11 化学键

巴东县第一高级中学 马海林

1 第三讲 化学键

课标要求

1．能说明离子键的形成，能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。

2.了解晶格能的应用，知道晶格能的大小可以衡量离子晶体中离子键的强弱。

3.知道共价键的主要类型σ键和π键，能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。

4.认识共价分子结构的多样性和复杂性，能根据有关理论判断简单分子或离子的构型，能说明简单配合物的成键情况。

5.了解原子晶体的特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。

6.知道金属键的涵义，能用金属键理论解释金属的一些物理性质。

7.能列举金属晶体的基本堆积模型。

8.结合实例说明化学键与分子间作用力的区别。

9.知道分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的结构微粒、微粒间作用力的区别。

考纲要求

1.了解化学键的定义。了解离子键、共价键的形成。

2.理解离子键的形成，能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。

3.了解共价键的主要类型：σ键和π键，能利用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。

4.了解简单配合物的成键情况。

5.理解金属键的含义，能用金属键理论解释金属的一些物理性质。

6.了解化学键和分子间作用力的区别。了解分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的结构微粒、微粒间作用力的区别。

基础知识回顾

1． 本讲知识网络：

2． 化学键的定义：这种直接相邻 之间 的 作用，叫做化学键。

化学键与化学反应中的物质变化：

化学反应中物质变化的实质是旧的化学键

和新的化学键 。

化学键与化学反应中的能量变化： 化学键 离子键 离子化合物

分类

表示方法： 共价键

金属键 极性键

非极性键 共价化合物

非金属单质 极性分子

非极性分子

键参数 键能

键长

键角 分子的稳定性

分子空间构型 同种原子 不同种原子

电子式、结构式（适用于共价键） 巴东县第一高级中学 马海林

2 在化学反应过程中，如果新化学键形成时释放的能量大于破坏旧化学键时所需要吸收的能量，反应开始后，就会有一定的能量以热能、电能或光能等形式释放出来；如果某个化学键形成时释放出来的能量小于破坏旧化学键所需要吸收的能量，则需要不断地吸收能量才能维持反应的持续进行。因此，可把化学反应的过程看作是“储存”在物质内部的能量（化学能）转化为热能、电能或光能等释放出来，或者是热能、电能或光能等转化为物质内部的能量（化学能）被“储存”起来的过程。可见，化学键的断裂与形成不仅是化学反应的实质也是化学反应伴随着能量变化的根本原因。

思考：(1)所有物质中都存在化学键吗？

(2)有化学键的断裂或生成就一定是化学反应吗？

3． 化学键的成因：

众所周知，稀有气体的原子结构是原子的相对稳定结构。

其结构特点：原子的最外层电子数都是8e-（He除外）；都是偶数。

规 律：稀有气体具有相对最低的能量，是周期表中邻近原子趋于形成的电子排布形式。任何非稀有气体元素原子都有自发形成邻近稀有气体相对稳定结构的趋势。其中，最外层电子数较少，容易失去电子的元素被划分为金属元素；最外层电子数较多，容易得到电子的元素被划分为非金属元素。这些元素的原子总是通过某种方式得到或失去电子或者共用电子对形成相对稳定的稀有气体的结构，并且进一步形成某种化学键、某种晶体结构使体系的能量进一步下降，最终趋于达到一种暂时．．、相对．．稳定的结构。这是化学“运动”的原始动力之一。（能量最低和熵增大）

4． 离子键：阴、阳离子之间通过 作用．．形成的化学键，叫做离子键。

离子键的实质：由于在阴、阳离子中都有带负电荷的电子和带正电荷的原子核，所以在阴、阳离子之间除了异性电荷间的吸引力外，还存在电子与电子、原子核与原子核之间的同性电荷所产生的排斥力。因此，在形成离子键时，阴阳离子依靠异性电荷间的静电引力相互接近到一定程度时，电子与电子之间、原子核与原子核之间产生的斥力将阻碍两种离子进一步靠近。当静电作用中同时存在的引力和斥力达到平衡时，体系的能量最低，形成稳定的离子化合物。一句话，离子键的实质是静电作用。

离子键的特征：相对于共价键而言，离子键既没有方向性也没有饱和性。（或者说，离子键不具有饱和性只是相对的。）

因此，以离子键相结合的化合物倾向于形成晶体，使每个离子周围排列尽可能多的带异性电荷的离子，达到降低体系能量的目的。

离子键的形成条件

活泼金属与活泼非金属之间化合时，易形成离子键，如第ⅠA族、第ⅡA族中的金属与第ⅥA

族、第ⅦA族中的非金属化合时易形成离子键。

离子键的表示方法

(1)用电子式表示离子化合物的形成过程：

①Na2S：____________________________________________________________________

②CaCl2：___________________________________________________________________ 巴东县第一高级中学 马海林

3 (2)写出下列物质的电子式

①MgCl2：______________________________②Na2O2：______________________________

③NaOH：______________________________④NH4Cl：______________________________

⑤Mg3N2： ⑥CaC2：

⑦NaClO： ⑧Ca(OH)2：

思考：(1)形成离子键的静电作用指的是阴、阳离子间的静电吸引吗？

(2)形成离子键的元素一定是金属元素和非金属元素吗？仅由非金属元素组成的物质中一

定不含离子键吗？

(3)金属元素和非金属元素形成的化学键一定是离子键吗？

(4)含有离子键的化合物中，一个阴离子可同时与几个阳离子形成静电作用吗？

5． 共价键：原子之间通过 形成的化学键，叫做共价键。

高概率地出现在两个原子核之间的 与两个 之间的 作用是共价键的本质。

思考：形成共价键的两个原子是否靠得越近，形成的共价键就越稳定？

共价键的特征：共价键具有 性和 性是共价键的两个基本特征。

σ键和π键:人们将原子轨道以“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称为σ键(sigma bond),如HCl、Cl2、H2O中的共价键；将原子轨道以“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称为π键（pi bond）。在有两个原子形成的多个共价键中，只能由一个σ键，而π键可以是一个或多个。如N2中一个σ键两个π键。

共价键的键参数：

项目 概念 对分子性质的影响

键能 拆开1mol共价键所

的能量或生成1mo1共价键所 的能量 键能越大，键越 ，分子越

键长 成键的两个原子核间的 距离

键长越 ，键能越 ，键越牢固，分子越稳定

键角 分子中 键之间的夹角 决定分子的 构型和 的极性

共价键的表示方法

(1)用电子式表示

①Cl2：______________ ②N2：

③H2O2：________________________ ④CO2：____________ 巴东县第一高级中学 马海林

4 ⑤HClO：______________________ ⑥CCl4：____________________

⑦CH4： ⑧NH3：

⑨C2H4： ⑩C2H2：

(2)用结构式表示

①N2：___________ _②H2O：____________ ③CO2：_______________ _

(3)用电子式表示共价键形成过程

①NH3：

②H2O：

思考：(1)共价键仅存在于共价化合物中吗？

(2)所有物质都能用电子式表示其组成吗？

离子键与共价键比较：

键 型 成 键

元 素 成 键

粒 子 粒子间相互作用

离子键 活泼的金属元素与活泼的非金属元素之间 阴、阳离子 静电作用

共

价

键 极性共价键 一般是不同的非金属元素之间 不同元素的原子 共用电子对

非极性共价键 一般是同种非金属元素之间 同种元素的原子 共用电子对

金属键 同种金属元素 金属阳离子与自由电子 静电作用

6．配位键：

配位键是一种特殊的共价键。它不是由成键原子双方共同提供未成对电子形成化学键，而是由成键原子双方的某一方提供 ，另一方提供 而形成的一种类似共价键的化学键。例如：NH4+是由NH3与H+反应形成的，在NH3分子中的N原子上存在一对没有与其他原子共用的电子(孤对原子)，氢离子具有一个1s空轨道，当NH3与H+反应时，氨分子上的孤对电子进入了氢离子的空轨道，这一对电子在氮、氢原子间共用，形成了配位键(参见下图)。配位键可以用A→B来表示，其中A提供孤对电子，B具有能接受电子的空轨道。

NH4+的形成NH4+

在铵根离子中，虽然有一个N-H键与其他三个N-H键的形成过程不同，但是它们的键长、巴东县第一高级中学 马海林