归纳与整理课程导入及其完整教案

凌海市第一高级中学

高二化学

选修三学案

备课教师：姜海涛

第二章 分子结构与性质

第一节 共价键

【学习目标】

【教学内容】

一、化学键

1、化学键：

2、分类

二、共价键

（一）定义：

（二）共价键类型

1.根据共用电子对的对数

2.根据成键原子是否相同

你能用电子式表示H2、HCl、Cl2分子的形成过程吗？

写出基态H原子和Cl原子电子排布式

H的未成对电子位于__能级，Cl的未成对电子位于___能级，故形成H—H键时为__个__电子的电子云重叠, Cl—Cl键为___个___电子的电子云重叠，而H—Cl键为__个___电子和___个___电子重叠而成。

s电子的原子轨道呈___形，p电子的原子轨道呈_____形。

3、根据电子云重叠方式

⑴

σ键：

分类：

特征：

①

② ③ 【练习】指出下列分子σ键所属类型: A、HBr B、NH3 C、F2 D、H2

⑵

π键：

分类：

特征：

①

② ③

1

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（三）价键理论：

σ键和π键：

1、电子配对原理

两原子各自提供1个自旋方向 的电子彼此配对。

2、最大重叠原理

两个原子轨道重叠部分越 ，形成的共价键越 ，分子越 。

（四）规律

1、s电子：一定形成 键

p电子：形成 键

2、单键： 双键：

三键：

两成键原子间只能形成一个 键，其余均为 键

3、稳定性: 【练习】

1、在下列分子中，①HF，②Br2，③H2O，④N2，⑤CO2，⑥H2，⑦H2O2，⑧HCN 分子中只有σ键的是

，分子中含有π键的是 ，分子中所有原子都满足最外层为8个电子结构的是______________ 2、试分析

乙烷（CH3-CH3）、乙烯(CH2=CH2)、乙炔(CH≡CH)分子中化学键的成分。

乙烯分子与溴发生加成反应时，断裂哪种类型的键？为什么？

（五）共价键的特征

1、具有饱和性

H 原子、Cl原子都只能形成H2、HCl、Cl2分子，不能形成H3、H2Cl、Cl3分子？

考虑以下两个方面：

有几个未成对电子

和几个自旋方向相反的未成对电子形成共价键

共价键数由原子中 电子数决定

共价键的饱和性决定了各种原子形成分子时 关系

2、具有方向性

除s轨道呈 对称，可沿任意方向重叠外，

p、d、f轨道在空间均有不同的伸展方向。

形成共价键时，除s轨道可沿任意方向重叠以外，其他轨道只有沿一定的方向相互重叠才能满足最大重叠原理，才能形成稳定的化学键。

共价键的方向性决定

2

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（六）、键参数——键能、键长和键角

1.键能 : 气态基态原子形成1mol共价键释放的最低能量(或拆开1mol共价键所吸收的能量)，例如H-H键的键能为436.0kJ.mol-1。

[说明] ①键能的单位是kJ·mol-1

②形成化学键通常放出热量键能为通常取正值

③键能越 ，化学键越 .

2.键长 形成共价键的两个原子之间的核间的平衡距离。

[说明]：

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

③一般而言原子半径越大，键长越大

3、键角

（1）概念：

（2）常见分子的键角

CO2 ______ H2O ______ NH3 ______ CH4 ______ P4 _____

( 3 )意义：

( 4 )来历：

【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 ；键角决定了分子的 。

练习

1、下列说法正确的是（ ）

A、分子中键能越大，键越长，则分子越稳定。

B、只有非金属原子之间才能形成共价键。

C、水分子可以表示为H-O-H，分子中键角180°。

D、H-O键键能463 KJ/ mol ，故破坏18克水分子中的H-O键时需要吸收的能量为2X463 KJ。

2、能用键能大小解释的是 （ ）

A、N2的化学性质比O2稳定。

B、硝酸易挥发，硫酸难挥发。 C、惰性气体一般难发生化学反应。

D、通常情况下，Br2呈液态，I2呈固态。

三、等电子原理

1、等电子体：是指 且 的粒子，具有相同的化学键特征。

应用：等电子体的许多性质是相近的，空间构型是 的。所以可以利用等电子体来预测分子的空间构型和性质。

【思考探究】在N2、CO2、 CO 、N2O之间互为等电子体的是谁? 请预测：1、 N2O的几何构型? 2、 CO 中的共价键类型？

2、等电子原理 （1） 、 的分子或离子具

有 特征，许多性质是 的。此原理称为等电子原理。

（2）．等电子体实例

CO和N2具有相同的原子总数和相同的价电子总数，属于等电子体，其性质对比如下：

分子

熔点/℃

沸点/℃

在水中的溶分子解离能分子的价电解度(室温) kJ ·mol－1 子总数

－205.05 －191.49 2.3 mL 1 075 10 CO

N2

－210.00 －195.81 1.6 mL 946 10

3

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（3）、等电子体的判断和利用

(1)判断方法： 。

(2)应用：等电子体的许多性质是相近的，空间构型是相同的。

利用等电子体可以：

①判断一些简单分子或离子的 ；

②利用等电子体在性质上的相似性制造新材料；

③利用等电子原理针对某物质找等电子体。

(4)一些常见的等电子体

二原子10电子的等电子体：N2、CO、CN－、C22－

二原子11电子的等电子体：NO、O2＋

三原子16电子的等电子体：CO2、CS2、N2O、CNO－、N3－

三原子18电子的等电子体：NO2－、O3、SO2

四原子24电子的等电子体：NO3－、CO32－、BF3、SO3(g)

【练习】1．1919年，Langmuir提出等电子体的概念，由短周期元素组成的粒子，只要其原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，也可互称为等电子体。等电子体的结构相似、物理性质相近。根据上述原理，下列各对粒子中，空间结构相似的是( ) A．SO2与O3

B．CO2与NO2

C．CS2与NO2

D．PCl3与BF3 2、

从实验测得不同物质中氧—氧键之间的键长和键能数据如下表，其中X、Y的键能数据尚未测定，但可根据规律推导键能的大小顺序为W>Z>Y>X。该规律是

O22－

键长/10－12 m 149 键能/kJ·mol－1

X O2－

128 Y O2

121 Z＝497.3 O2＋

112 W＝628 周期元素组成的物质中，与NO2－互为等电子体的分子有：______________。

A.成键时电子数越多，键能越大

B．键长越长，键能越小

C．成键所用的电子数越少，键能越大

D．成键时电子对越偏移，键能越大

3、(1)根据等电子原理，仅由第二周期元素组成的共价分子中，互为等电子体的是：_____和______；______和________。

(2)根据等电子原理，由短周期元素组成的粒子，只要其原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，也可互称等电子体，它们也具有相似的结构特征。在短4