第三节化学键（同步课件）《无机化学》（化学工业出版社）同步精品课堂

第一章 物质结构 第三节 化学键 《无机化学》化学工业出版社 专题复习讲练测 1 ç 目录 化学键概述 离子键 共价键 电子式 化学键与化合物的关系 ç 课程导入 今天我们将继续我们的化学之旅，探索一个非常基础但极其重要的概念——化学键。你们有没有想过，为什么有些原子能够紧密地结合在一起，形成我们日常生活中不可或缺的各种物质呢？比如，是什么力量让钠和氯结合形成了我们熟悉的食盐（氯化钠）？又是如何让两个氢原子和一个氧原子结合起来，形成了生命之源——水分子？ 今天，我们将一起揭开这背后的奥秘，那就是“化学键”的力量。化学键是分子中相邻的两个或多个原子之间的强烈相互作用，它使得原子紧密结合，形成了稳定的分子。在本次课程中，我们会主要探讨两种基本的化学键类型：离子键和共价键。 ç 课程导入 首先，我们将介绍什么是离子键，它是如何通过强烈的静电作用形成的，以及它在我们的日常生活中有哪些应用。例如，我们将详细解析氯化钠（NaCl）的形成过程，看看钠（Na）和氯（Cl）是如何通过电子的转移，形成稳定的离子键的。 接着，我们会深入了解共价键的世界。与离子键不同，共价键是通过原子间共用电子对来形成的。我们将探讨不同类型的共价键，包括极性键和非极性键，以及它们是如何影响物质的性质的。此外，我们还会学习如何用电子式来表示原子、离子、单质分子以及共价化合物和离子化合物的构成。 ç 课程导入 同学们，化学键不仅仅是连接原子的桥梁，更是理解物质世界的关键。了解化学键，可以让我们更好地理解周围的世界，从食盐的咸味到水的流动，背后都有着化学键的作用。那么，让我们一起开启这段探索之旅吧，深入了解这些看不见却无处不在的化学键！ 化学键概述 离子键是指阴离子、阳离子间通过强烈的静电作用形成的化学键。活泼的金属元素与活泼的非金属元素之间较易形成离子键。 离子键 共价键 电子式 共价键是指原子间通过共用电子对所形成的化学键。非金属元素与非金属元素之间，如H2、Cl2、HCl、O2、H2O等，通过共用电子对形成分子。 化学中常在元素符号周围用小黑点“·”或小叉“×”来表示元素原子的最外层电子。这种表示物质结构的式子叫做电子式。 化学键的定义 保持物质化学性质 化学键是保持物质化学性质的一种微粒。分子是由原子构成的，如氯化钠由钠原子和氯原子构成；水分子由氢原子和氧原子构成。 决定物质的稳定性 化学键决定物质的稳定性。如果化学键断裂或破坏，物质的性质就会改变。例如，氯化钠中的离子键断裂会导致氯化钠分解。 影响物质的物理性质 化学键也影响物质的物理性质。例如，水的共价键影响水的密度、熔点和沸点等物理性质。 化学键的重要性 离子键是由电子转移形成的，原子失去电子形成阳离子，而获得电子形成阴离子。阴离子和阳离子由静电作用相互吸引形成化合物。 共价键是原子间通过共用电子对所形成的化学键。非金属元素与非金属元素之间，如H2、Cl2、HCl、O2、H2O等，通过共用电子对形成分子。 共价键 离子键 化学键的类型 离子键 离子键 离子键是指阴离子、阳离子间通过强烈的静电作用形成的化学键。 静电作用 静电作用是指阴阳离子之间的相互作用，包括引力和斥力。当它们十分接近时发生排斥，引力和斥力相等时即形成离子键。 离子键的特点 离子键的特点包括，作用距离较短、作用强度较大、对原子的振动较敏感、具有明确的正负电荷关系。 离子键的定义 ç 电子转移 离子键是由电子转移形成的，原子失去电子形成阳离子，而获得电子形成阴离子。 静电作用 阴离子和阳离子由静电作用相互吸引，同时当它们十分接近时发生排斥，引力和斥力相等时即形成离子键。 离子键的形成实例 以NaCl为例，钠原子的最外层有1个电子，氯原子的最外层有7个电子，为了达到8个电子的稳定结构，钠原子易失去1 个电子，形成带1个单位正电荷的钠离子（Nat）；氯原子易得到1个电子，形成带1个单位负电荷的氯离子（CI—），由于静电作用 Nat与 Cl—相互吸引形成化合物 NaCl。 离子键的形成过程 ç 离子键的作用距离较短、作用强度较大、对原子的振动较敏感、具有明确的正负电荷关系。 特点 以NaCl为例，钠原子的最外层有1个电子，氯原子的最外层有7个电子，为了达到8个电子的稳定结构，钠原子易失去1 个电子，形成带1个单位正电荷的钠离子（Nat）；氯原子易得到1个电子，形成带1个单位负电荷的氯离子（CI—），由于静电作用 Nat与 Cl—相互吸引形成化合物 NaCl。 实例 离子键的特点和实例 共价键 ç 在共价键形成过程中，两个原子各提供一定数量的电子，形成一个共用电子对。这个共用电子对将两个原子连接在一起，形成共价键。 通过共用电子对，原子能够形成稳定的结构，即每个原子都具有完整的电子壳层，呈现出化学惰性。 原子稳定结构 共用电子对 共价键的形成过程 共价键具有方向性和饱和性。方向性表示共用电子对必须沿着一定的方向进行重叠，才能形成共价键。饱和性表示一个原子能与其他原子形成有限数量的共价键。 特点 常见的共价键实例包括H-H、Cl-Cl、C-C等。这些键通常存在于氢气、氯气、碳单质等物质中。 实例 共价键形成的物质一般具有较好的稳定性和化学惰性，不易发生化学反应。但是，当外界条件发生变化时，如温度升高、压力增大等，共价键可能会被破坏，导致物质发生化学反应。 性质 共价键的特点和实例 极性键的定义 由不同种类的原子形成，其中一个原子对共用电子对的吸引力较强，导致电子对偏向该原子，使其带负电，而另一原子带正电。 非极性键的定义 由同种原子形成，两个原子对共用电子对的吸引力相同，电子对不偏向任何一方，因此成键原子不显电性。 非极性键实例 H-H、C-C等，常见于氢气、碳单质等物质。 极性键实例 H-Cl、C-O等，常见于氯化氢、二氧化碳等化合物。 极性键与非极性键 电子式 原子是化学变化的基本单位，由一个或多个电子组成。原子在化学反应中通过得失电子来形成稳定的结构。 分子是保持物质化学性质的一种微粒。由原子或离子组成，通过共价键或离子键连接。 分子 原子 电子式的定义 ç 电子式书写规则 化学中常在元素符号周围用小黑点“·”或小叉“×”来表示元素原子的最外层电子。这种表示物质结构的式子叫做电子式。 原子电子式的书写 表示原子时，依据元素的原子最外层电子个数的多少，先用小黑点“·” （或“×”）素等符号在元素符号上、下、左、右各表示出1 个电子，多余的电子配对。 离子电子式的书写 表示离子时，阳离子由于在形成过程中已失去最外层电子，所以其电子式书写方式就是其离子符号本身。阴离子都应标出电子对，还应加中括号，并在括号的右上方标出离子所带的电荷。 电子式的表示方法 电子式可以表示各种原子，包括稀有气体原子、非金属原子和金属原子。通过电子式，可以直观地看到原子的最外层电子分布情况和电子配对情况。 表示原子 电子式也可以表示各种离子，包括阳离子和阴离子。通过电子式，可以直观地看到离子的电荷分布情况和电子配对情况。 表示离子 电子式还可以表示各种分子，包括共价化合物和离子化合物。通过电子式，可以直观地看到分子的结构特点和化学性质。 表示分子 电子式的应用 化学键与化合物的关系 离子键是由阴离子和阳离子之间通过静电作用形成的化学键。它通常发生在活泼的金属元素和活泼的非金属元素之间，如氯化钠、硫酸钙等。 离子键 共价键是由两个或多个原子通过共用电子对形成的化学键。它通常发生在非金属元素与非金属元素之间，如二氧化碳、氢气等。 共价键 金属键是由金属原子内部的自由电子和离子形成的化学键。它通常发生在金属元素之间，如铁、铜等。 金属键 化学键与化合物类型的关系 离子键和共价键都具有较高的化学稳定性，不易发生反应，而金属键则相对活泼，容易发生反应。 化学稳定性 离子键和共价键在物理性质上有所不同。离子键通常导致高熔点的固体，而共价键则可能导致低熔点的气体或液体。金属键通常导致具有延展性的固体。 物理性质 离子键和共价键在化学性质上也有所不同。离子键通常导致活泼的金属元素和活泼的非金属元素发生反应，而共价键则可能导致非金属元素与非金属元素发生反应。金属键则通常导致金属元素之间发生反应。 化学性质 化学键与化合物性质的关系 反应物的断裂 在化学反应中，反应物分子之间的化学键会被破坏，以便形成新的化学键。例如，在氯化钠和硫酸钙的反应中，离子键会被破坏，以便形成新的离子键。 新物质的合成 通过化学反应，新的物质可以被合成出来。新物质的性质由新形成的化学键决定。例如，水分子由氢原子和氧原子通过共价键形成，而氢气则是由氢原子之间通过金属键形成。 化学反应的速率 化学反应的速率由许多因素决定，其中之一是化学键的强度和性质。一般来说，离子键和共价键的断裂需要较大的能量，因此反应速率较慢；而金属键的断裂则需要较小的能量，因此反应速率较快。 化学键在化学反应中的作用 ç 师生互动 教师引导或提问："同学们，你们能想到哪些生活中的例子，是由原子通过化学键结合形成分子的吗？" 学生1："水分子是由两个氢原子和一个氧原子通过化学键结合形成的。" 教师引导提问："非常好！那么，水分子中的氢和氧之间是如何通过化学键结合在一起的呢？它们是通过什么类型的化学键结合的？" 学生2："它们是通过共价键结合的，因为氢和氧都是非金属元素，它们通过共用电子对来形成分子。" ç 师生互动 教师引导或提问："对，共价键是氢和氧结合的方式。那么，有没有同学可以解释一下，为什么钠和氯会通过离子键结合形成氯化钠呢？" 学生3："因为钠是活泼金属，容易失去电子形成阳离子；而氯是活泼非金属，容易获得电子形成阴离子。它们通过静电作用相互吸引，形成了离子键。" 教师引导提问："很棒！现在让我们来看一下共价键中的极性键和非极性键。谁能告诉我，氢气（H2）中的H-H键是什么类型的共价键？" 学生4："氢气中的H-H键是非极性共价键，因为两个氢原子吸引电子的能力相同，共用电子对不偏向任何一个原子。" ç 师生互动 教师引导或提问："非常好，那么请举例说明什么是极性共价键？" 学生5："HCl中的H-Cl键是极性共价键，因为氯的电负性比氢强，所以电子对会偏向氯原子，使得氢端带微弱的正电，氯端带微弱的负电。" 教师引导提问："很好，现在我们来讨论一下电子式表示法。请问，如何用电子式表示一个氧原子和一个氧分子（O2）？" 学生6："一个氧原子的最外层有6个电子，电子式表示就是在氧的元素符号周围画六个小黑点。而氧分子（O2）中，两个氧原子各自提供两个电子形成两对共用电子对，因此它们的电子式表示法是将两个氧原子符号放在一起，中间用两条线连接，每条线代表一对共用电子对。" 有机化合物是指含有哪些元素的化合物？ A. 碳、氢有机化合物是指含有哪些元素的化合物？ A. 碳、氢 课内练习 1.在化学中，分子是由什么构成的？ A. 仅由原子构成 B. 仅由离子构成 C. 由原子或离子构成 D. 由电子和质子构成 有机化合物是指含有哪些元素的化合物？ A. 碳、氢有机化合物是指含有哪些元素的化合物？ A. 碳、氢 课内练习 【答案】A 【解析】：分子是由两个或更多原子通过化学键结合而成的。这些原子可以是同种元素的，也可以是不同种元素的。分子的形成基于原子间的电子相互作用，通常通过共价键来实现，其中原子通过共享电子对来达到稳定状态。因此，分子是由原子构成的，而非离子、电子和质子的简单组合。 有机化合物是指含有哪些元素的化合物？ A. 碳、氢有机化合物是指含有哪些元素的化合物？ A. 碳、氢 课内练习 2.什么是使原子结合在一起形成分子的强烈相互作用？ A. 重力 B. 电磁力 C. 化学键 D. 机械力 有机化合物是指含有哪些元素的化合物？ A. 碳、氢有机化合物是指含有哪些元素的化合物？ A. 碳、氢 课内练习 【答案】C 【解析】原子之间形成分子的强烈相互作用是化学键。化学键是原子间电子的共享或转移，它包括共价键、离子键和金属键等类型。共价键涉及电子的共享，而离子键涉及电子的转移。化学键的形成使原子能够达到更稳定的电子配置，从而形成稳定的分子。 有机化合物是指含有哪些元素的化合物？ A. 碳、氢有机化合物是指含有哪些元素的化合物？ A. 碳、氢 课内练习 3.活泼金属元素与活泼非金属元素之间形成的是什么类型的化学键？ A. 共价键 B. 氢键 C. 离子键 D. 范德华力 有机化合物是指含有哪些元素的化合物？ A. 碳、氢有机化合物是指含有哪些元素的化合物？ A. 碳、氢 课内练习 【答案】C 【解析】活泼金属元素（如钠、钾）和活泼非金属元素（如卤素，如氯）之间形成的化学键通常是离子键。在离子键中，金属原子会失去一个或多个电子形成正离子（阳离子），而非金属原子会获得这些电子形成负离子（阴离子）。这种电子的转移产生正负电荷的吸引，形成稳定的化合物，如NaCl。 有机化合物是指含有哪些元素的化合物？ A. 碳、氢有机化合物是指含有哪些元素的化合物？ A. 碳、氢 课内练习 4.在NaCl的形成过程中，钠原子和氯原子分别通过什么过程达到稳定结构？ A. 钠原子失去一个电子，氯原子获得一个电子 B. 两者都获得一个电子 C. 两者都失去一个电子 D. 钠原子获得一个电子，氯原子失去一个电子 有机化合物是指含有哪些元素的化合物？ A. 碳、氢有机化合物是指含有哪些元素的化合物？ A. 碳、氢 课内练习 【答案】A 【解析】在NaCl（氯化钠）的形成过程中，钠原子（Na）通过失去一个电子变成Na+离子（正离子），而氯原子（Cl）通过获得这个电子变成Cl-离子（负离子）。这种电子的转移使得钠原子和氯原子都能够达到与最近的稀有气体元素（即氖和氩）相同的电子配置，从而达到稳定状态。Na+和Cl-离子通过强烈的电荷吸引形成离子键，最终形成NaCl晶体。 有机化合物是指含有哪些元素的化合物？ A. 碳、氢有机化合物是指含有哪些元素的化合物？ A. 碳、氢 课内练习 5.下列哪个选项正确描述了非极性共价键？ A. 在不同种原子之间形成的共价键，共用电子对偏向其中一个原子 B. 在同种原子之间形成的共价键，共用电子对不偏向任何一个原子 C. 在化学反应中，元素的原子核吸引电子对的能力有强有弱 D. 电子对偏移现象导致分子整体带电 有机化合物是指含有哪些元素的化合物？ A. 碳、氢有机化合物是指含有哪些元素的化合物？ A. 碳、氢 课内练习 【答案】B 【解析】非极性共价键发生在同种原子之间，如两个氧原子或两个氢原子之间。由于原子的电负性相同，共用电子对在两个原子间均匀分布，不会偏向于任何一个原子。这种电子对的均匀分布导致分子整体上没有正负电荷的分离，即非极性。这种类型的共价键通常在分子如氧气（O2）和氢气（H2）中观察到。 分享 重写 在化学中，除了离子键，还有哪些其他类型的化学键如何通过实验室合成方法得到特定的分子分子是如何通过化学键连接在一起的呢 ç 总结思考 在今天的课程中，我们深入探讨了化学键的概念，这是理解分子结构和化学反应的基础。我们首先了解到分子是由原子通过强烈的相互作用结合而成的，这种相互作用被称为化学键。我们进一步研究了两种主要的化学键类型：离子键和共价键。 离子键：我们讨论了离子键是由阴、阳离子间的强烈静电相互作用形成的，这种键通常发生在金属元素与非金属元素之间，例如NaCl（氯化钠）。通过电子的转移，金属原子失去电子成为正离子，而非金属原子获得电子成为负离子，两者通过静电吸引结合在一起。 共价键：我们学习了非金属元素之间通过共享电子对形成共价键，如氯气分子(Cl2)的形成。我们还区分了极性键与非极性键，极性键发生在不同原子间，由于电负性的差异导致电子对偏向一方，而非极性键发生在同种原子间，电子对均匀分布，如氢分子(H2)中的键。 电子式：我们介绍了如何使用电子式表示原子、离子、单质分子和化合物。电子式是通过在元素符号周围用小黑点或小叉来表示最外层电子，从而直观展示分子结构和化学键的形成过程。 ç 作业布置 离子键与共价键的识别：选取五种不同的化合物，判断它们是离子键还是共价键形成的，并解释你的判断依据。 电子式的绘制：选取三种化合物（至少包含一种离子化合物和两种共价化合物），绘制它们的电子式。 键的性质分析：选择一个极性分子和一个非极性分子，分析它们的共价键性质，包括电子对的分布情况，并解释它们的物理性质差异（如熔点、沸点、溶解性等）。 阅读与研究：阅读一篇关于化学键的科学文章或章节，总结其中的关键观点，并与同学分享你的发现。 感谢观看 $$