高中化學(xué)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)專題3微粒間作用力與物質(zhì)性質(zhì)蘇教版選修三第三單元 共價(jià)鍵 原子晶體

無(wú)論是自然界存在的，還是無(wú)論是自然界存在的，還是人工合成的物質(zhì)，大多數(shù)是含有人工合成的物質(zhì)，大多數(shù)是含有共價(jià)鍵的物質(zhì)。共價(jià)鍵是一種重共價(jià)鍵的物質(zhì)。共價(jià)鍵是一種重要的化學(xué)鍵。要的化學(xué)鍵。2. 共價(jià)鍵的成鍵微粒：共價(jià)鍵的成鍵微粒：原子原子1. 1. 共價(jià)鍵的定義：共價(jià)鍵的定義：原子間原子間通過(guò)通過(guò)共用電子對(duì)共用電子對(duì)所形所形 成的的化學(xué)鍵。成的的化學(xué)鍵。我們已經(jīng)了解的共價(jià)鍵的概念：我們已經(jīng)了解的共價(jià)鍵的概念：3. 共價(jià)鍵的存在：共價(jià)鍵的存在：非金屬單質(zhì)非金屬單質(zhì)共價(jià)化合物共價(jià)化合物離子化合物離子化合物共價(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。學(xué)生活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)1：寫(xiě)出下列分子的電子式和結(jié)構(gòu)式寫(xiě)出下列分子的電子式和結(jié)構(gòu)式 分子式分子式 電子式電子式 結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)式分子式分子式電子式電子式結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)式H2H2SN2CaF2NaOHCS2以上物質(zhì)中哪些是離子化合物？哪些是以上物質(zhì)中哪些是離子化合物？哪些是共價(jià)化合物？共價(jià)化合物？1 1、共價(jià)化合物中只含有共價(jià)鍵、共價(jià)化合物中只含有共價(jià)鍵2 2、離子化合物中一定含有離子、離子化合物中一定含有離子鍵，也可能含有共價(jià)鍵鍵，也可能含有共價(jià)鍵上一頁(yè)上一頁(yè)通過(guò)學(xué)習(xí)有關(guān)共價(jià)鍵的知識(shí)，你知道下列問(wèn)通過(guò)學(xué)習(xí)有關(guān)共價(jià)鍵的知識(shí)，你知道下列問(wèn)題的答案嗎？題的答案嗎？ 為什么氫分子是雙原子分子而氦分子卻是單原子分子呢？為什么氫分子是雙原子分子而氦分子卻是單原子分子呢？ 通過(guò)哪些元素的原子之間能形成共價(jià)鍵？通過(guò)哪些元素的原子之間能形成共價(jià)鍵？ 如何用電子式表示共價(jià)分子的形成過(guò)程？如何用電子式表示共價(jià)分子的形成過(guò)程？ 含有共價(jià)鍵的物質(zhì)是否一定是共價(jià)分子？含有共價(jià)鍵的物質(zhì)是否一定是共價(jià)分子？H + Cl H Cl問(wèn)題探究：?jiǎn)栴}探究： 2個(gè)氫原子一定能形成氫個(gè)氫原子一定能形成氫分子嗎？分子嗎？?jī)蓚€(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vr0V：勢(shì)能勢(shì)能 r：核間距核間距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 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vr0V：勢(shì)能：勢(shì)能 r：核間距：核間距1 1、共價(jià)鍵的形成、共價(jià)鍵的形成（1）有）有自旋方向相反自旋方向相反的的未成對(duì)電子未成對(duì)電子（2）原子軌道要實(shí)現(xiàn)）原子軌道要實(shí)現(xiàn)最大限度最大限度的重疊的重疊2 2、共價(jià)鍵的形成本質(zhì)、共價(jià)鍵的形成本質(zhì) 成鍵原子相互接近時(shí)，原子成鍵原子相互接近時(shí)，原子軌道發(fā)生軌道發(fā)生 ，自旋方向，自旋方向 ， 的的 電子形成電子形成 ，兩原子核間的電子密度兩原子核間的電子密度 ，體系的能量體系的能量 。重疊重疊相反相反未成對(duì)未成對(duì) 共用電子對(duì)共用電子對(duì)增增 加加降低降低教科書(shū)教科書(shū) P403 3、共價(jià)鍵的特征、共價(jià)鍵的特征（1 1）具有飽和性）具有飽和性形成的共價(jià)鍵數(shù)形成的共價(jià)鍵數(shù) = = 未成對(duì)電子數(shù)未成對(duì)電子數(shù) 在成鍵原子中，有幾個(gè)在成鍵原子中，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，所以在共價(jià)分子中每個(gè)原子形成共價(jià)鍵數(shù)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。目是一定的?；貞洠夯貞洠耗阋呀?jīng)認(rèn)識(shí)到的原子中各種電子你已經(jīng)認(rèn)識(shí)到的原子中各種電子云的形狀和伸展方向？云的形狀和伸展方向？（2 2）具有方向性）具有方向性p 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，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 軌道與軌道與 s 軌道重疊形成的共價(jià)鍵無(wú)方向性，例軌道重疊形成的共價(jià)鍵無(wú)方向性，例外）。外）。小結(jié)：小結(jié)：共價(jià)鍵的形成條件共價(jià)鍵的形成條件共價(jià)鍵的本質(zhì)共價(jià)鍵的本質(zhì)共價(jià)鍵的特征共價(jià)鍵的特征1.相距很遠(yuǎn)的兩個(gè)自旋方向相反的相距很遠(yuǎn)的兩個(gè)自旋方向相反的H原子原子相互逐漸接近相互逐漸接近,在這一過(guò)程中體系能量將在這一過(guò)程中體系能量將 A. 先變大后變小先變大后變小 B. 先變小后變大先變小后變大 C. 逐漸變小逐漸變小 D. 逐漸增大逐漸增大練練 習(xí)習(xí)B 乙烷、乙烯和乙炔分子中乙烷、乙烯和乙炔分子中的共價(jià)鍵分別由幾個(gè)的共價(jià)鍵分別由幾個(gè)鍵和幾鍵和幾個(gè)個(gè)鍵組成？鍵組成？思考：思考：2.下列不屬于共價(jià)鍵的成鍵因素的是下列不屬于共價(jià)鍵的成鍵因素的是 . 共用電子對(duì)在兩核間高頻率出現(xiàn)共用電子對(duì)在兩核間高頻率出現(xiàn) . 共用的電子必須配對(duì)共用的電子必須配對(duì) . 成鍵后體系能量降低，趨于穩(wěn)定成鍵后體系能量降低，趨于穩(wěn)定 . 兩原子核體積大小要適中兩原子核體積大小要適中練練 習(xí)習(xí) N2H2OCO2NH33. 用電子式表示下列共價(jià)分子的形成用電子式表示下列共價(jià)分子的形成 的過(guò)程的過(guò)程練練 習(xí)習(xí)共價(jià)鍵理論的發(fā)展共價(jià)鍵理論的發(fā)展路易斯價(jià)鍵理論路易斯價(jià)鍵理論現(xiàn)代價(jià)鍵理論（現(xiàn)代價(jià)鍵理論（VB法）法）分子軌道理論（分子軌道理論（MO法）法） 氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)不活潑，通常難以與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)不活潑，通常難以與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。請(qǐng)你寫(xiě)出氮分子的電子式和結(jié)構(gòu)式，分析氮分子反應(yīng)。請(qǐng)你寫(xiě)出氮分子的電子式和結(jié)構(gòu)式，分析氮分子中氮原子的原子軌道是如何重疊形成共價(jià)鍵的，并與同中氮原子的原子軌道是如何重疊形成共價(jià)鍵的，并與同學(xué)交流討論。學(xué)交流討論。zzyyxNNzy氮分子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）頭碰頭重疊）頭碰頭重疊鍵鍵相相互互靠靠攏攏H + H H:Hs s軌道軌道s s軌道軌道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1. 鍵和鍵和鍵鍵（1 1）鍵：鍵：X+s ss s+ 原子軌道以原子軌道以“頭碰頭頭碰頭”方式方式互相重疊導(dǎo)致電子在兩核間出現(xiàn)的機(jī)會(huì)增大互相重疊導(dǎo)致電子在兩核間出現(xiàn)的機(jī)會(huì)增大而形成的共價(jià)鍵而形成的共價(jià)鍵+-X Xp px xp px x+-+-+-+-+-形成形成鍵的電子稱為鍵的電子稱為電子電子p pp p+Cl + Cl Cl ClX+-p px xs s+-+-+例：例： H2 + Cl2 = 2HClH + Cl H Clp 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+| |X Xp pZ Zp pZ Z+| |+| |+| |+| |+| |+| |+| |Z ZZ Z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，較易斷裂較易斷裂教科書(shū)教科書(shū) P42乙烯分子中原子軌道重疊方式示意圖乙烯分子中原子軌道重疊方式示意圖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乙烷：乙烷： 個(gè)個(gè)鍵；乙烯：鍵；乙烯： 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 51321.鍵的常見(jiàn)類型有鍵的常見(jiàn)類型有(1)s-s, (2)s-p,(2)p-p，請(qǐng)指出下列分子，請(qǐng)指出下列分子鍵所屬類型鍵所屬類型: A. HF B. NH3 C. F2 D. H2 E. O2 教科書(shū)教科書(shū)P432. 極性鍵和非極性鍵極性鍵和非極性鍵 什么是非極性鍵？什么是非極性鍵？ 什么是極性鍵？什么是極性鍵？ 極性鍵的強(qiáng)弱與共用電子對(duì)地偏向程度的關(guān)系是什么？極性鍵的強(qiáng)弱與共用電子對(duì)地偏向程度的關(guān)系是什么？(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 (電電負(fù)性負(fù)性 )，共用電子對(duì)，共用電子對(duì) 偏移偏移的共價(jià)鍵的共價(jià)鍵相相 同同 不發(fā)生不發(fā)生相相 同同(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 (電電負(fù)性負(fù)性 )，共用電子對(duì)，共用電子對(duì) 偏移的偏移的共價(jià)鍵共價(jià)鍵不不 同同 發(fā)發(fā) 生生不不 同同氯氯鍵非極性鍵氯氯鍵非極性鍵氫氯鍵非極性鍵氫氯鍵非極性鍵教科書(shū)教科書(shū) P433 3、一般情況下，同種元素的原子之、一般情況下，同種元素的原子之間形成間形成 共價(jià)鍵，不同種元素共價(jià)鍵，不同種元素的原子之間形成的原子之間形成 共價(jià)鍵。共價(jià)鍵。非極性非極性極極 性性4 4、在極性共價(jià)鍵中，成鍵元素的電、在極性共價(jià)鍵中，成鍵元素的電負(fù)性差值越大，共用電子對(duì)的偏移負(fù)性差值越大，共用電子對(duì)的偏移程度程度 ，共價(jià)鍵的極性，共價(jià)鍵的極性 。越大越大越越 大大非金屬氫化物中鍵的極性最強(qiáng)的非金屬氫化物中鍵的極性最強(qiáng)的是是 。氫氟鍵氫氟鍵 練練 習(xí)習(xí)3. 下列分子中含有非極性鍵的共價(jià)化下列分子中含有非極性鍵的共價(jià)化合物是合物是 （ ）A. F2 B. C2H2 C. Na2O2 D. NH3 E. CH3COONa F. C2H6G. H2O2 H. CO24.關(guān)于乙醇分子的說(shuō)法正確的是（關(guān)于乙醇分子的說(shuō)法正確的是（ ） A. 分子中共含有分子中共含有8個(gè)極性鍵個(gè)極性鍵 B. 分子中不含非極性鍵分子中不含非極性鍵 C. 分子中只含分子中只含鍵鍵 D. 分子中含有分子中含有1個(gè)個(gè)鍵鍵C 練練 習(xí)習(xí)5.下列分子中不含有下列分子中不含有鍵的是鍵的是: A. O2 B. CaC2 C. F2 D. C6H6 E. 氯乙烯氯乙烯 F. Na2O2 練練 習(xí)習(xí)4. 只有在化合物中才能存在的化學(xué)鍵是（只有在化合物中才能存在的化學(xué)鍵是（ ） A. 離子鍵離子鍵 B. 共價(jià)鍵共價(jià)鍵 C. 極性鍵極性鍵 D. 非極性鍵非極性鍵AC練練 習(xí)習(xí)5.下列物質(zhì)分子中無(wú)下列物質(zhì)分子中無(wú)鍵的是鍵的是 （ ） A. N2 B. O2 C. Cl2 D. C2H4C6. H2S分子中兩個(gè)共價(jià)鍵的夾角接近分子中兩個(gè)共價(jià)鍵的夾角接近90 ，其，其原因是原因是 （ ） A. 共價(jià)鍵的飽和性共價(jià)鍵的飽和性 B. s原子電子排布原子電子排布 C. 共價(jià)鍵的方向性共價(jià)鍵的方向性 D. s原子中原子中p軌道的形狀軌道的形狀CD練練 習(xí)習(xí)在水溶液中，在水溶液中，NH3能與能與H+結(jié)合生成結(jié)合生成NH4請(qǐng)用電子式表示和形成請(qǐng)用電子式表示和形成NH的過(guò)程的過(guò)程并討論并討論NH和和H是如何形成是如何形成NH4+的的3. 配位鍵配位鍵 由由一個(gè)原子提供一個(gè)原子提供一對(duì)電子一對(duì)電子(孤對(duì)電孤對(duì)電子子),另一個(gè)另一個(gè)原子原子(有空的原子軌道有空的原子軌道)接接受受孤對(duì)電子形成共價(jià)鍵，這樣的共價(jià)孤對(duì)電子形成共價(jià)鍵，這樣的共價(jià)鍵稱為配位鍵。配位鍵用鍵稱為配位鍵。配位鍵用“”表示，表示，箭頭指向接受孤對(duì)電子的原子。箭頭指向接受孤對(duì)電子的原子。如：如： H HH N HH N H+ + H H銨根離子中的四個(gè)銨根離子中的四個(gè)氮?dú)滏I完全一樣氮?dú)滏I完全一樣(鍵長(zhǎng)、鍵能相同鍵長(zhǎng)、鍵能相同)小結(jié)：小結(jié)： 極性鍵極性鍵單鍵單鍵雙鍵雙鍵三鍵三鍵（1）按成鍵方式分）按成鍵方式分（2）按共用電子對(duì)有）按共用電子對(duì)有 無(wú)偏移分無(wú)偏移分（3）按兩原子間的共用）按兩原子間的共用 電子對(duì)的數(shù)目分電子對(duì)的數(shù)目分2 2一種特殊的共價(jià)鍵一種特殊的共價(jià)鍵 -配位鍵配位鍵鍵：頭碰頭重疊鍵：頭碰頭重疊鍵：肩并肩重疊鍵：肩并肩重疊非極性鍵非極性鍵（1）定義：）定義：1.1.共價(jià)鍵共價(jià)鍵的類型的類型（3）配位鍵的存在）配位鍵的存在 （2）配位鍵的成鍵條件）配位鍵的成鍵條件非極性鍵、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6.6.已知水電離成為氫氧根離子和水已知水電離成為氫氧根離子和水合氫離子，試寫(xiě)出陽(yáng)離子的結(jié)構(gòu)。合氫離子，試寫(xiě)出陽(yáng)離子的結(jié)構(gòu)。 HH O + H 練練 習(xí)習(xí)問(wèn)題：?jiǎn)栴}： 2008年北京奧運(yùn)會(huì)中使用以氫氧燃料電池為動(dòng)力的汽年北京奧運(yùn)會(huì)中使用以氫氧燃料電池為動(dòng)力的汽車；神州車；神州6號(hào)發(fā)射用的是偏二甲肼作燃料；乙炔在純氧號(hào)發(fā)射用的是偏二甲肼作燃料；乙炔在純氧中燃燒溫度可達(dá)中燃燒溫度可達(dá)3000。這說(shuō)明物質(zhì)中蘊(yùn)藏著什么呢？。這說(shuō)明物質(zhì)中蘊(yùn)藏著什么呢？ 實(shí)驗(yàn)表明，氣態(tài)氫原子形成實(shí)驗(yàn)表明，氣態(tài)氫原子形成1molH2 要釋放出要釋放出436kJ的的能量。如果要使能量。如果要使1molH2分解為分解為2molH原子，你認(rèn)為是原子，你認(rèn)為是吸收能量還是放出能量？吸收能量還是放出能量？鍵能和鍵長(zhǎng)鍵能和鍵長(zhǎng)1鍵能的定義：鍵能的定義：在在101kPa、298K條件下。條件下。1mol 氣態(tài)氣態(tài)AB分子生成氣態(tài)分子生成氣態(tài)A原子和原子和B原子的過(guò)原子的過(guò)程所吸收的能量，稱為程所吸收的能量，稱為AB鍵共價(jià)鍵得鍵能。鍵共價(jià)鍵得鍵能。2 2鍵長(zhǎng)：鍵長(zhǎng)：兩原子核間的平均間距兩原子核間的平均間距如在如在101kPa、298K條件下。條件下。1mol氣態(tài)氣態(tài)H2生成氣生成氣態(tài)態(tài)H原子的過(guò)程所吸收的能量為原子的過(guò)程所吸收的能量為436kJ，則，則HH鍵的鍵能為鍵的鍵能為436kJmol-1原子間形成共價(jià)鍵，原子軌道發(fā)生重疊。原子軌道重疊原子間形成共價(jià)鍵，原子軌道發(fā)生重疊。原子軌道重疊程度越大，共價(jià)鍵的鍵能越大，兩原子核的平均間距程度越大，共價(jià)鍵的鍵能越大，兩原子核的平均間距鍵長(zhǎng)越短。鍵長(zhǎng)越短。教科書(shū)教科書(shū)P45 表表3-5請(qǐng)結(jié)合表中數(shù)據(jù)分析：請(qǐng)結(jié)合表中數(shù)據(jù)分析：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(zhǎng)越短，鍵能越對(duì)結(jié)構(gòu)相似的分子，鍵長(zhǎng)越短，鍵能越 大，大， 一般含一般含 該鍵的分子越穩(wěn)定。該鍵的分子越穩(wěn)定。（1 1）一般情況下，成鍵電子數(shù)越多，鍵長(zhǎng)越一般情況下，成鍵電子數(shù)越多，鍵長(zhǎng)越 短短 ，形成的共價(jià)鍵越牢固，鍵能越大，形成的共價(jià)鍵越牢固，鍵能越大.（2 2）在成鍵電子數(shù)相同，鍵長(zhǎng)相近時(shí)，鍵的在成鍵電子數(shù)相同，鍵長(zhǎng)相近時(shí)，鍵的 極性越大，鍵能越大極性越大，鍵能越大.小結(jié)：小結(jié)：教科書(shū)教科書(shū)P45（1）反應(yīng)熱應(yīng)該為斷開(kāi)舊化學(xué)鍵（拆開(kāi)反應(yīng)物）反應(yīng)熱應(yīng)該為斷開(kāi)舊化學(xué)鍵（拆開(kāi)反應(yīng)物原子）所需原子）所需 要吸收的能量與形成新化學(xué)鍵（原子重新組合成反應(yīng)生要吸收的能量與形成新化學(xué)鍵（原子重新組合成反應(yīng)生 成物）所放出能量的差值。舊鍵斷裂所吸收的總能量大成物）所放出能量的差值。舊鍵斷裂所吸收的總能量大 于新鍵形成所放出的總能量，反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，反之為于新鍵形成所放出的總能量，反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，反之為 放熱反應(yīng)。放熱反應(yīng)。（2）由于反應(yīng)后放出的熱量使反應(yīng)本身的能量降低，故規(guī)）由于反應(yīng)后放出的熱量使反應(yīng)本身的能量降低，故規(guī) 定定H為為“”，則由鍵能求反應(yīng)熱的公式為，則由鍵能求反應(yīng)熱的公式為 H =反應(yīng)物的鍵能總和反應(yīng)物的鍵能總和 生成物的鍵能總和。生成物的鍵能總和。 H =生成物的總能量生成物的總能量反應(yīng)物的總能量。反應(yīng)物的總能量。（3）放熱反應(yīng)的）放熱反應(yīng)的H為為“”，H0； 吸熱反應(yīng)的吸熱反應(yīng)的H為為“+”， H0。（4）反應(yīng)物和生成物的化學(xué)鍵的強(qiáng)弱決定著化學(xué)反應(yīng)過(guò)程）反應(yīng)物和生成物的化學(xué)鍵的強(qiáng)弱決定著化學(xué)反應(yīng)過(guò)程 中的能量變化。中的能量變化。3. 利用鍵能計(jì)算化學(xué)反應(yīng)中的利用鍵能計(jì)算化學(xué)反應(yīng)中的H金屬鍵、金屬鍵、離子鍵和共價(jià)鍵的比較離子鍵和共價(jià)鍵的比較化學(xué)鍵化學(xué)鍵類型類型成鍵本質(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(wú)無(wú)無(wú)無(wú)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(yáng)離子的電陰、陽(yáng)離子的電荷數(shù)和核間距荷數(shù)和核間距鍵長(zhǎng)、成鍵電子鍵長(zhǎng)、成鍵電子數(shù)、極性數(shù)、極性教科書(shū)教科書(shū)P461N2、O2、F2與與H2的反應(yīng)能力依次增強(qiáng)，的反應(yīng)能力依次增強(qiáng)，從鍵能的角度應(yīng)如何理解這一化學(xué)事實(shí)從鍵能的角度應(yīng)如何理解這一化學(xué)事實(shí)?2通過(guò)上述例子，你認(rèn)為鍵長(zhǎng)、鍵能對(duì)分通過(guò)上述例子，你認(rèn)為鍵長(zhǎng)、鍵能對(duì)分子的化學(xué)性質(zhì)有什么影響子的化學(xué)性質(zhì)有什么影響? 練練 習(xí)習(xí)從表從表3-6數(shù)據(jù)可知，數(shù)據(jù)可知，NH鍵、鍵、OH鍵與鍵與HF鍵的鍵能鍵的鍵能依次依次増増大；意味著形成這些鍵時(shí)放出的能量依次增大，大；意味著形成這些鍵時(shí)放出的能量依次增大，化學(xué)鍵越來(lái)越穩(wěn)定。所以化學(xué)鍵越來(lái)越穩(wěn)定。所以N2、O2、F2與與H2的反應(yīng)能力的反應(yīng)能力依次增強(qiáng)。依次增強(qiáng)。一般情況下，分子的鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，一般情況下，分子的鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，該分子越穩(wěn)定。該分子越穩(wěn)定。 3. 化學(xué)反應(yīng)可視為舊鍵斷裂和新鍵形成的過(guò)程?；瘜W(xué)鍵的化學(xué)反應(yīng)可視為舊鍵斷裂和新鍵形成的過(guò)程?；瘜W(xué)鍵的鍵能是形成鍵能是形成(或拆開(kāi)或拆開(kāi))lmol化學(xué)鍵時(shí)釋放化學(xué)鍵時(shí)釋放(或吸收或吸收)的能量。已的能量。已知白磷和知白磷和P4O6的分子結(jié)構(gòu)如圖所示，現(xiàn)提供以下化學(xué)鍵的的分子結(jié)構(gòu)如圖所示，現(xiàn)提供以下化學(xué)鍵的鍵能鍵能(kJ/mol)：PP：198 PO：360 OO：498，則反，則反應(yīng)應(yīng)P4 (白磷白磷)+3O2P4O6的反應(yīng)熱的反應(yīng)熱H為為 ( )A一一1638 kJ/mol B+1638 kJ/mol C一一126k kJ/mol D+126 kJ/mol 白磷白磷 P4O6 練練 習(xí)習(xí)A 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？金剛石晶體的結(jié)構(gòu)示意圖解釋其中的原因嗎？討論小結(jié)：討論小結(jié)： 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，如共價(jià)鍵的鍵能大，如CC鍵的鍵能為鍵的鍵能為348kJmol-1。所。所以金剛石晶體熔、沸點(diǎn)很高，硬度很大。以金剛石晶體熔、沸點(diǎn)很高，硬度很大。原子晶體原子晶體概念：概念：相鄰原子間以共價(jià)鍵相結(jié)合而形成空相鄰原子間以共價(jià)鍵相結(jié)合而形成空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體。間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體。構(gòu)成原子晶體的粒子是原子，原子間構(gòu)成原子晶體的粒子是原子，原子間以較強(qiáng)的共價(jià)鍵相結(jié)合。以較強(qiáng)的共價(jià)鍵相結(jié)合。10928 共價(jià)鍵共價(jià)鍵金剛石的晶體結(jié)構(gòu)金剛石的晶體結(jié)構(gòu)金剛石晶胞金剛石晶胞1 1：在金剛石晶體中每個(gè)碳原子周圍緊鄰的碳在金剛石晶體中每個(gè)碳原子周圍緊鄰的碳原子有多少個(gè)？原子有多少個(gè)？2 2：在金剛石晶體中每個(gè)碳原子形成幾個(gè)共價(jià)在金剛石晶體中每個(gè)碳原子形成幾個(gè)共價(jià)鍵？鍵？3 3：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)鍵共價(jià)鍵個(gè)數(shù)之比是多少？個(gè)數(shù)之比是多少？4: 4: 在金剛石在金剛石晶體中最小碳環(huán)由幾個(gè)碳原子來(lái)晶體中最小碳環(huán)由幾個(gè)碳原子來(lái)組成組成?5.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)？問(wèn)題：?jiǎn)栴}：4個(gè)個(gè)1：26個(gè)個(gè)4個(gè)個(gè)8個(gè)個(gè)18010928 SiO共價(jià)鍵共價(jià)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；硅原子個(gè)共價(jià)鍵；硅原子個(gè)數(shù)與個(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 ；氧原；氧原子個(gè)數(shù)與子個(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 。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)。問(wèn)題：?jiǎn)栴}：21：24421：41：212教科書(shū)教科書(shū) P47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(jiàn)的溶劑且難溶于一些常見(jiàn)的溶劑常見(jiàn)的原子晶體常見(jiàn)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）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解釋：結(jié)構(gòu)相似的原子晶體，原子半徑越解釋：結(jié)構(gòu)相似的原子晶體，原子半徑越小，鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，晶體熔點(diǎn)越高小，鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，晶體熔點(diǎn)越高金剛石硅鍺金剛石硅鍺1. 怎樣從原子結(jié)構(gòu)角度理解金剛石、硅和怎樣從原子結(jié)構(gòu)角度理解金剛石、硅和鍺的熔點(diǎn)和硬度依次下降？鍺的熔點(diǎn)和硬度依次下降？2.“具有共價(jià)鍵的晶體叫做原子晶體具有共價(jià)鍵的晶體叫做原子晶體”。這。這種說(shuō)法對(duì)嗎？為什么？種說(shuō)法對(duì)嗎？為什么？1. 2003年美國(guó)年美國(guó)科學(xué)科學(xué)雜志報(bào)道：在超高壓下，雜志報(bào)道：在超高壓下，科學(xué)家用激光器將科學(xué)家用激光器將CO2加熱到加熱到1800K，成功制，成功制得了類似石英的得了類似石英的CO2原子晶體。下列關(guān)于原子晶體。下列關(guān)于CO2晶體的敘述中不正確的是晶體的敘述中不正確的是( ) A. 晶體中晶體中C、O原子個(gè)數(shù)比為原子個(gè)數(shù)比為1 2 B. 該晶體的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)高、硬度大該晶體的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)高、硬度大 C. 晶體中晶體中COC鍵角為鍵角為180 D. 晶體中晶體中C、O原子最外層都滿足原子最外層都滿足8電子結(jié)構(gòu)電子結(jié)構(gòu) 練練 習(xí)習(xí)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 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)4.氮化硅是一種高溫陶瓷材料，它的硬度大、熔點(diǎn)高氮化硅是一種高溫陶瓷材料，它的硬度大、熔點(diǎn)高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，工業(yè)上曾普遍采用高純硅與純氮在、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，工業(yè)上曾普遍采用高純硅與純氮在1300反應(yīng)獲得。反應(yīng)獲得。(1)氮化硅晶體屬于氮化硅晶體屬于_晶體。晶體。(2)已知氮化硅的晶體結(jié)構(gòu)中，原子間都以單鍵相連，已知氮化硅的晶體結(jié)構(gòu)中，原子間都以單鍵相連，且且N原子和原子和N原子，原子，Si原子與原子與Si原子不直接相連，同時(shí)原子不直接相連，同時(shí)每個(gè)原子都滿足每個(gè)原子都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，請(qǐng)寫(xiě)出氮化硅的化學(xué)電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，請(qǐng)寫(xiě)出氮化硅的化學(xué)式式_.(3)現(xiàn)用四氯化硅和氮?dú)庠跉錃鈿夥毡Ｗo(hù)下，加強(qiáng)熱發(fā)現(xiàn)用四氯化硅和氮?dú)庠跉錃鈿夥毡Ｗo(hù)下，加強(qiáng)熱發(fā)生反應(yīng)，可得到較高純度的氮化硅。反應(yīng)的化學(xué)方程生反應(yīng)，可得到較高純度的氮化硅。反應(yīng)的化學(xué)方程式為式為_(kāi). 練練 習(xí)習(xí)強(qiáng)熱強(qiáng)熱5.單質(zhì)硼有無(wú)定形和晶體兩種，參考下表數(shù)據(jù)單質(zhì)硼有無(wú)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_。 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(guò)視察圖形及推算，此晶體體結(jié)構(gòu)單元由原子。通過(guò)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_(kāi)。共含有。共含有_個(gè)個(gè)BB 練練 習(xí)習(xí)