内容正文:
第二章 分子结构与性质
第一节 共价键
课时一 共价键
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假如发生了大灾难,人类全部的科学知识只能概括为一句话传诸后世,那么这句话应该是“万物皆原子构成”。
——1965年诺贝尔奖得主,理查德·费曼
理查德·费曼
学习目标
1.认识原子间通过原子轨道重叠形成共价键,了解共价键具有饱和性和方向性。
2.知道根据原子轨道的重叠方式,共价键可分为σ键和π键等类型。
化学键
01
化学键
使离子相结合或原子相结合的强烈相互作用通称为化学键。
定义
只存在于相邻的原子或离子之间,分子间不存在化学键。
存在范围
化学键的类型
离子键:阴阳离子间的强烈静电作用
共价键:
相邻原子之间通过共用电子对形成的强烈作用力
金属键:
金属阳离子与自由电子之间的强烈静电作用
01
化学键
战
形成过程
原子
原子
离子
化合物
单质或化合物
得失电子
静电作用
共用电子
【思考】
HCl为何只有一对共用电子对?H2、O2、N2也是有一对吗?
电负性的差值
1.7
形成条件
非极性键
极性键
离子键
0
共价键
02
共价键
Gilbert Newton Lewis
(吉尔伯特·牛顿·路易斯)
1916年,吉尔伯特·牛顿·路易斯提出共价键的电子理论。该理论认为2个(或多个)原子可以相互“共用”一对或多对电子,以便达成惰性气体原子的电子层结构,而形成共价键,路易斯在1916年《原子和分子》和1923年《价键及原子和分子的结构》中阐述了共价键电子理论的观点,并列出无机物和有机物的电子结构式。
02
共价键
常见的NaCl和HCl的性质差异很大,思考:从微粒间相互作用的角度解释NaCl和HCl性质差异大的原因。
NaCl
HCl
02
共价键
NaCl和HCl的形成过程
离子键
NaCl
HCl
共价键
02
共价键
化学键的类型与电负性的差值的关系
离子键
H和Cl的电负性的差值
Na和Cl的电负性的差值
共价键
0
0.9
2.1
电负性的差值
成键原子之间的电负性差值
大于1.7
小于1.7
通常形成离子键,相应的化合物为离子化合物
通常形成共价键,相应的化合物为共价化合物
02
共价键
从电负性的角度来判断下列元素的原子之间易形成共价键的是( )
B
A.Na和Cl
B.H和F
C.K和F
D.Ca和O
02
共价键
原子间通过___________所形成的相互作用
共价键的形成
共价键的形成与特征
共用电子对
共价键
成键要素
一般是同种的或者不同种的非金属元素
原子
共用电子对与成键原子的静电作用
成键微粒
成键
本质
成键
元素
02
共价键
根据共价键的定义,只能有H2、HCl、Cl2等,不可能有H3 、H2 Cl和Cl3等,这是为什么呢?
02
共价键
共价键的特征
饱和性
——电子配对原理
一个原子有几个 ,便和几个 电子配对成键,形成几个共价键,这就是共价键的饱和性。
未成对电子
自旋状态相反的
示例
H2
H
↑
1s1
H
↓
1s1
Cl
3p5
↑↓
↑↓
↑
↑↓
3s2
Cl
3p5
↑↓
↑↓
↓
↑↓
3s2
Cl2
02
共价键
NH3分子中N原子为什么是1个,而H原子为3个?
N和H原子的电子式分别为 和H·,N原子最外层有3个未成对电子,H原子有1个未成对电子,形成共价键时每个N原子只需与3个H原子分别形成3对共用电子对即可达到稳定状态,共价键达到饱和,从而决定了分子中H原子个数。
02
共价键
战
类型
单键:相邻原子之间共用一对电子
双键:相邻原子之间共用两对电子
三键:相邻原子之间共用三对电子
极性键:不同原子之间
非极性键:相同原子之间
共用电子对数
电子对数偏移
【思考】
当电子形成电子对时,电子云(原子轨道)如何变化?
02
共价键
共价键的特征
H-H的形成
02
共价键
H
↑
1s1
H
↓
1s1
H2
相互靠拢
原子轨道相互重叠
形成氢分子的共价键(H-H)
“头碰头”
H-H的形成
共价键的特征
02
共价键
共价键的特征
形成氢分子的共价键(H-H)
相互靠拢
原子轨道相互重叠
σ 键
σ 键的特征
形成化学键的两原子核的连线为轴做旋转操作,共价键的电子云的图形不变,这种特征称为轴对称
H2中的σ键是由两个s轨道重叠形成的,可称为 s-s σ键, σ键的强度较大
02
共价键
共价键的特征
——最大重叠原理
方向性
除s轨道是球形对称外,其他原子轨道在空间都具有一定的分布特点。在形成共价键时,原子轨道重叠的 ,电子在核