六邊形，每個(gè)碳原子都與其他子排成六邊形，每個(gè)碳原子都與其他3個(gè)個(gè)碳原子以共價(jià)鍵結(jié)合，形成平面的網(wǎng)狀結(jié)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構(gòu)。在層與層之間，
30、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。像石墨這樣的晶動(dòng)，使石墨的硬度很小。像石墨這樣的晶體一般稱為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(gè)碳原子為每個(gè)碳原子為3 3個(gè)六元環(huán)所共有個(gè)六元環(huán)所共有, ,每個(gè)每個(gè)C-CC-C鍵為鍵為2 2個(gè)六元環(huán)所共有。個(gè)六元環(huán)所共有。 (3)(3)每個(gè)六元環(huán)中平均含有碳原子每個(gè)六元環(huán)中平均含有碳原子=6=61/3=21/3=2 每個(gè)六元環(huán)中平均含有每個(gè)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 =2:3 小結(jié)：小結(jié)：
第三單元 共價(jià)鍵、原子晶體.ppt
