1、第二章第二章 微粒间相互作用与物质性质微粒间相互作用与物质性质 第一节第一节 共价键模型共价键模型（第一课时）（第一课时）什么是化学键？什么是化学键？什么是离子键？什么是离子键？什么是共价键？什么是共价键？化学键：化学键：分子中相邻原子之间强烈的相互作用。分子中相邻原子之间强烈的相互作用。离子键：离子键：阴、阳离子之间通过静电作用形成的化学键。阴、阳离子之间通过静电作用形成的化学键。共价键：共价键：原子间通过共用电子对形成的化学键。原子间通过共用电子对形成的化学键。【说明说明】 1.离子化合物一定含离子键，可能含共价键，如离子化合物一定含离子键，可能含共价键，如 2.共价化合物共价化合物只含有
2、只含有共价键；共价键； 3. 完全由非金属元素组成的化合物中一定存在共价键，完全由非金属元素组成的化合物中一定存在共价键，可能含离子键。如可能含离子键。如 4. 含金属元素的化合物中，不一定含离子键，如含金属元素的化合物中，不一定含离子键，如NaOHNH4ClAlCl3离子化合物离子化合物含有离子键的化合物；含有离子键的化合物；共价化合物共价化合物只含有共价键的化合物。只含有共价键的化合物。2 2、化学键与物质构成、化学键与物质构成共价化合物和离子化合物的判断方法：共价化合物和离子化合物的判断方法：共价化合物：共价化合物：非金属元素组成的化合物非金属元素组成的化合物 AlCl3、FeCl2和和
3、FeCl3、BeCl2等等离子化合物：离子化合物：含金属阳离子含金属阳离子/或或NH4+的化合物（的化合物（AlCl3、FeCl2和和FeCl3等除外）等除外）方法一：从组成上看方法一：从组成上看共价化合物：共价化合物：熔融状态下不能导电的化合物熔融状态下不能导电的化合物离子化合物：离子化合物：熔融状态下能导电的化合物熔融状态下能导电的化合物方法三：方法三：方法二：从化学键角度：方法二：从化学键角度：共价化合物：共价化合物：只含共价键只含共价键离子化合物：离子化合物：一定含离子键，可能含共价键一定含离子键，可能含共价键共价化合物和离子化合物的判断方法：共价化合物和离子化合物的判断方法：共价化合
4、物：共价化合物：酸、非金属氧化物、非金属氢化物、酸、非金属氧化物、非金属氢化物、大多数有机物大多数有机物离子化合物：离子化合物：强碱、金属氧化物、大多数盐（强碱、金属氧化物、大多数盐（AlCl3、FeCl2和和FeCl3等除外）等除外）方法四：从物质类别上看方法四：从物质类别上看键的类型键的类型离子键离子键共价键共价键实实 例例定定 义义作用力作用力成键微粒成键微粒成键元素成键元素成键过程成键过程成键原因成键原因NaClHCl阴、阳离子间通过静电阴、阳离子间通过静电作用形成的化学键作用形成的化学键相邻原子间通过共用电相邻原子间通过共用电子对形成的化学键子对形成的化学键静电作用静电作用共用电子对
5、共用电子对阴、阳离子阴、阳离子原原 子子活泼的金属元素（活泼的金属元素（IA，IIA）和活泼的非金属和活泼的非金属 元素元素（VIA，VIIA）非金属元素非金属元素得失电子得失电子共用电子对共用电子对最外层电子达到稳定结构最外层电子达到稳定结构 Cl Na ClNa+ -H + Cl ClH二、电子式二、电子式（1）原子的电子式：）原子的电子式：在元素符号周围用“”或“”来表示原子(或离子)最外层电子的式子。 由于中性原子既没有得电子，也没有失电子，所以书写电子由于中性原子既没有得电子，也没有失电子，所以书写电子式时应把原子的最外层电子全部排列在元素符号周围。排列方式式时应把原子的最外层电子全
6、部排列在元素符号周围。排列方式为在元素符号上、下、左、右四个方向均匀对称排列，每个方向为在元素符号上、下、左、右四个方向均匀对称排列，每个方向不能超过不能超过2个电子。例如：个电子。例如： NaMg2H2. 阳离子的电子式阳离子的电子式简单阳离子的的电子式即为离子符号简单阳离子的的电子式即为离子符号如钠离子的电子式为如钠离子的电子式为镁离子的电子式为镁离子的电子式为氢离子电子式表示为氢离子电子式表示为复杂阳离子（带正电的原子团）的电子式：复杂阳离子（带正电的原子团）的电子式： NH4+： H3O+：3. 阴离子的电子式阴离子的电子式简单阴离子最外层一般都达到了稀有元素的稳定结构。简单阴离子最外
7、层一般都达到了稀有元素的稳定结构。一般非金属原子在形成阴离子时，得到电子，使最外层达一般非金属原子在形成阴离子时，得到电子，使最外层达到稳定结构，这些电子都应画出，并将符号用到稳定结构，这些电子都应画出，并将符号用“ ”括括上，右上角标出所带的电荷数，电荷的表示方法同于离子上，右上角标出所带的电荷数，电荷的表示方法同于离子符号。例如，符号。例如，常见的几种复杂阴离子（含共价键）的电子式：常见的几种复杂阴离子（含共价键）的电子式：4、单质分子的电子式：、单质分子的电子式： 技巧：技巧：H形成形成2e稳定结构，其他元素单质共用电子对数稳定结构，其他元素单质共用电子对数=8最外层电子数）最外层电子数
8、）H2 Cl2 O2 N2 5. 离子化合物的电子式离子化合物的电子式先根据离子电子式的书写方法，分别画出阴、阳离子的先根据离子电子式的书写方法，分别画出阴、阳离子的电子式，然后让阴、阳离子间隔排列，注意相同离子不电子式，然后让阴、阳离子间隔排列，注意相同离子不能合并。例如：能合并。例如：NaCl MgCl2 Na2O2 NH4Cl H Cl:.:. .:.:.:. . .Cl Cl6. 共价化合物的电子式共价化合物的电子式共价化合物是原子间通过共用电子对结合而成的。书写时共价化合物是原子间通过共用电子对结合而成的。书写时将共用电子对画在两原子之间，每个原子的未成对电子和将共用电子对画在两原子
9、之间，每个原子的未成对电子和孤对电子也应画出。如：孤对电子也应画出。如：技巧：技巧：一般共价化合物中各元素的化合价的绝对值就一般共价化合物中各元素的化合价的绝对值就是该元素原子形成的共用电子对数。是该元素原子形成的共用电子对数。HCl H2O CH4 NH3 CCl4 CO2拓展补充：结构式拓展补充：结构式在电子式基础上，用短线在电子式基础上，用短线“”代表一对共用电子，该代表一对共用电子，该短线叫做价键，其他电子省略。这样用价键表示分子各短线叫做价键，其他电子省略。这样用价键表示分子各个直接相连原子的结合次序和电子的共用情况，这种式个直接相连原子的结合次序和电子的共用情况，这种式子叫做结构式
10、。子叫做结构式。例如：例如：H2 Cl2 O2 N2 HCl H2O CH4 NH3 CCl4 CO27、用电子式表示离子键、共价键的形成过程用电子式表示用电子式表示CaCl2的形成过程的形成过程用电子式表示用电子式表示NaCl的形成过程的形成过程书写要点：书写要点：1.1.原子要标出最外层电子，离子须原子要标出最外层电子，离子须标明电荷且阴离子有标明电荷且阴离子有 2.2.相同的离子要单个写，不能合并相同的离子要单个写，不能合并3.3.不能把不能把“”“”写成写成“=”“=”4.4.用箭头标明电子转移方向用箭头标明电子转移方向练习：练习：Na2O、MgCl2离子键的形成过程离子键的形成过程H
11、ClH Cl.:.:. . .:.:.:.:. . . . .ClClCl Cl共价化合物或非金属单质的形成过程共价化合物或非金属单质的形成过程表示方法基本同离子化合物相同，不同的是因没有电子表示方法基本同离子化合物相同，不同的是因没有电子得失，所以不要再画弯箭头，并且右边为共价化合物或非得失，所以不要再画弯箭头，并且右边为共价化合物或非金属单质的电子式。另外，式子左边相同原子可合并。金属单质的电子式。另外，式子左边相同原子可合并。HCl： Cl2：练习：练习：CH4、NH3共价键的形成过程共价键的形成过程2、共价键、共价键小结判断方法1、一般情况下，同种元素的原子之间形成 共价键，不同种元素
12、的原子之间形成 共价键。非极性极性2、在极性共价键中，成键原子吸引电子能力的差别越大，即电负性差值越大，共用电子对的偏移程度 ，共价键的极性 。越大越大指出下列物质中的共价键类型指出下列物质中的共价键类型1、O22 、CH43 、CO24、 H2O25 、Na2O26 、NaOH非极性键非极性键极性键极性键极性键极性键(H-O-O-H)极性键极性键 非极性键非极性键非极性键非极性键极性键极性键 下面分子的结构中，原子的最外层电子不能都满下面分子的结构中，原子的最外层电子不能都满足足8电子稳定结构的是电子稳定结构的是【 】A、CO2B、PCl5C、CCl4 D、N2 E、Na2O2B8 8电子稳
13、定结构的判断方法电子稳定结构的判断方法金属元素，当元素化合价的数值金属元素，当元素化合价的数值=最高正价时，金属阳最高正价时，金属阳离子满足离子满足8电子稳定结构（如：电子稳定结构（如：Na+、Mg2+、K+、Ca2+等）。等）。非金属元素，若原子的最外层电子数非金属元素，若原子的最外层电子数+化合价的绝对值化合价的绝对值+形成非极性键的电子对数形成非极性键的电子对数=8，即为即为8电子稳定结构电子稳定结构下列分子中所有原子都满足最外层为下列分子中所有原子都满足最外层为8电子结构的是电子结构的是【 】ABF3BH2OCSiCl4DPCl5C 我们能用电子式表示我们能用电子式表示H2、HCl、C
14、l2分子的形成为什么分子的形成为什么不可能有不可能有H3 ,H2Cl ,Cl3分子的形成？分子的形成？一、 共价键的形成与特征1 1共价键的形成共价键的形成(1)(1)氢分子中氢分子中HHHH键的形成键的形成两个原子在逐渐接近时两个原子在逐渐接近时,它们的原子轨道它们的原子轨道会相互重叠会相互重叠,使电子在两个原子核之间出使电子在两个原子核之间出现的概率现的概率增大增大,它们同时受到两个原子核它们同时受到两个原子核的吸引的吸引,从而导致体系能量从而导致体系能量降低降低,形成共价形成共价键。键。价键理论的要点价键理论的要点（1）.电子配对原理电子配对原理两原子各自提供两原子各自提供1个自旋方个自
15、旋方向相反的电子彼此配对。向相反的电子彼此配对。两个原子轨道重叠部分越大，两核间电子的概率两个原子轨道重叠部分越大，两核间电子的概率密度越大，形成的共价键越牢固，分子越稳定。密度越大，形成的共价键越牢固，分子越稳定。电子云在两个原子核间重叠，意味着电子出现在核间的概率增大，电子云在两个原子核间重叠，意味着电子出现在核间的概率增大，电子带负电，因而可以形象的说，核间电子好比在核间架起一座带电子带负电，因而可以形象的说，核间电子好比在核间架起一座带负电的桥梁，把带正电的两个原子核负电的桥梁，把带正电的两个原子核“黏结黏结”在一起了。在一起了。二、共价键的类型二、共价键的类型按成键原子的原子轨道重叠
16、方式分类键 和 键(1)键键概念：概念：键是两原子在成键时键是两原子在成键时，原子轨道以原子轨道以“头碰头头碰头”的方式重叠形成的共价键。的方式重叠形成的共价键。键的类型：根据成键时键的类型：根据成键时，原子轨道的不同原子轨道的不同，键可分为键可分为ss 键、键、sp 键、键、pp 键。键。相互靠拢相互靠拢(1). s-s 键的形成键的形成H2分子的键为分子的键为s-s 键键(2). s-p (2). s-p 键键 未成对电子的未成对电子的电子云相互靠拢电子云相互靠拢电子云相互重叠电子云相互重叠 未成对电子的未成对电子的电子云相互靠拢电子云相互靠拢电子云相互重叠电子云相互重叠(3)(3) p-
17、p p-p 键键键的重叠方式：键的重叠方式：“头碰头头碰头”XssXpxsXpxpx键的特征是：键的特征是：以两原子核的连线为轴旋转，共价键以两原子核的连线为轴旋转，共价键电子云的图形不变，这种特征称为电子云的图形不变，这种特征称为轴对称。轴对称。【归纳总结】【归纳总结】 (1)以形成化学键的两原子核的连线为轴作旋转操作，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。共价键电子云的图形不变，这种特征称为轴对称。(2)形成形成键的原子轨道重叠程度较大，故键的原子轨道重叠程度较大，故键有较强稳键有较强稳定性。定性。(3)以形成以形成键的两原子核的连线为轴，
18、任何一个原子均键的两原子核的连线为轴，任何一个原子均可以旋转，旋转时并不破坏可以旋转，旋转时并不破坏键的结构。键的结构。 p轨道与p轨道除了能形成键外，还能形成键。键的特征：键的特征： 键的电子云位于由两原子核构键的电子云位于由两原子核构成的平面的两侧，为镜像对称，原子轨道成的平面的两侧，为镜像对称，原子轨道重重叠程度小叠程度小，不能旋转，不能旋转，易断裂易断裂。键的种类：键的种类：pp 键、键、pd 键、键、dd 键等。键等。P-P 键的形成键的形成(2)键 键的重叠方式：键的重叠方式：“肩并肩肩并肩”XZZpZpZ 键特键特征征:镜像对称镜像对称不不稳定性：稳定性： 键键 键键碳碳双键容易
19、断双键中一个键（碳碳双键容易断双键中一个键（ 键），故易发生键），故易发生加成反应和加聚反应。加成反应和加聚反应。N原子的价电子排布式：原子的价电子排布式： 利用所学知识分析一下利用所学知识分析一下N2的结构，解释的结构，解释氮气化学性质稳定的原因。氮气化学性质稳定的原因。2s22p3N原子的价电子原子的价电子轨道表示式：轨道表示式：N2的结构式：的结构式：原子轨道的重叠方式？原子轨道的重叠方式？2s2p N N N2中中1个个p-p 键键和和2个个p-p 键键的形成过程的形成过程 NN 2P3轨道轨道zzyyx【归纳总结】【归纳总结】 键的特征(1)(1)每个每个键的电子云由两块组成键的电子
20、云由两块组成，分别位于由两原子核构分别位于由两原子核构成成平面的两侧平面的两侧，如果以它们之间包含原子核的平面为镜面如果以它们之间包含原子核的平面为镜面，它们互为镜像它们互为镜像，这种特征称为镜面对称。这种特征称为镜面对称。( (2)2)形成形成键时电子云重叠程度比键时电子云重叠程度比键小键小，键不如键不如键牢键牢固。特例：固。特例：N N2 2分子中的分子中的键比键比键稳定。键稳定。(3)(3)以形成以形成键的两个原子核的连线为轴键的两个原子核的连线为轴，任意一个原子并任意一个原子并不能单独旋转不能单独旋转，若单独旋转则会破坏若单独旋转则会破坏键键，如以如以p py yp py y 键为例键
21、为例，若旋转其中一个成键原子若旋转其中一个成键原子，则两原子的则两原子的p py y轨道不再轨道不再平行平行，也就无法也就无法“肩并肩肩并肩”地靠近形成地靠近形成键。键。键和键的比较1、键的常见类型有键的常见类型有(1)s-s，(2)s-p，(3)p-p，请，请指出下列分子指出下列分子键所属类型键所属类型: A、HBr B、NH3 C、F2 D、H2s-p 键键s-p 键键p-p 键键s-s 键键【随堂练习随堂练习】2、已知、已知键可吸收紫外线，含键可吸收紫外线，含键物质可做护键物质可做护肤品。请问下列物质中哪些是含有肤品。请问下列物质中哪些是含有键的分子键的分子（ ） A. NH3 B. C
22、H4 C. CO2 D. C2H2CD2. 试分析试分析乙烷（乙烷（CH3-CH3）、乙烯）、乙烯(CH2=CH2)、乙炔、乙炔(CHCH)分子中化学键的成分。分子中化学键的成分。 乙烷（乙烷（CH3-CH3）分子中）分子中7个个键；键； 2、乙烯分子与溴发生加成反应时，断裂哪种类乙烯分子与溴发生加成反应时，断裂哪种类型的键？为什么？型的键？为什么？ 乙烯乙烯(CH2=CH2）分子中）分子中5个个键、键、1个个键键 乙炔乙炔(CHCH)分子中分子中3个个键、键、2个个键键随堂练习随堂练习3 3、共价键的特征、共价键的特征共价键具有：共价键具有：饱和性饱和性和和方向性方向性饱和性：饱和性：每个原
23、子所能形成共价键的总数或以单键连接每个原子所能形成共价键的总数或以单键连接的原子数目是一定的。的原子数目是一定的。【分析分析】为什么为什么N、O、F与与H形成简单的化合物形成简单的化合物(NH3、H2O、HF)中中H原子数不等？原子数不等？ 按照价键理论的电子配对原理，按照价键理论的电子配对原理，一个原子有几个未成对电子一个原子有几个未成对电子，便，便可和几个可和几个自旋相反自旋相反的电子的电子配对配对成键，这就共价键的成键，这就共价键的“饱和性饱和性”。一个非金属元素原子最多能形成一个非金属元素原子最多能形成几个共价键？几个共价键？= =最外层电子数最外层电子数2 2、方向性、方向性p、d、
24、f轨道在空间均有不同的伸展方向。轨道在空间均有不同的伸展方向。它们的相互重叠需要取一定的方向，才能满足它们的相互重叠需要取一定的方向，才能满足最大重叠原理，才能形成稳定的化学键。最大重叠原理，才能形成稳定的化学键。共价键的方向性决定了共价键的方向性决定了分子的构型。分子的构型。因为因为S S轨道是球形对称的，所以轨道是球形对称的，所以S S轨道与轨道与S S轨道形成的共价键没有方向性。轨道形成的共价键没有方向性。问题问题1：是不是所有的共价键都具有方向性？是不是所有的共价键都具有方向性？问题问题2：H2分子与分子与HCl分子中的共价键是否相同？分子中的共价键是否相同？共价键的参数键能、键长和键
25、角 气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量。破坏1mol化学键形成气态基态原子所需的最低能量。1、键能： 单位：kJmol1， 常用 EAB 表示保证释放能量最低如：HH 键能 436.0 kJmol1 NN 键能 946.0 kJmol1二、共价键模型共价键模型 观察分析观察分析 键能大小与化学键稳定性的关系？键能大小与化学键稳定性的关系？键键键能键能键键键能键能C-C347.7CH413.4C=C615OH462.8CC812NH390.8CO351H-F568CO745H-Cl431.8NN193H-Br366NN418H-I298.7NN946H-H436一般键能越大，化学键越稳
26、定一般键能越大，化学键越稳定规律规律: :键能 EH-FEH-ClEH-BrEH-I稳定性 HFHClHBrHI试判断分子的稳定性：试判断分子的稳定性：A. Cl2， Br2，I2 B. NH3 ，H2O应用：计算化学反应的反应热应用：计算化学反应的反应热H= 反应物键能总和反应物键能总和-生成物键能总和生成物键能总和键键键能键能键长键长键键键能键能键长键长H-H43674HF565.092Cl-Cl242.7198H-Cl428.0128H-Br362.0141H-I295.0161根据表中数据，计算根据表中数据，计算1molH2跟跟1molCl2反应的反应热反应的反应热H = 436kJ/
27、molH2 + Cl2 = 2HCl= 177.3kJ/mol 2428.0kJ/mol+ 242.7kJ/mol共价键的参数键能、键长和键角形成共价键的两个原子之间的核间距为键长键长小于成键原子的原子半径之和2、键长：成键原子轨道重叠共价半径：相同原子的共价键键长的一半。键键键能键能键长键长键键键能键能键长键长H-H43674CC812120F-F157141CH 413.4109Cl-Cl242.7198OH 462.896Br-Br193.7228NH 390.8101I-I152.7267NN946110观察分析观察分析如何判断一个键的键长？键长与稳定如何判断一个键的键长？键长与稳定性
28、的关系？性的关系？成键原子的半径越小，成键原子的半径越小，键长越短，键长越短， 键能越大，键能越大，规律规律:共价键越稳定。共价键越稳定。下列分子中键能最小的是（下列分子中键能最小的是（ ） A. N2 B. Br2 C . Cl2 D . F2 键能键能看键长看键长看原子半径看原子半径成键原子的半径越小，成键原子的半径越小，键长越短，键长越短，键能越大，键能越大， 共价键越稳定。共价键越稳定。B键键键长键长/nm键能键能/kJmol-1C-C0.154347.7C=C0.134615CC0.121812 一般地，相同原子间形成单键、双一般地，相同原子间形成单键、双键键、叁键的、叁键的键长依次
29、变短，键长依次变短，键能键能依次增大。依次增大。1、由表、由表2-1-2的数据判断，下列分子的稳定性的数据判断，下列分子的稳定性 A. H2 ，Cl2 B. HCl，HBr ，HI2、从键角度分析：为什么酸性、从键角度分析：为什么酸性HF HCl HBr HI？原子半径：原子半径：F Cl Br I，键长，键长H-F H-Cl H-Br H-Cl H-Br H-I，稳，稳定性定性H-F H-Cl H-Br H-I，在水中电离出，在水中电离出H+的能力依次增强，故酸性依次增强。的能力依次增强，故酸性依次增强。109283 3、键角、键角：两个共价键之间的夹角称为键角：两个共价键之间的夹角称为键角
30、。 键角一定，表明共价键具有方向性。键角是描述分子立体结构的重要参数，分子的许多性质与键角有关。键角决定分子的空间构型。键角决定分子的空间构型。 V型型 直线型直线型 正四面体正四面体三角锥形三角锥形 常见分子的空间构型与键角分子键角数据分子键角数据分子键长数据分子键长数据分子几何构型分子几何构型及某些性质及某些性质键能、键长键能、键长决定了共价键的稳定性；决定了共价键的稳定性；键长、键角键长、键角决定了分子的空间构型。决定了分子的空间构型。 1下列说法中正确的是()A双原子分子中化学键键能越大，分子越稳定B双原子分子中化学键键长越长，分子越稳定C双原子分子中化学键键角越大，分子越稳定D在双键
31、中，键的键能要小于键的键能键能越大，键长越短时，分子越稳定 A没有键角键的重叠程度要大于键【随堂练习随堂练习】1. 下列说法中，错误的是（下列说法中，错误的是（ ） 键长越长，化学键越牢固键长越长，化学键越牢固 成键原子间原子轨道重叠越多成键原子间原子轨道重叠越多,共价键越牢固共价键越牢固 对双原子分子来讲，键能越大对双原子分子来讲，键能越大,含有该键的分子越稳定含有该键的分子越稳定原子间通过共用电子对所形成的化学键叫共价键原子间通过共用电子对所形成的化学键叫共价键【随堂练习随堂练习】A2. 能够用键能解释的是能够用键能解释的是( ) 氮气的化学性质比氧气稳定氮气的化学性质比氧气稳定 常温常压
32、下，溴呈液体，碘为固体常温常压下，溴呈液体，碘为固体 稀有气体一般很难发生化学反应稀有气体一般很难发生化学反应 硝酸易挥发，硫酸难挥发硝酸易挥发，硫酸难挥发A3、共价键是有饱和性和方向性的，下列关于共价键、共价键是有饱和性和方向性的，下列关于共价键这两个特征的叙述中不正确的是这两个特征的叙述中不正确的是 （ ）A.共价键的饱和性是由成键原子的未成对电子数决定共价键的饱和性是由成键原子的未成对电子数决定B.共价键的方向性是由成键原子的轨道的方向性决定共价键的方向性是由成键原子的轨道的方向性决定C.共价键的方向性决定了分子的空间构型共价键的方向性决定了分子的空间构型D.共价键的方向性决定了分子内部的原子的数量关系共价键的方向性决定了分子内部的原子的数量关系E.共价键的方向性与原子轨道的重叠程度有关共价键的方向性与原子轨道的重叠程度有关F.硫化氢分子中的两个共价键的夹角与硫原子的两个硫化氢分子中的两个共价键的夹角与硫原子的两个未成对电子所在原子轨道的夹角有关未成对电子所在原子轨道的夹角有关E
