内容正文:
第1节 共价键模型
学习任务目标
1.认识共价键的形成和本质,了解共价键的特征。
2.了解σ键和π键,会判断共价键的极性。
3.能利用键长、键能、键角等说明分子的某些性质。
1.化学键:相邻原子间的强相互作用。
2.化学反应的实质是旧化学键的断裂,新化学键的形成过程。
3.电子式:在元素符号周围用“·”或“×”来表示原子或离子的最外层电子的式子。如Na·、·Mg·、· 等。
一、共价键的形成与特征
1.共价键的形成
概念
原子间通过共用电子形成的化学键
形成元素
通常电负性相同或差值小的非金属元素原子之间形成共价键
表示方法
①用一条短线表示由一对共用电子所形成的共价键,如H—H。
②用“”表示原子间共用两对电子所形成的共价键,如CC。
③用“≡”表示原子间共用三对电子所形成的共价键,如C≡C。
2.共价键的特征
特征
概念
作用
饱和性
每个原子所能形成的共价键的总数或以共价键连接的原子数目是一定的
共价键的饱和性决定了原子形成分子时互相结合的数量关系
方向性
共价键将尽可能沿着电子出现概率最大的方向形成,这就是共价键的方向性。在形成共价键时,原子轨道重叠得多,电子在核间出现的概率大,所形成的共价键就牢固
分子的空间结构与共价键的方向性密切相关
二、共价键的类型
1.σ键与π键(按原子轨道重叠方式分类)
σ键
原子轨道以“头碰头”方式相互重叠导致电子在核间出现的概率增大而形成的共价键
π键
原子轨道以“肩并肩”方式相互重叠导致电子在核间出现的概率增大而形成的共价键
2.极性键和非极性键(按共用电子是否偏移分类)
类型
形成元素
共用电子偏移情况
原子电性
非极
性键
同种元素
两原子电负性相同,共用电子不偏移
两原子都不显电性
极性键
不同种元素
共用电子偏向电负性较大的原子
电负性较大的原子显负电性,电负性较小的原子显正电性,电负性差值越大,共价键的极性越强
三、键参数
1.概念和意义
键参数
概念
意义
键长
两个成键原子的原子核间的距离
键长越短,键越牢固,化学键越强
键角
在多原子分子中,两个化学键的夹角
可以判断和描述多原子分子的空间结构
键能
在1×105 Pa、298 K条件下,断开1 mol AB(g)分子中的化学键,使其分别生成气态A原子和气态B原子所吸收的能量
定量地表示化学键的强弱,键能越大,化学键越牢固
2.对物质性质的影响
3.分子光谱
(1)概念:分子从一种能级改变到另一种能级时吸收或发射的光谱。
(2)影响因素:分子中的键长、键角和电荷分布等。
(3)应用:测定和鉴别分子结构。
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)共价键只有方向性没有饱和性。 (×)
(2)σ键的重叠程度比π键的重叠程度大,所以其强度比π键大。 (√)
(3)σ键和π键是共价键的两种不同类型,属于新型共价键。 (×)
(4)键长越长,键能越大,键越牢固。 (×)
(5)氨分子中,NN∶NH=1∶3,体现了共价键的饱和性。 (√)
2.国家卫健委公布的新型冠状病毒肺炎诊疗方案指出,双氧水、75%乙醇、含氯消毒剂、氯仿(CHCl3)等均可有效灭活病毒。下列说法错误的是( )
A.HClO的电子式为
B.CH3CH2OH是共价化合物
C.NaClO是含有共价键的离子化合物
D.CHCl3分子所有原子均满足8e-稳定结构
D 解析:HClO为共价化合物,分子中H原子最外层有1个电子,Cl原子最外层有7个电子,O原子最外层有6个电子,O与Cl、H分别形成一个共价键,电子式为,故A正确;绝大多数有机物都是共价化合物,CH3CH2OH是有机物,属于共价化合物,故B正确;由活泼金属离子与酸根离子形成的化合物是离子化合物,NaClO是离子化合物,一定含有离子键,次氯酸根离子中含有共价键,故C正确;CHCl3分子中含有氢原子,不满足8e-稳定结构,故D错误。
3.下列分子中的σ键是由两个原子的s轨道以“头碰头”方式重叠构建而成的是( )
A.H2 B.CCl4 C.Cl2 D.F2
A 解析:各分子中的σ键轨道重叠为最外层未成对电子所在轨道进行重叠,情况如下:H2:1s—1s,CCl4:2p—3p,Cl2:3p—3p,F2:2p—2p。
4.下列说法正确的是( )
A.键角越大,该分子越稳定
B.共价键的键能越大,共价键越牢固,含有该键的分子越稳定
C.CH4、CCl4中键长相等,键角不同
D.C===C键的键能是C—C键的2倍
B 解析:A项,键角是决定分子空间结构的参数,与分子的稳定性无关;C项,CH4、CCl4中C—H键键长小于C—Cl键键长,键角均为109°28′;D项,C===C键由σ键和π键组成,C—C键为σ键