第二章第一节第二章第一节共价键共价键（人教版选修）（人教版选修） 什么是化学键？物质的所有原子间什么是化学键？物质的所有原子间都存在化学键吗？都存在化学键吗？ 【化学键】 相邻相邻原子或离子之间原子或离子之间强烈的相互作用强烈的相互作用。化学键化学键离子键离子键金属键金属键共价键共价键非极性键非极性键极性键极性键【不是所有物质都含有化学键，【不是所有物质都含有化学键，稀有气体无化稀有气体无化学键学键】一、共价键：一、共价键：1、概念：原子间通过共用电子对形成的相、概念：原子间通过共用电子对形成的相互作用，叫做共价键。互作用，叫做共价键。成键粒子成键粒子： 原子。原子。成键条件成键条件： 一般为非金属元素原子之间；某些金属元一般为非金属元素原子之间；某些金属元素与非金属元素之间。（素与非金属元素之间。（AlCl3）类型:共价键极性共价键非极性共价键H2Cl2O2N2 用电子式表示用电子式表示H2、HCl、Cl2 、N2分子的形成过分子的形成过程。程。2、形成过程、形成过程用轨道电子云来描述共价键的形成过程。用轨道电子云来描述共价键的形成过程。 电子云在两个原子核间重叠，意味着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出现在核间的概率增大.3、共价键的形成条件：、共价键的形成条件：(1) 两原子得电子能力相同或相近两原子得电子能力相同或相近(2) 原子有未成对电子原子有未成对电子(3) 原子的原子轨道在空间上发生重叠原子的原子轨道在空间上发生重叠 4.共价键的本质：共价键的本质： 成成键键原原子子相相互互接接近近时时，原原子子轨轨道道发发生生重重叠叠，自自旋旋方方向向相相反反的的未未成成对对电电子子形形成成共共用用电电子子对对，两两原原子子核核间间的的电电子子云云密密度度增加，体系能量降低增加，体系能量降低共价键具有饱和性共价键具有饱和性 按照共价键的共用电子对理论，一个原子按照共价键的共用电子对理论，一个原子有几个未成对电子，便可和几个自旋相反的电有几个未成对电子，便可和几个自旋相反的电子配对成键，这就共价键的子配对成键，这就共价键的“饱和性饱和性”。H 原原子、子、Cl原子都只有一个未成对电子，因而只能原子都只有一个未成对电子，因而只能形成形成H2、HCl、Cl2分子，不能形成分子，不能形成H3、H2Cl、Cl3分子。分子。 为什么不可能有为什么不可能有H3、H2Cl、Cl3分子的形成分子的形成？练习练习 分别写出下列非金属元素的原子电子配分别写出下列非金属元素的原子电子配对成键数目对成键数目 H 、A 、A 、A 。相互靠拢(a). s-s 键的形成1、键的形成键的形成二. 键和键(b)s-p 键的形成键的形成 未成对电子的电子云相互靠拢电子云相互重叠共价键的方向性 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(c)(c)、p-p p-p 键的形成键的形成【小结【小结键类型】键类型】 s-s 键：键： s-p 键：键： p-p 键：键：形成 键的电子称为 电子。 键的键的“头对头头对头”轨道重叠轨道重叠方式，可使轨道重叠程度较大，方式，可使轨道重叠程度较大，故故键很稳定键很稳定。 键沿对称轴旋转任一原子，不键沿对称轴旋转任一原子，不会破坏会破坏键键。键特征：键特征： 2、键的形成键的形成 两个原子相互接近电子云重叠键的电子云 键：键：“肩并肩肩并肩”镜像对称形成 键的电子称为 电子。【对比与感受】头碰头 肩并肩 键键的特征：的特征： 两个原子轨道以平行或两个原子轨道以平行或“肩并肩肩并肩” 方式重叠；原子重叠的部分位于方式重叠；原子重叠的部分位于两原子核构两原子核构成平面的两侧成平面的两侧，互为，互为镜像镜像，称为，称为镜像对称。镜像对称。键的电子云 以形成以形成键的两个原子核的连线为轴，任键的两个原子核的连线为轴，任一原子不能单独旋转，否则破坏一原子不能单独旋转，否则破坏键。键。【注】 由于由于键重叠程度比键重叠程度比键小键小, 所以所以键的强键的强度要比度要比键大！键大！ 稳定性：稳定性： 键键 键键 ！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科学探究科学探究N NN Np-p 键p-p 键p-p 键（3）键与键与键的区别：键的区别：电子云图不同：电子云图不同： 键为轴对称键为轴对称 键为镜向对称键为镜向对称：强度不同：强度不同： 键强度大，键强度大， 键容易断裂键容易断裂：一般规律共价单键是：一般规律共价单键是键；键； 共价双键中一个共价双键中一个键，另一个是键，另一个是键键 共价三键中一个共价三键中一个键，两个是键，两个是键键 键比较稳定不容易断裂， 键比较容易断裂。 s电子和电子和s电子、电子、 s电子和电子和p电子电子只能形成只能形成键键； p电子和电子和p电子既可形成电子既可形成键键，又可能形成，又可能形成键键； 且且 p电子和电子和p电子电子先先形成形成键，键，后后形成形成键。键。4、键与键与键的成键规律：键的成键规律： 键键 键键形成形成电子云电子云特征特征强度强度存在存在规律规律【小结】沿轴方向“头碰头”平行方向“肩并肩”轴对称、可旋转镜像对称、不可旋转强度大，不易断裂强度较小，易断裂有且仅有一个有且仅有一个键！键！73 以上原子轨道相互重叠形成的以上原子轨道相互重叠形成的键键和和键键 ，总称，总称价键轨道。价键轨道。三、键参数三、键参数键能键能、键长键长和和键角键角1 1、键能：、键能：气态基态气态基态原子形成原子形成1mol1mol化学键化学键释放释放的最低能量。的最低能量。破坏破坏1mol1mol化学键形成气态基态原子所需的最低能量。化学键形成气态基态原子所需的最低能量。规律规律: : 键能越大键能越大, ,化学键越牢固化学键越牢固, ,由该键形成的由该键形成的分子越稳定。分子越稳定。2 2、键长键长：形成共价键的两个原子之间的核间距。：形成共价键的两个原子之间的核间距。键长是键长是衡量共价稳定性的另一个参数。衡量共价稳定性的另一个参数。思考与交流思考与交流 N N2 2、O O2 2、F F2 2跟跟H H2 2的反应能力依次增强，从键能的的反应能力依次增强，从键能的角度应如何理解这一化学事实？角度应如何理解这一化学事实？ 通过上例子，你认为键长、键能对分子的化学通过上例子，你认为键长、键能对分子的化学性质有什么影响？性质有什么影响？ 一般地，形成的共价键的键能越大，键一般地，形成的共价键的键能越大，键长越短，共价键越稳定，含有该键的分子越长越短，共价键越稳定，含有该键的分子越稳定，化学性质越稳定。稳定，化学性质越稳定。3 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。 键角一定，表明共价键具有方向性。键角是键角一定，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。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。H2O 105NH3 107CO2 180CH4 10928小结：键能、键长、键角是共价键的三个参数键能、键长决定了共价键的稳定性；键角决定了分子的空间构型。 四、等电子原理四、等电子原理1、等电子体：是指是指 且且 的粒子，具有相同的化学键特征。的粒子，具有相同的化学键特征。原子总数价电子总数 应用：等电子体的许多性质是相近的，空间等电子体的许多性质是相近的，空间构型是相同的。所以可以利用等电子体来预测构型是相同的。所以可以利用等电子体来预测分子的空间构型和性质。分子的空间构型和性质。思考探究：思考探究：在在N2、CO2、 CO 、N2O之间互为等电子之间互为等电子体的是谁体的是谁?请预测：请预测：1、 N2O的几何构型的几何构型? 2、 CO 中的共价键类型？中的共价键类型？2、等电子原理 （1 1）. .原子总数相同、价电子总数相同的分子原子总数相同、价电子总数相同的分子或离子具有相似化学键特征，许多性质是相似的。或离子具有相似化学键特征，许多性质是相似的。此原理称为等电子原理。此原理称为等电子原理。（2）等电子体实例CO和和N2具具有有相相同同的的原原子子总数数和和相相同同的的价价电子子总数数，属于等属于等电子体，其性子体，其性质对比如下：比如下：分子分子熔点熔点/沸点沸点/在水中在水中的溶解的溶解度度(室室温温)分子解分子解离能离能kJ mol1分子的分子的价价电子子总数数CO205.05191.492.3 mL1 07510N2210.00195.811.6 mL94610（3 3）等电子体的判断和利用）等电子体的判断和利用( (1)1)判判断断方方法法：原原子子总总数数相相同同，价价电电子子总总数数相相同同的的分分子。子。(2)(2)应应用用：等等电电子子体体的的许许多多性性质质是是相相近近的的，空空间间构构型型是相同的。是相同的。利用等电子体可以：利用等电子体可以：判断一些简单分子或离子的立体构型；判断一些简单分子或离子的立体构型；利用等电子体在性质上的相似性制造新材料；利用等电子体在性质上的相似性制造新材料；利用等电子原理针对某物质找等电子体。利用等电子原理针对某物质找等电子体。(4)(4)一些常见的等电子体一些常见的等电子体二原子二原子1010电子的等电子体：电子的等电子体：N N2 2、COCO、CNCN、C C2 22 2二原子二原子1111电子的等电子体：电子的等电子体：NONO、O O2 2三三原原子子1616电电子子的的等等电电子子体体：COCO2 2、CSCS2 2、N N2 2O O、CNOCNO、N N3 3三原子三原子1818电子的等电子体：电子的等电子体：NONO2 2、O O3 3、SOSO2 2四四原原子子2424电电子子的的等等电电子子体体：NONO3 3、COCO3 32 2、BFBF3 3、SOSO3 3(g)(g) 1 1、键与键与键的形成方式有何不同？键的形成方式有何不同？ 2 2、键与键与键在对称上有何不同键在对称上有何不同? ? 3 3、键的类型键的类型? ? 4 4、哪些共价键是、哪些共价键是键，哪些共价键是键，哪些共价键是键键? ? 5 5、共价键参数有哪些？有何意义、共价键参数有哪些？有何意义? ? 6 6、怎样判断等电子体？、怎样判断等电子体？课后小结：