第二章 分子结构与性质 第一节 共价键

第二章分子结构与性质
第一节共价键（第一课时）
教学目标：
1、复习化学键的概念，能用电子式表示常见物质的离子键或共价键的形成过程。

2、知道共价键的主要类型δ键和π键。

3、说出δ键和π键的明显差别和一般规律。

教学重点、难点：价层电子对互斥模型
课前预习：
1、共价键是常见化学键之一，它是指其本质是。

2、判断δ键和π键的一般规律是：共价单键是键；而共价双键中有个δ键，共价三键中有个δ键，其余为π键。

学习过程
[引入]
NaCl、HCl的形成过程
前面学习了电子云和轨道理论，对于HCl中H、Cl原子形成共价键时，电子云如何重叠？
的形成
例：H
2
1、δ键：（以“”重叠形式）
a、特征：
b、种类：S-S δ键、 S-P δ键、 P-Pδ键
P电子和P电子除能形成δ键外，还能形成π键
2、π键
[讲解]
a.特征：每个π键的电子云有两块组成，分别位于有两原子核构成平面的两侧，如果以它们之间包含原子核的平面镜面，它们互为镜像，这种特征称为镜像对称。

3、δ键和π键比较
①重叠方式：δ键：；π键：
②δ键比π键的强度较大
成键电子：δ键s-s、、π键
δ键成键π键成键或键４．共价键的特征：性、性
[小结]
【案例练习】
1、下列各组物质中，所有化学键都是共价键的是（）
A．H
2S和Na
2
O
2
B．H
2
O
2
和CaF
2
C．NH
3
和N
2
D．HNO
3
和NaCl
2．对δ键的认识不正确的是（）
A．δ键不属于共价键，是另一种化学键 B．S-Sδ键与S-Pδ键的对称性相同 C．分子中含有共价键，则至少含有一个δ键
D．含有π键的化合物与只含δ键的化合物的化学性质不同
3、乙烯分子中C-C之间有个σ键，个π键。

乙烯易发生加成反应是因为分子中C-C之间的一个键易断裂。

第二章分子结构与性质
第一节共价键（第二课时）
教学目标：
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、知道等电子原理，结合实例说明“等电子原理的应用”
教学难点、重点：键参数的概念，等电子原理
课前预习：
1、键参数通常包括、与
2、等电子原理的概念：
3、互为等电子体的物质其（填“物理”或“化学”，下同）性质相近，而性质差异较大。

学习过程
Ｎ
２与Ｈ
２
在常温下很难反应，必须在高温下才能发生反应，而Ｆ
２
与Ｈ
２
在冷暗处就能发
生化学反应，为什么？
［讨论］
二、键参数
１．键能
①概念：
②单位：
［阅读书３３页，表２－１］
1、键能大小与键的强度的关系？
2、键能与化学反应的能量变化的关系？
２．键长
①概念：
②单位：
③键长越短，共价键越，形成的物质越
多原子分子的形状如何？就必须要了解多原子分子中两共价键之间的夹角。

３．键角：
例如：ＣＯ
２
结构为Ｏ＝Ｃ＝Ｏ，键角为°，为形分子。

Ｈ
２Ｏ键角１０５°Ｖ形ＣＨ
４
键角１０９°２８′正四面体
［小结］
键能、键长、键角是共价键的三个参数
键能、键长决定了共价键的稳定性；键长、键角决定了分子的空间构型。

［板书］
［小结］
键参数和分子的性质
键参数和分子的性质之间有一定的相关性。

从键参数的数据可以归纳出某些定性的或半定量的规律用以说明分子的某些性质。

所谓键参数指的是用于表征化学键性质的物理量，如键能、键长、键角等物理量的数据。

（1）键能
在101 kPa和25 ℃下，将1 mol理想气体分子AB拆开为中性气态原子A和B时，所需的能量叫做AB的离解能（单位为kJ/mol），以D（A—B）表示。

例如，H2的离解能D（H—H）为436 kJ/mol。

对双原子分子而言，离解能就是键能E，即E（H—H）=D（H—H）=436 kJ/mol，它是指破裂6.02×1023个键（单键）所需要的能量。

键能是决定物质性质的一个重要因素。

通常键能愈大，表明该化学键愈牢固，由该键组成的分子也就愈稳定。

例如，HCl的键能E （H—Cl）=431.8 kJ/mol，HI的键能E（H—I）=298.7 kJ/mol，HCl比HI稳定，HI受热时就较易分解。

通常键能的数据是用热化学方法由实验测定的。

（2）键长
分子中两个原子核间的平均距离叫做键长（或核间距）。

理论上用量子力学的近似方法可以算出键长。

实际上通常是用光谱或衍射等实验方法来测定键长。

一般来说，两原子之间所形成的键愈短，键能就愈大，键愈强，愈牢固。

综上所述，可以用键能和键长二个键参数定量地描述化学键的特征。

（3）键角
键角系指分子中键与键之间的夹角。

键角是表示分子空间结构的一个重要参数。

例如，
H 2S分子中2个S—H键之间的夹角是92°，这表明H
2
S分子是V形结构。

一般来说，如果已知某分子中的键长和键角的数据，就可确定该分子的几何构型（分子
在空间呈现的几何形状）。

例如，已知CO
2
分子的C=O键长是0.116 nm，O—C—O键角等于
180°，就可得知CO
2
分子是直线形的非极性分子，据此也可推断它的物理性质。

又如，已
知NH
3分子里的H—N—H键角是107°18′，N—H键长是0.102 nm，就可推断NH
3
分子是三
角锥形的极性分子。

图2-1氨分子结构示意图
理论上可用量子力学近似方法算出键角，但对于复杂分子来说，实际上是通过光谱、衍射等结构分析实验测定而算出。

表2-1是某些分子的键长和键角的数据。

表2-1某些分子的键长和键角数据
三、等电子原理
１．等电子体：
如：ＣＯ和Ｎ
２，ＣＨ
４
和ＮＨ
４
＋
【等电子原理】
具有相同的通式——AX
m
，而且价电子总数相等的分子或离子具有相同的结构特征，这个原理称为“等电子原理”。

这里的“结构特征”的概念既包括分子的立体结构，又包括化学键的类型，但键角并不一定相等，除非键角为180°或90°等特定的角度。

（1）CO
2、CNS-、NO
2
+、N
3
-具有相同的通式——AX
2
，价电子总数16，具有相同的结构——直
线形分子，中心原子上没有孤对电子而取sp杂化轨道，形成直线形σ骨架，键角为180°，分子里有两套Π
4
6 p-p大π键。

（2）CO
32-、NO
3
-、SO
3
等离子或分子具有相同的通式——AX
3
，总价电子数24，有相同的结构
——平面三角形分子，中心原子上没有孤对电子而取sp2杂化轨道形成分子的σ骨架，有一套Π
4
6 p-p大π键。

（3）SO
2、O
3
、NO
2
-等离子或分子具有相同的通式——AX
2
，总价电子数为18，中心原子取sp2
杂化形式，VSEPR理想模型为平面三角形，中心原子上有1对孤对电子（处于分子平面上），分子立体结构为Ⅴ形（或角形、折线形），有一套符号为Π
3
4的p-p大π键。

（4）SO
42-、PO
4
3-等离子具有AX
4
的通式，总价电子数32，中心原子有4个σ键，故取sp3
杂化形式，呈正四面体立体结构；请注意：这些离子的中心原子的所有3p轨道都参与杂化了，都已用于形成σ键，因此，分子里已经不可能存在中心原子的p轨道参与的p-pπ键，它们的路易斯结构式里的重键是d-p大π键，不同于p-pπ键，是由中心原子的d轨道和配位原子的p轨道形成的大π键。

（5）PO
33-、SO
3
2-、ClO
3
-等离子具有AX
3
的通式，总价电子数26，中心原子有4个σ轨道（3
个σ键和1对占据σ轨道的孤对电子），VSEPR理想模型为四面体，（不计孤对电子的）分子立体结构为三角锥体，中心原子取sp3杂化形式，没有p-pπ键或p-p大π键，它们的路易斯结构式里的重键是d-p大π键。