高二化学人教版选修3课件：2.1.2共价键的键参数与等电子原理
1共价键的概念和分类2有关共价键的键参数3等电子原理
第十六章 物质结构与性质
化学
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3．分子的性质 (1)键的极性和分子的极性
①键的极性
第十六章 物质结构与性质
化学
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③键的极性与分子极性的关系 A．只含非极性键的分子一定是 和等于 零 子． 非极性分子 非极性 分子．
B．含极性键的分子，若分子中各个键的极性的向量
，则为 ，否则为极性分
解析：物质的熔沸点高低由分子间作用力大小决定， 分子间作用力越大，熔沸点越高，反之越低，而相对分子
质量和分子的极性越大，分子间作用力就越大，物质的熔
沸点就越高．A中卤素单质随相对分子量的增大，分子间 作用力逐渐增大，熔沸点升高，故A正确，B恰好相反，B 错误，C中虽然四种物质的相对分子质量增大，但是，在 HF分子中存在氢键，故HF的熔沸点是最高的，D正确． 答案：AD
极性分子，极性分子
(3)氮分子中，两个氮原子
之间形成氮氮叁键，键能很大．
第十六章 物质结构与性质
化学
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σ键
π键 原子轨道以“肩并肩” 方式(侧面)重叠成键 轨道侧面不能转动
重 叠 方 式
特 征
原子轨道以“头碰头” 方式重叠成键，重叠程 度大 绕轴转动不破坏键，有s －s、s－p、p－p等类型
键的键角决定．
答案：A
第十六章 物质结构与性质
化学
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2．下列物质的熔、沸点高低顺序正确的是 ( )
A．F2＜Cl2＜Br2＜I2
B．CF4>CCl4>CBr4>CI4 C．HF＜HCl＜HBr＜HI D．CH4＜SiH4＜GeH4＜SnH4
第十六章 物质结构与性质
化学
键参数和等电子原理
键参数和等电子原理主讲：黄冈中学高级教师 熊全告一、键参数1、键能 （1）概念：气态基态原子形成１mol化学键所释放出的最低能量。
单位：kJ／mol。
思考：①键能大小与键的强度有何关系？②键能与化学反应的能量变化有何关系？ （2）意义：键能越大，化学键越稳定，越不易断裂，形成化学键放出的能量越大。
2、键长（1）概念：形成共价键的两原子间的核间距。
单位：pm（１pm＝10-12m）。
（2）意义：键长越短，共价键越牢固，共价键越稳定。
3、键角：多原子分子中的两个共价键之间的夹角。
例如：CO2结构为Ｏ＝Ｃ＝Ｏ，键角为180°，为直线形分子。
H2O的H-O-H键角为105°，为V形分子。
CH4的H-C-H键角109°28′，为正四面体形分子。
小结:①键能、键长、键角是共价键的三个参数。
②键能、键长决定了共价键的稳定性：键长越短，键能越大，共价键越稳定。
③键长、键角决定了分子的空间结构。
资料卡片：共价半径思考： （1）试利用表中的数据进行计算：1molH2分别跟1molCl2、1molBr2(蒸气)反应，分别形成2molHCl分子和2molHBr分子，哪一个反应释放的能量更多？如何用计算的结果说明HCl分子和HBr分子哪个更容易发生热分解生成相应的单质？分析：H－H (436) ；Cl－Cl(242.7) ；Br－Br(193.7) ； H－Cl(431.8) ；H －Br(366) 1molH2跟1molCl2形成2molHCl分子释放的能量： 2×431.8kJ -1×436kJ - 1×242.7kJ=184.9kJ 1molH 2跟1molBr 2(蒸汽)反应形成2molHBr 分子释放的能量：2×366kJ - 1×436kJ - 1×193.7kJ=102.3kJ 显然生成HCl 释放的能量更多。
选修3,第二章第一节,共价键
2. 共价键的实质
.
.
..
电子云在两个原子核间重叠，意味着电子在两个原子核间出现的概 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 起一座带负电的桥梁，把带正电的两个原子核“黏结〞在一起。
3.共价键的类型 (1)σ键的形成
Ⅰ. s-s σ键的形成
相互靠拢
Ⅱ. s-p σ键的形成
未成对电子的 电子云相互靠拢
价键理论的要点
1.电子配对原理
两原子各自提供1 个自旋方向相反 的电子彼此配对。
2.最大重叠原理
两个原子轨道重叠局部越大，两 核间电子的概率密度越大，形成 的共价键越结实，分子越稳定。
常见的等电子体：
N2 SO2 SO3 C6H6 NO2 CO2 NH3 CH4
CO O3 NO3-
C22NO2SiO32-
Ｃ.稀有气体一般很难发生化学反响
Ｄ.硝酸易挥发，硫酸难挥发
3.由下表的数据判断,以下分子的稳定性：
1〕. Cl2、 Br2、 I2 H2O
键 Cl-Cl Br-Br
I-I O－H
键能 242.7 193.7 152.7 462.8
2〕. NH3 、
键 N＝O O－O O＝O N－H
键能 607 142 497.3 390.8
分子中相邻原子之间是靠什么作用而结合在一起？ 什么是离子键、共价键？ 通常哪些元素之间可以形成共价键？ 你能用电子式表示H2、HCl、Cl2分子的形成过程吗？
为什么不可能有H3、H2Cl、Cl3分子的形成？
一、共价键
1. 共价键具有饱和性 根据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 的电子配对成键，这就共价键的“饱和性〞。
2.1共价键
(kJ/mol)
分子的 价电子 总数
2.3 mL 1.6 mL
1075 946
10 10
三、等电子原理
1.等电子原理及等电子体
原子总数 相同 、价电子总数 等电子原理：___________ ________________ 相
化学键特征 同的分子具有相似的________________ ，它们的许多
P—P π键、P—d π键、d—d π键等等。
【对比】
项 目 键型
自主P18
σ键 π键
成键方向 电子云形状
沿轴方向“头碰头” 平行方向“肩并肩” 轴对称 强度大，不易断裂 镜像对称 强度较小，易断裂
牢固程度
共价单键是σ键，共价双键中一个是 σ键
成键规律
另一个是π键，共价三键中一个是σ键， 另两个为π键。
(2)最大重叠原理
两个原子轨道重叠部分 越 大 ，形成的共价键 越 牢固 ，分子越 稳定
。
科学探究
氮分子中原子轨道重叠方式如何？
z y
z y
π
z
x
N π
y
σ
N
N2中p-pσ键和p-pπ键的形成过程
有机物中的共价键
1、C – H 是σ键。 2、C—C 是σ键。 3、C=C 一个σ键，一个π键。 4、 C ≡Ｃ 一个σ键，两个π键。
极性键：共用电子对偏移的共价键。A-B
共价键 共用电子对不偏移的共价键。A-A 非极性键：
3.化合物的分类。 离子化合物：含有离子键的化合物。 共价化合物：所含的化学键全部是共价键的化合物。
【高考改编】 (1)下列物质中既有离子键又有共价键的是 A. MgO B. NaOH C. CaCI2 D.(NH4)2SO4 (2)下列属于共价化合物的是 A.N2 B.KCl C.NaOH D.AlCl3
共价键的键参数与等电子体
合作探究·核心归纳 1.所有的共价键都有方向性吗? 提示:并不是所有的共价键都有方向性,如s-sσ键就没有方向性。
2.你能用所学原子结构理论解释氢原子只能结合为H2,而不是以H3的 形式存在吗? 提示:因为氢原子1s轨道上的电子同另一个氢原子的1s轨道上的电子 配对成键后,根据泡利原理,H就不能再同第三个氢原子结合,因为如果 再同第三个氢原子结合,其中必有两个电子的自旋方向相同而违背泡 利原理。
【补偿训练】指明下列化学键类型的名称,并各举一例含有这种价键 类型的物质。
化学键类型
举例
(1)
,
。
(2)
,
。
(3)
,
。
(4)
,
。
(5)
,
。
【解析】共价键具有方向性,以“头碰头”重叠形成的为σ键, “肩并肩”重叠形成的为π键,由此可知(1)、(2)、(3)形成的 为σ键,(4)、(5)形成的为π键。 答案:(1)s-sσ键 H2 (2)s-pσ键 HCl (3)p-pσ键 Cl2 (4)pz-pzπ键 N2 (5)py-pyπ键 N2(举例合理即可)
过关小练·即时应用
1.(2015·银川高二检测)下列物质的分子中,既有σ键又有π键的
是( )
A.C2H6
B.HClO
C.CH4
【解题指南】解答本题的关键是
D.CO2
(1)明确各分子的结构特点,并能写出其结构简式;
(2)明确σ键和π键的存在原则。
【解析】选D。共价化合物中单键为σ键,双键或三键中有一个为σ键
其余为π键。C2H6的结构式为
,分子中只存在σ键;HClO的
结构式为H—O—Cl,分子中只存在σ键;CH4的结构式为
,分
2.1.2《共价键的键参数 等电子原理》导学案(含解析)
第二章《原子结构与性质》导学案第一节共价键（第二课时共价键的键参数等电子原理）【学习目标】1.通过阅读思考、数据分析，认识键能、键长、键角等键参数的概念，能用键参数――键能、键长、键角说明简单分子的某些性质。
2通过讨论交流、问题探究等活动，知道等电子原理，会判断简单的等电子体，能结合实例说明“等电子原理的应用。
【学习重点】键参数的概念、“等电子原理”及应用【学习难点】用键参数说明简单分子的结构和某些性质【自主学习】旧知回顾：1.化学反应的实质是反应物分子内旧键的断裂和生成物分子内新键的形成。
当物质发生化学反应时，断开反应物的化学键要_吸收_(放出或吸收)能量；而形成生成物的化学键要__放出__(放出或吸收)能量。
2.s轨道与s轨道形成σ键时，电子并不是只在两核间运动，只是电子在两核间出现的概率大。
因s轨道是球形的，故s轨道与s轨道形成σ键时，无方向性。
两个s 轨道只能形成σ键，不能形成π键。
两个原子间可以只形成σ键，但不能只形成π键。
新知预习：1.键能、键长和键角是共价键的三个键参数。
键能是气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量。
键能的单位是 kJ·mol－1 。
键长是指形成共价键的两个原子之间的核间距，因此原子半径决定化学键的键长，原子半径越小，共价键的键长越短。
键角是指在原子数超过2的分子中，两个共价键之间的夹角。
在多原子分子中键角是一定的，这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。
2.等电子原理是原子总数相同、价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征，它们的许多性质是相近的。
如 CO和N2 等。
【同步学习】情景导入：N2与H2在常温下很难反应，必须在高温下才能发生反应，而F2与H2在冷暗处就能发生化学反应，为什么？要解决这个问题就要了解这些分子中共价键的构成和共价键的键参数。
活动一、共价键的价参数1.阅读思考：（1）阅读教材P30页内容，结合表2-1，思考键能的概念是什么？键能与分子的稳定性有何关系？【温馨提示】①键能是气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量。
学案8：2.1.2共价键的键参数与等电子原理
第2课时共价键的键参数与等电子原理学习目标：1．认识键能、键长、键角等键参数的概念；2．能用键参数――键能、键长、键角说明简单分子的某些性质；3．认识等电子原理的概念。
结合实例说明“等电子原理”的应用――知道等电子分子的结构和性质的相似性。
导学提纲：1．（自学、思考）什么是键能？键能的大小与键的强度（共价键的牢固程度）有什么关系2．（自学、讨论）键能与化学反应的能量变化有什么联系?怎样利用键能的数据计算反应的热效应⑴试利用表2—1局数据进行计算，l mol H2分别跟1 mol C12、1 mol Br2 (蒸气)反应，分别形成2 mo1 HCl分子和2 mol HBr分子，哪一个反应释放的能量更多？如何用计算的结果说明氯化氢分子和溴化氢分子哪个更容易发生热分解生成相应的单质？⑵N2、O2、F2与H2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？3．（自学、讨论）什么是键长？键长的长短与成键原子的原子半径有什么关系？从课本P31表2-2中的数据分析键长与键能存在什么关系？4．（自学、讨论）什么是键角？共价键之间为什么会存在键角？5．（思考、讨论）分析课本表2-1与表2-2中的数据，可以发现F－F键的键长比Cl－Cl 键的键长短，而F－F键的键能比Cl－Cl键的键能小。
这是为什么？6．（思考、讨论）N2的结构式为：N≡N，乙炔的结构式为H－C≡C－H，二者的分子中都存在叁键，但是化学性质却差别很大。
N2很稳定，乙炔像乙烯一样能发生加成反应，且能被酸性高锰酸钾溶液氧化。
这是为什么？7．（自学、讨论）什么是等电子原理？等电子原理有什么应用？8．（思考、讨论）CO、N2O、O3三者常见的等电子体分别是什么？你能应用等电子原理写出CO与N2O的结构式吗？随堂练习：1．已知H—H键的键能为436 kJ·mol－1，H—N键的键能为391 kJ·mol－1，根据热化学方程式N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)ΔH＝－92 kJ·mol－1，则N≡N键的键能是()A．431 kJ·mol－1B．946 kJ·mol－1C．649 kJ·mol－1D．869 kJ·mol－12．用“＞”或“＜”填空。
共价键
键能越大，化学键越稳定
2. 键长： 形成共价键的两个原子之间的核间距 一般键长越短，键能越大，共价键越稳定。 思考：电负性大的双原子分子，键长短的键能一定
大吗？（分析教材表2-1、2-2，比较F-F和Cl-Cl的键长 与键能大小关系说明。）
提示：电负性大的双原子分子，键长短的键 能不一定大。F2分子中F原子的半径很小，因 此其键长短，而两F原子形成共价键时核间 距离很小，排斥力很大，故其键能不大。因 此F2的稳定性差，性质活泼。
三、等电子原理 等电子体：
原子总数、价电子总数相同的分子或离子。
等电子体原理： 原子总数、价电子总数相同的分子具有相 似的化学键特征，它们的许多性质相近。
第一节小结：
1、σ 键与π 键的形成方式有何不同？ 2、σ 键与π 键在对称上有何不同? 3、σ 键的类型?
4、哪些共价键是σ 键，哪些共价键是π 键?
NO3－、CO32－、BO33－、 BF3、SO3(g) SiF4、CCl4、SO42－、 PO43－
[练习] 1、原子数相同，最外层电子总数相同的分子，互
称为等电子体。等电子体的结构相似，物理性质相似。
（1）根据上述原理，仅由第二周期元素组成的共价 分子中，互为等电子体的是： N2O CO2 N2 CO 和 。 （2）等电子原理又有发展，例如：由短周期元素组 成的物质中，与NO2-互为等电子体的分子 O3 有 SO2 、 。
[观察]P32页中表2-3的数据
• 从表中可以看出，CO分子与N2分子在许多 性质上十分相似，这些相似性，可以归结 为它们具有相等的价电子数，导致它们具 有相似的化学结构。
表2-3 CO分子和N2分子的某些性质
分子 熔点/℃ 沸点/℃ CO N2
-205.05 -210.00 -190.49 -195.81 水中溶解度 (室温) 分子解离能 分子的 价电子 总数
高二化学键参数2
3．通过上述例子，你认为键长、键能对分子的 化学性质有什么影响？
汇报
1.形成2 mo1HCl释放能量： 2×431.8 kJ －(436.0kJ+242.7kJ)= 184.9 kJ 形成2 mo1HBr释放能量： 2×366kJ －(436.0kJ+193.7kJ)= 102.97kJ HCl释放能量比HBr释放能量多,因而生成的HCl更
则 N N键能为946 kJ/mol
某些共价键的键能
•[观察分析]键能大小与化学键稳定性的关系？
键能越大，化学键ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ稳定
2. 键长：形成共价键的两个原子之间的核间距
某些共价键键长
•1pm=10－12 m
[观察分析]键长与键能的关系？
键长越短，键能越大，共价键越稳定。
；温州乐清包船捕鱼 温州乐清包船捕鱼 ；
3. 键角：两个共价键之间的夹角称为键角。
分子的形状有共价键之间的夹角决定如：三原子分子CO2的结 构式为O＝C＝O，它的键角为180°，是一种直线形分子；如， 三原子分子H20的H—O—H键角为105°，是一种 V形分子。
多原子分子的键角一定，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，分子的许多性质都与键角有关。
键参数——键能、 键长与键角
二、键参数:键能、键长、键角
1. 键能： 气态基态原子形成l mol化学键释放的最低能量。 通常取正值。单位：kJ/mol
如，形成l mol H—H键释放的最低能量为436．0 kJ，
则 H—H键能为436．0 kJ/mol
形成1 molN N键释放的最低能量为946 kJ
《共价键》课件ppt1
特点： ①键长的单位都是pm=10-12m ②键长越短往往键能就越大，共价键越稳定
③键长的比较方法 a．根据原子半径比较，同类型的共价键，成键原子的 原子半径越小，键长越短。 b．根据共用电子对数比较，相同的两个原子间形成共 价键时，单键键长>双键键长>三键键长。
的反应热ΔH＝________kJ·mol－1。
ΔH＝3ECl－Cl＋6EN－H－EN≡N－6EH－Cl ＝3×243 kJ·mol－1＋6×391 kJ·mol－1－946 kJ·mol－1－6×432 kJ·mol－1＝－463 kJ·mol－1。 注意：ΔH<0,体系能量降低，该反应放热
ΔH>0,体系能量升高，该反应吸热
键，又含有非极性键的化合物有__②__⑥___⑦_。⑧⑨ (3)含有双键的有__⑤__⑦__⑩__，含有三键的有__③__⑧____。
学习目标
1、知道键能、键长、键角等键参数的概念， 能用键参数说明简单分子的某些性质。 2、知道等电子原理的含义，学会等电子体 的判断和应用。
重难点： 等电子体的判断和书写
选修3 2.1共价键(第2课时)
选修3 2.1共价键(第2课时)
练习:由下表的数据判断,下列分子的稳定性
A.H2 , Cl2
B.HCl, HBr ,HI
键 H-H Cl-Cl H-Br
键能 436 242.7 362.0
键长 74 198 141
键 H－F H-Cl H-I
键能 565.0 428.0 295.0
键类型
σ键
π键
原子轨道重叠方式 沿键轴方向 头碰头
电子云形状
轴对称，可旋转
原子轨道重叠程度