
1.熟知共價(jià)鍵的概念與形成過(guò)程,知道共價(jià)鍵的特征——具有飽和性和方向性。2.能夠從不同的角度對(duì)共價(jià)鍵分類,會(huì)分析σ鍵和π鍵的形成及特點(diǎn)。
1.宏觀辨識(shí)與微觀探析:從微觀角度認(rèn)識(shí)共價(jià)鍵的形成過(guò)程并對(duì)共價(jià)鍵進(jìn)行分類,結(jié)合物質(zhì)的性質(zhì),形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的觀念。2.證據(jù)推理與模型認(rèn)知:結(jié)合共價(jià)鍵模型的建立過(guò)程,能論證證據(jù)與模型建立及其發(fā)展之間的關(guān)系。
課前篇
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自主學(xué)習(xí)固基礎(chǔ)
1.概念:原子間通過(guò)____________所形成的相互作用。2.本質(zhì):電子云(或原子軌道)的重疊。
3.特征:(1) __________:決定分子的組成。(2) 方向性:決定分子的立體構(gòu)型。
1.鍵能(1)概念:氣態(tài)分子中1 ml化學(xué)鍵________成氣態(tài)原子所________的能量。(2)特點(diǎn):鍵能越大,鍵越________,越不易________。
2.鍵長(zhǎng) (1) 概念:構(gòu)成化學(xué)鍵的兩個(gè)原子的________。 (2) 特點(diǎn):鍵長(zhǎng)越短,鍵能________,鍵越________。3.鍵角 (1) 概念:兩個(gè)相鄰共價(jià)鍵之間的夾角。 (2)特點(diǎn):表示共價(jià)鍵有________,決定分子的立體結(jié)構(gòu)。
(1)所有共價(jià)鍵都具有方向性( )(2)N2分子中σ鍵與π鍵的個(gè)數(shù)是2∶1( )(3)氯氣的化學(xué)式是Cl2而不是Cl3,是由共價(jià)鍵的飽和性決定的( )(4)共價(jià)鍵只能是非金屬原子之間的成鍵( )
原子軌道盡可能沿著最大重疊的方向重疊,軌道重疊越多,電子在兩核間出現(xiàn)的機(jī)會(huì)越大,形成的共價(jià)鍵也就越穩(wěn)定。若分子間距離相等,A、B、C三種情況中,哪種情況下重疊最多?
提示:C中“頭碰頭”方式重疊最多。
課堂篇
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重點(diǎn)難點(diǎn)要突破
[素材1] 下面五種元素原子電負(fù)性的數(shù)值:
1.從原子電負(fù)性的角度分析為什么鈉、氯通過(guò)得失電子形成的電子對(duì)不被鈉原子和氯原子共用形成共價(jià)鍵而形成離子鍵?氫和氯原子間、碳和氧原子間的共用電子對(duì)可以被兩原子共用而形成共價(jià)鍵嗎?由此你得出的結(jié)論是什么?
提示:鈉、氯電負(fù)性之差(絕對(duì)值)為2.1>1.7,故Na和Cl之間通過(guò)得失電子形成的電子對(duì)不被共用,不能形成共價(jià)鍵,形成的是離子鍵。
氫、氯電負(fù)性之差為0.9,碳、氧電負(fù)性之差為1,均小于1.7,故氫、氯之間形成的電子對(duì)被共用,碳、氧之間形成的電子對(duì)也被共用,能形成共價(jià)鍵。由此得出的結(jié)論是:①當(dāng)原子的電負(fù)性相差很大(一般大于1.7)時(shí),化學(xué)反應(yīng)形成的電子對(duì)不會(huì)被共用,形成的是離子鍵。②當(dāng)原子的電負(fù)性相差不大(一般小于1.7)時(shí),原子間形成的電子對(duì)能被共用,形成的是共價(jià)鍵。
[素材2] 下面是乙烷、乙烯、乙炔的球棍模型和空間填充模型:
2. 仔細(xì)觀察乙烷、乙烯、乙炔的分子結(jié)構(gòu),指出它們分子中的共價(jià)鍵分別由幾個(gè)σ鍵和幾個(gè)π鍵構(gòu)成?
3. 解釋乙烯分子中π鍵是如何形成的?
提示:乙烯分子中兩個(gè)碳原子的p軌道“頭碰頭”重疊形成一個(gè)σ鍵,而兩個(gè)碳原子間相互垂直的p軌道“肩并肩”重疊形成一個(gè)π鍵。故乙烯分子中的碳碳雙鍵由一個(gè)σ鍵和一個(gè)π鍵構(gòu)成。
1.共價(jià)鍵的特征 (1) 飽和性:決定分子的組成。 (2) 方向性:決定分子的立體構(gòu)型。
2.共價(jià)鍵的存在范圍(1)共價(jià)化合物,以共用電子對(duì)(形成共價(jià)鍵)形成分子的化合物稱為共價(jià)化合物。共價(jià)化合物的組成粒子(原子)通過(guò)共價(jià)鍵結(jié)合成分子,因此共價(jià)化合物中一定存在共價(jià)鍵。如SO2、CO2、CH4、H2O2、CS2、H2SO4等。(2)非金屬單質(zhì)分子中(稀有氣體除外),如O2、F2、Cl2、H2、C60等。
(3)部分離子化合物,如Na2SO4中的SO中存在共價(jià)鍵,NaOH中的OH-中存在共價(jià)鍵,NH4Cl中的NH中存在共價(jià)鍵,Na2O2中的O中存在共價(jià)鍵。
4.乙烷、乙烯、乙炔成鍵分析
[典例1] 下列說(shuō)法中正確的是( )A.若把H2O分子寫(xiě)成H3O分子,違背了共價(jià)鍵的飽和性B.全部由非金屬元素組成的化合物不一定含有共價(jià)鍵C.所有共價(jià)鍵都有方向性D.兩個(gè)原子軌道發(fā)生重疊后,電子在兩核間出現(xiàn)的概率減少
解析:A對(duì),O原子最外層有兩個(gè)未成對(duì)電子,根據(jù)共價(jià)鍵的飽和性,一個(gè)O原子只能結(jié)合兩個(gè)H原子形成H2O;B錯(cuò),全部由非金屬元素組成的化合物可能是共價(jià)化合物,也可能是含有原子團(tuán)的復(fù)雜離子化合物,如NH4Cl等,無(wú)論是哪種情況,都一定含有共價(jià)鍵。C錯(cuò),H2分子中,H原子以s軌道成鍵,因?yàn)閟軌道為球形,所以H2分子中的H—H鍵沒(méi)有方向性。D錯(cuò),兩個(gè)原子軌道發(fā)生重疊后,電子在兩核之間出現(xiàn)的概率增大。
1.下列關(guān)于σ鍵和π鍵的理解不正確的是( )A.含有π鍵的分子在進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)時(shí),分子中的π鍵比σ鍵活潑B.在有些分子中,共價(jià)鍵可能只含有π鍵而沒(méi)有σ鍵C.有些原子在與其他原子形成分子時(shí)只能形成σ鍵,不能形成π鍵D.當(dāng)原子形成分子時(shí),一定形成σ鍵,可能形成π鍵
解析:A對(duì),同一分子中的π鍵不如σ鍵牢固,反應(yīng)時(shí)比較容易斷裂。B錯(cuò)、D對(duì),原子間形成共價(jià)鍵時(shí),一定形成σ鍵,若出現(xiàn)雙鍵或三鍵,才出現(xiàn)π鍵,故含有π鍵的分子中一定含有σ鍵。C對(duì),氫原子、氯原子等跟其他原子形成分子時(shí)只能形成單鍵,即只能形成σ鍵。
2.下列物質(zhì)的分子中既有σ鍵又有π鍵的是( )①HCl?、贖2O?、跱2?、蹾2O2 ⑤C2H4?、轈2H2 A.①②③ B.③④⑤⑥ C.①③⑥ D.③⑤⑥
解析:HCl、H2O、H2O2的結(jié)構(gòu)式分別為H─Cl、H─O─H、H─O─O─H,分子中不含π鍵;N2、C2H4、C2H2的結(jié)構(gòu)式分別為N≡N、 、H─C≡C─H,分子中既有σ鍵又有π鍵。
已知下列某些共價(jià)鍵的鍵能如下:
1.根據(jù)以上鍵能數(shù)據(jù)的大小,試比較Cl2、Br2、I2的穩(wěn)定性的大小?
提示:分子中的鍵能越大,斷裂共價(jià)鍵越困難,分子的穩(wěn)定性越強(qiáng)。故穩(wěn)定性:Cl2>Br2>I2。
2.N2、O2跟H2的反應(yīng)能力依次增強(qiáng),從鍵能的角度如何理解這一化學(xué)事實(shí) ?
提示:化學(xué)反應(yīng)就是破壞舊鍵生成新鍵的過(guò)程,由于鍵能:N≡N>O=O,且生成物的鍵能:H─O>N─H,說(shuō)明生成物分子的穩(wěn)定性:H2O>NH3,所以N2、O2跟H2反應(yīng)的能力依次增強(qiáng)。
3.根據(jù)表中的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算1 ml H2分別跟1 ml Cl2、1 ml Br2(蒸氣)反應(yīng),分別形成2 ml HCl和2 ml HBr,哪一個(gè)反應(yīng)釋放能量更多?
提示:對(duì)于反應(yīng):H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)反應(yīng)放出的熱量為431.8×2 kJ-(436.0+242.7)kJ=184.9 kJ。對(duì)于反應(yīng):H2(g)+Br2(g)===2HBr(g)反應(yīng)放出的熱量為366×2 kJ-(436.0+193.7)kJ=102.3 kJ。因此,生成2 ml HCl比生成2 ml HBr釋放的能量多。
1.鍵能(1)鍵能的概念氣態(tài)分子中1 ml化學(xué)鍵解離成氣態(tài)原子所吸收的能量稱為鍵能,鍵能通常是298.15 K、101 kPa條件下的標(biāo)準(zhǔn)值,單位為kJ·ml-1。鍵能越大,化學(xué)鍵越穩(wěn)定。
(2) 鍵能的應(yīng)用①判斷共價(jià)鍵的穩(wěn)定性。原子間形成共價(jià)鍵時(shí),原子軌道重疊程度越大,體系能量降低越多,釋放能量越多,形成共價(jià)鍵的鍵能越大,共價(jià)鍵越牢固。②判斷分子的穩(wěn)定性。一般來(lái)說(shuō),結(jié)構(gòu)相似的分子,共價(jià)鍵的鍵能越大,分子越穩(wěn)定。如分子的穩(wěn)定性:HF>HCl>HBr>HI。③利用鍵能計(jì)算反應(yīng)熱。ΔH=反應(yīng)物的鍵能總和-生成物的鍵能總和。
2.鍵長(zhǎng)(1)概念:兩個(gè)成鍵原子的原子核間的距離叫做該化學(xué)鍵的鍵長(zhǎng)。(2)鍵長(zhǎng)與鍵的穩(wěn)定性的關(guān)系:鍵長(zhǎng)是衡量共價(jià)鍵強(qiáng)弱的另一個(gè)重要參數(shù)。鍵長(zhǎng)越短,往往鍵能越大,表明共價(jià)鍵越牢固。(3)鍵長(zhǎng)與分子空間結(jié)構(gòu)的關(guān)系:鍵長(zhǎng)是影響分子空間結(jié)構(gòu)的因素之一。如CH4分子的空間結(jié)構(gòu)是正四面體形,而CH3Cl只是四面體形而不是正四面體形,原因是C─H鍵和C─Cl鍵的鍵長(zhǎng)不相等。
(4) 定性判斷鍵長(zhǎng)的方法①根據(jù)原子半徑進(jìn)行判斷。在其他條件相同時(shí),成鍵原子的半徑越小,鍵長(zhǎng)越短。如鍵長(zhǎng):H—I鍵>H—Br鍵>H—Cl鍵。②根據(jù)共用電子對(duì)數(shù)判斷。就相同的兩原子形成的共價(jià)鍵而言,當(dāng)兩個(gè)原子形成雙鍵或者三鍵時(shí),由于原子軌道的重疊程度增大,原子之間的核間距減小,鍵長(zhǎng)變短,故單鍵鍵長(zhǎng)>雙鍵鍵長(zhǎng)>三鍵鍵長(zhǎng)。
3.鍵角(1)概念:在多原子分子中,兩個(gè)相鄰共價(jià)鍵之間的夾角稱為鍵角。(2)意義:鍵角可反映分子的空間結(jié)構(gòu),是描述分子空間結(jié)構(gòu)的重要參數(shù),分子的許多性質(zhì)都與鍵角有關(guān)。另外,多原子分子的鍵角一定,表明共價(jià)鍵具有方向性。
(3)常見(jiàn)分子的鍵角:如三原子分子CO2的結(jié)構(gòu)式為O==C==O,鍵角為180°,為直線形分子;三原子分子H2O中H—O—H的鍵角為105°,是V形(或稱角形)分子;四原子分子NH3中的鍵角是107°,分子呈三角錐形。
[典例2] 下列說(shuō)法正確的是( )A.已知N—N鍵的鍵能為193 kJ·ml-1,故氮氮三鍵的鍵能為193 kJ·ml-1×3B.H—H鍵的鍵能為436 kJ·ml-1,F(xiàn)—F鍵的鍵能為157 kJ·ml-1,故F2比H2穩(wěn)定C.某元素原子最外層有1個(gè)電子,它跟鹵素原子相結(jié)合時(shí),所形成的化學(xué)鍵是離子鍵D.N—H鍵的鍵能為390.8 kJ·ml-1,其含義為形成1 mlNH鍵所釋放的能量為390.8 kJ
解析:A錯(cuò),單鍵中只含有σ鍵,三鍵中含有2個(gè)π鍵和1個(gè)σ鍵,N—N鍵和N≡N鍵形成的共價(jià)鍵類型不同,三鍵的鍵能不是單鍵鍵能的3倍。B錯(cuò),鍵能越大,含有該鍵的分子越穩(wěn)定。C錯(cuò),最外層有1個(gè)電子,可能為H元素,也可能為堿金屬元素,與鹵素原子相結(jié)合時(shí),所形成的化學(xué)鍵為共價(jià)鍵或離子鍵。
1.NH3分子的空間結(jié)構(gòu)是三角錐形,而不是正三角形的平面結(jié)構(gòu),下列原因分析正確的是( )A.NH3分子內(nèi)N—H鍵為極性共價(jià)鍵B.NH3分子內(nèi)3個(gè)N—H鍵的鍵長(zhǎng)相等,鍵角相等C.NH3分子內(nèi)3個(gè)N—H鍵的鍵長(zhǎng)相等,3個(gè)鍵角都等于107°D.NH3分子內(nèi)3個(gè)N—H鍵的鍵長(zhǎng)相等,3個(gè)鍵角都等于120°
解析:A項(xiàng),鍵的極性與分子空間結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān);B項(xiàng),3個(gè)N─H鍵的鍵能與鍵長(zhǎng)分別相同,鍵角相同,仍有可能為正三角形;D項(xiàng),若成立,則說(shuō)明NH3為正三角形的平面結(jié)構(gòu),而不是三角錐形,與題干信息矛盾。
2.下表是從實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的不同物質(zhì)中的鍵長(zhǎng)和鍵能數(shù)據(jù):
其中x、y的鍵能數(shù)據(jù)尚未測(cè)定,但可根據(jù)規(guī)律推導(dǎo)鍵能大小的順序是b>a>y>x,該規(guī)律是( )A.成鍵時(shí),電子數(shù)越多,鍵能越大B.鍵長(zhǎng)越短,鍵能越大C.成鍵所用電子數(shù)越小,鍵能越大D.成鍵時(shí)電子對(duì)越偏移,鍵能越大
解析:觀察表中數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),測(cè)定的化學(xué)鍵都是O—O鍵,因此不存在成鍵時(shí)電子的多少問(wèn)題,也不存在電子對(duì)偏移的問(wèn)題,但是O2與O比較,鍵能大的對(duì)應(yīng)的鍵長(zhǎng)短,按此分析O的鍵長(zhǎng)比O的鍵長(zhǎng)長(zhǎng),所以O(shè)中O—O鍵的鍵能比O的小。若按照此規(guī)律,鍵長(zhǎng)由短到長(zhǎng)的順序?yàn)镺<O2<O<O,鍵能大小順序應(yīng)為b>a>y>x,與題意吻合,所以B項(xiàng)正確。
演習(xí)篇
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學(xué)業(yè)測(cè)試速達(dá)標(biāo)
1.如圖表示氫原子的電子云重疊示意圖。以下各種說(shuō)法中錯(cuò)誤的是( ) A.圖中電子云重疊意味著電子在核間出現(xiàn)的機(jī)會(huì)多B.氫原子的核外的s軌道重疊形成共價(jià)鍵C.氫原子的核外電子呈云霧狀,在兩核間分布得密一些,將兩核吸引D.氫原子之間形成σ鍵,s-s σ鍵沒(méi)有方向性
解析:電子云是對(duì)核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的一種形象化描述,并不是指電子呈云霧狀,圖中小點(diǎn)的疏密只表示電子出現(xiàn)概率的大小,A正確,C錯(cuò)誤;氫原子的核外的s軌道重疊形成共價(jià)鍵,B正確;因s軌道是球形的,故s軌道和s軌道形成σ鍵時(shí),無(wú)方向性,即s-s σ鍵沒(méi)有方向性,D正確。
2.下列分子中存在的共價(jià)鍵類型完全相同(從σ鍵、π鍵的形成方式角度分析)的是( )A.CH4與NH3 B.C2H6與C2H4C.H2與Cl2 D.Cl2與N2
解析:CH4和NH3分子中全是s-p σ鍵,A正確;C2H6中只存在σ鍵,而C2H4中存在σ鍵和π鍵,B錯(cuò)誤;H2中只存在s-s σ鍵,Cl2為p-p σ鍵,C錯(cuò)誤;Cl2中只存在p-p σ鍵,N2中存在σ鍵和π鍵,D錯(cuò)誤。
3.下列四組物質(zhì)中只含有共價(jià)鍵的是( )
解析:一般活潑的金屬和活潑的非金屬容易形成離子鍵,非金屬元素的原子間容易形成共價(jià)鍵。五種物質(zhì)均只有共價(jià)鍵,A正確;NaCl、Na2O2、NaHCO3中均含有離子鍵,B錯(cuò)誤;Xe分子中不存在化學(xué)鍵,C錯(cuò)誤;NH4HCO3、KNO3中均含有離子鍵,D錯(cuò)誤。
4.在N2F2分子中,所有原子均符合8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),則該分子中兩個(gè)氮原子之間的鍵型構(gòu)成是( )A.僅有一個(gè)σ鍵 B.僅有一個(gè)π鍵C.一個(gè)σ鍵,一個(gè)π鍵 D.一個(gè)σ鍵,兩個(gè)π鍵
解析:由題給條件“所有原子均符合8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)”可知,其結(jié)構(gòu)式應(yīng)為F─N==N─F,則兩個(gè)氮原子之間為氮氮雙鍵,含有一個(gè)σ鍵,一個(gè)π鍵。
5.能說(shuō)明BF3分子中四個(gè)原子在同一平面的理由是( )A.任意兩個(gè)鍵的夾角為120°B.B─F鍵是極性共價(jià)鍵C.三個(gè)B─F鍵的鍵能相同D.三個(gè)B─F鍵的鍵長(zhǎng)相等
解析:當(dāng)鍵角為120°時(shí),BF3的空間結(jié)構(gòu)為平面三角形,故分子中四個(gè)原子共面。
6.已知某些共價(jià)鍵的鍵能、鍵長(zhǎng)數(shù)據(jù)如表所示:
(1)下列推斷正確的是________(填字母,下同)。A.熱穩(wěn)定性:HF>HCl>HBr>HIB.氧化性:I2>Br2>Cl2C.沸點(diǎn):H2O>NH3D.還原性:HI>HBr>HCl>HF(2)在HX(X=F、Cl、Br、I)分子中,鍵長(zhǎng)最短的是________,最長(zhǎng)的是________;O─O鍵的鍵長(zhǎng)________(填“大于” “小于”或“等于”)O==O鍵的鍵長(zhǎng)。
解析:(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)知,同主族元素從上至下氣態(tài)氫化物的鍵能逐漸減小,熱穩(wěn)定性逐漸減弱,A項(xiàng)正確;從鍵能看,氯氣、溴單質(zhì)、碘單質(zhì)的熱穩(wěn)定性逐漸減弱,由原子結(jié)構(gòu)知,氧化性也逐漸減弱,B項(xiàng)錯(cuò)誤;H2O在常溫下為液態(tài),NH3在常溫下為氣態(tài),則H2O的沸點(diǎn)比NH3的高,C項(xiàng)正確;還原性與得失電子能力有關(guān),還原性:HI>HBr>HCl>HF,D項(xiàng)正確。
這是一份化學(xué)選擇性必修2第一節(jié) 共價(jià)鍵精品課件ppt,共21頁(yè)。PPT課件主要包含了①⑤②③④等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份人教版 (2019)選擇性必修2第二章 分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一節(jié) 共價(jià)鍵完整版課件ppt,共33頁(yè)。PPT課件主要包含了核心素養(yǎng),鍵參數(shù)之鍵能,kJ·mol-1,思考討論,資料卡片,鍵能通常是一個(gè)平均值,某些共價(jià)鍵的鍵能,你能發(fā)現(xiàn)哪些規(guī)律呢,練一練,鍵參數(shù)之鍵長(zhǎng)等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份化學(xué)選擇性必修2第一節(jié) 共價(jià)鍵備課ppt課件,共51頁(yè)。PPT課件主要包含了基礎(chǔ)知識(shí)梳理,學(xué)與問(wèn),電子配對(duì)原理,最大重疊原理,共價(jià)鍵具有飽和性,共價(jià)鍵的特征,小結(jié)共價(jià)鍵特征,方向性,飽和性,共價(jià)鍵的方向性等內(nèi)容,歡迎下載使用。
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