1、3.3共价键 共价晶体第一课时一、共价键的形成通常情况下，吸引电子能力相近的原子之间通过共用电子对形成共价键。两个成键原子为什么能通过共用电子对结合在一起呢？思考一、共价键的形成当两个氢原子相互接近时，若两个氢原子核外电子的自旋方向相反，它们接近到一定距离时，两个1s轨道发生重叠，电子在两原子核间出现的机会较大。HHHH电子云电子云1S1S原子轨道在两个原子核间重叠，意味着电子出现在核间的概率增大，因此可以说，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“黏结”在一起了。一、共价键的形成随着核间距的减小，核间电子出现的机会增大，体系的能量逐渐下降，达到能量最低状态。氢分子的形成
2、过程中能量（主要指势能）随核间距的变化如图曲线a所示。氢分子的能量与核间距的关系核间距进一步减小时，两原子间的斥力使体系的能量迅速上升，这种排斥作用又将氢原子推回到平衡位置。一、共价键的形成氢分子的能量与核间距的关系若两个氢原子核外电子的自旋方向相同，当它们相互接近时，原子间总是排斥作用占主导地位（如图曲线b所示）。所以两个带有自旋方向相同的电子的氢原子不可能形成氢分子。一、共价键的形成当成键原子相互接近时，原子轨道发生重叠，自旋方向相反的未成对电子形成共用电子对，两原子核间的电子云密度增加，体系的能量降低。共价键形成的本质：一、共价键的形成为什么N、O、F原子与氢原子形成的简单化合物分别为N
3、H3、H2O和HF？思考N、O、F原子的电子排布式和轨道表示式1SH一、共价键的形成形成共价键时，只有成键原子中自旋方向相反的未成对电子才能形成共用电子对。成键过程中，每种元素的原子有几个未成对电子，通常就只能和几个自旋方向相反的电子形成共价键。所以在共价分子中，每个原子形成共价键的数目是一定的，这就是共价键的饱和性。共价键具有饱和性决定各种原子形成分子时相互结合的数量关系一、共价键的形成形成共价键时，两个参与成键的原子轨道总是尽可能沿着电子出现机会最大的方向重叠成键，而且原子轨道重叠越多，电子在两核间出现的机会越多，体系的能量下降也就越多，形成的共价键越牢固。因此，一个原子与周围原子形成的共
4、价键就表现出方向性（s轨道与s轨道重叠形成的共价键无方向性）。s轨道和p轨道形成稳定共价键的几种重叠方式共价键具有方向性决定分子的空间结构二、共价键的类型氢原子形成氢分子的过程氢原子的核外电子排布式为1s1，有一个未成对电子，当两个氢原子结合成氢气分子时，两个氢原子的s轨道沿x轴方向以“头碰头”的方式发生重叠。H2中的键是由两个s轨道重叠形成的，可称为s-s 键。原子轨道沿核间连线方向以“头碰头”的方式重叠形成的共价键叫做键。H-H1、键二、共价键的类型 H-Cl的形成1S1S2S2P3S3PHClHCl中的共价键是由氢原子提供的未成对电子的1s原子轨道和氯原子提供的未成对电子的3p原子轨道重
5、叠形成的。s p 键HCl的的 s-p 键的形成键的形成（一个s轨道与一个p轨道重叠）H-Cl二、共价键的类型Cl-Cl的形成ClCl的的 p-p 键的形成键的形成两个p轨道重叠1S2S2P3S3PClCl2中的共价键是由2个氯原子各提供1个未成对电子的3p原子轨道重叠形成的。pp 键1S2S2P3S3PClCl-Cl二、共价键的类型H-ClH-HCl-Cl键的特征(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。(2)形成键的原子轨道重叠程度较大，故键有较强稳定性。(3)以形成键的两原子核的连线为轴，任何一个原子均可以旋转，旋转时并不破坏键的结构。
6、二、共价键的类型头碰头；轴对称；形成键的原子轨道重叠程度较大，故键有较强的稳定性。键二、共价键的类型2、键 概念：形成共价键的未成对电子的原子轨道，采取“肩并肩”的方式重叠，这种共价键叫键，主要类型为pp 键，其形成过程可以表示为下图：二、共价键的类型 键的特征(1)电子云为镜面对称：每个键的电子云由两块组成，分别位于由两原子核构成平面的两侧，如果以它们之间包含原子核的平面为镜面，它们互为镜像。(2)不稳定性：形成键时电子云重叠程度比键小，键不如键牢固。(3)以形成键的两个原子核的连线为轴，任意一个原子并不能单独旋转，若单独旋转则会破坏键，如以pypy 键为例，若旋转其中一个成键原子，则两原子
7、的py轨道不再平行，也就无法“肩并肩”地靠近形成键。二、共价键的类型N2中共价三键的形成过程 2s2pN：N：NN：N：二、共价键的类型“头碰头”xyzxyzN2中共价三键的形成过程xyzzy“肩并肩”二、共价键的类型“头碰头”“肩并肩”“肩并肩”yzzyx键键键p p 键p p 键p p 键氮气分子中含有一个键和两个键，氮气分子的结构可用结构式NN表示。N2中共价三键的形成过程二、共价键的类型单键双键三键键1个键、1个键1个键、2个键s-s电子、s-p电子只形成键；p-p电子既形成键，又形成键；且 p-p电子先形成键，后形成键共价单键是键；共价双键中一个键,另一个键；共价三键中一个键,另两个
8、键键可以独立存在,键不能单独存在。判断键、键的一般规律二、共价键的类型乙烯分子中键和键的形成过程乙炔分子中键和键的形成过程二、共价键的类型乙烷乙烷乙烯乙烯乙炔乙炔观察乙烷、乙烯和乙炔的分子结构，它们的分子中的共价键分别由几个键和几个键构成？思考乙炔分子中由3个键和2个键组成。乙烷分子中由7个键组成；乙烯分子中由5个键和1个键组成；二、共价键的类型乙烯和乙炔的化学性质为什么比乙烷活泼?思考乙烯分子中的碳碳双键和乙炔分子中的碳碳三键中分别含有1个和2个键,键原子轨道重叠程度较小,不稳定,容易断裂。而乙烷分子中没有键,键原子轨道重叠程度大,比较稳定,不易断裂。乙烷乙烷乙烯乙烯乙炔乙炔二、共价键的类型
9、苯分子中的共价键苯分子中的6个碳原子都以键与氢原子结合，每个碳原子以两个键与其他碳原子形成环状结构，同时，每个碳原子各有一个垂直于分子平面的p轨道，形成了一个以6个碳原子为中心的键。苯的这种结构，使任意两个相邻碳原子间形成的共价键的键能和核间距离完全相同。苯分子中的键示意图二、共价键的类型由同种原子形成的共价键电子对发生偏移，F原子一端相对地显负电性，H原子一端相对地显正电性电子对不发生偏移HHHF由不同种原子形成的共价键两个成键原子吸引电子的能力相同非极性共价键，简称非极性键两个成键原子吸引电子的能力不同极性共价键，简称极性键二、共价键的类型通常可以根据元素的电负性差值来判断键的极性。一般情
10、况下，两种成键元素间的电负性差值越大，它们形成的共价键的极性就越强。在极性共价键中，成键原子吸引电子能力的差别越大，共用电子对的偏移程度越大，共价键的极性越强。根据元素电负性差值大小，下列键的极性由强到弱的顺序排列为：FH OH NH CH判断以下键的极性强弱CH、NH、OH、FH？思考二、共价键的类型微波炉对食物进行加热时，其中的磁控管以 2450 MHz 的频率发射出微波，对食物中的极性分子产生作用。在高达1010数量级的微波频段下，振荡的电磁场会与极性分子中带正、负电的两极发生作用，造成这些分子发生振动。常见的食物中含有大量极性很强的水分子，食物吸收微波后，水分子以每秒 24.5亿千次的
11、变化频率进行振动。分子运动的加快意味着分子动能的增加，而动能又与温度直接相关。这样，水的温度便迅速升高，热量从水分子转移到食物的其他部分。而盛放食物的容器往往不含极性分子，且传热性差，因此温度往往较低。微波炉的工作原理到用微波炉加热之后，食物要比盛放食物的容器热得多？二、共价键的类型配位键当氨分子遇到氢离子时，氨分子中的氮原子提供孤电子对与氢离子形成共价键，即氨分子中氮原子上的孤电子对所占据的轨道与氢离子的1s空轨道发生重叠形成共价键，从而形成铵根离子。共用电子对孤电子对二、共价键的类型配位键：由一个原子提供一对电子与另一个接受电子的原子形成共价键。在NH4+中，4个NH键是完全相同的。NH4
12、+的结构式在表示分子或离子的结构式时，常用“”表示配位键，其箭头指向接受孤电子对的原子。课堂小结种类键s s 键，如：H-H-s p 键，如：H-Cl-p p 键，如：Cl-Cl“头碰头”原子轨道的重叠方式：种类轴对称电子云的对称方式：键p p 键-“肩并肩”原子轨道的重叠方式：镜面对称电子云的对称方式：种类特征饱和性方向性共价键-配位键非极性键极性键种类2课堂练习D1.下列分子中，含有键而不含有键的是（）A.CH3CH3 B.N2 C.C2H2 D.Cl22.下列说法不正确的是（）A.双键、三键都含有键 B.成键原子间原子轨道重叠得越多，共价键越牢固C.因每个原子未成对电子数是一定的，故与之成键的原子个数也一定D.所有原子轨道在空间都有自己的方向性D课堂练习3.下列说法不正确的是()A.键一般比键原子轨道重叠程度大,形成的共价键强B.两个原子之间形成共价键时,最多有1个键C.气体单质中,一定有键,可能有键D.一个N2分子中有1个键,2个键C课堂练习4.有以下物质:HFCl2H2ON2C2H4C2H6H2H2O2HCN(HCN)。其中,只含有极性键的是;只含有非极性键的是;既有极性键,又有非极性键的是;只有键的是 ;既有键又有键的是;含有由两个原子的s轨道重叠形成的键的是;含有由一个原子的p轨道与另一个原子的p轨道重叠形成键的是。
