分子的结构与性质-共价键

第二章分子结构与性质第一节共价键共价键是指两个原子通过共用电子对来结合在一起的化学键。

在分子化合物中，共价键是最常见的键类型，它对于分子的结构和性质起着决定性的作用。

一、共价键的形成共价键的形成是由于原子之间存在着相互吸引力，这种相互吸引力是由于原子之间互相排斥的静电力降低而产生的。

具体来说，当两个原子靠近到一定距离时，它们的外层电子会发生重叠，从而形成一个电子对。

这个电子对同时属于两个原子，使得两个原子之间形成了一个共享电子对的区域，即共价键。

共价键的形成是一种动态的过程。

在共价键形成的过程中，原子的电子云发生了重新排布，电子从原子的一个轨道转移到另一个轨道，从而形成了共价键。

在共价键形成后，原子成为了一个整体，形成了一个稳定的分子结构。

二、共价键的性质共价键具有一些特殊的性质，这些性质决定了共价键的稳定性和键能。

1.共价键的稳定性共价键的稳定性取决于原子之间的相互作用力的强弱。

一般来说，原子的价电子数越多，形成共价键的能力越强。

也就是说，原子的电负性越大，形成的共价键越稳定。

此外，共价键的稳定性还受到原子之间的距离的影响。

在共价键中，原子之间的距离越近，共价键越稳定。

2.共价键的键能共价键的强度可以用键能来表示。

键能是指在断裂共价键时需要输入的能量的大小。

键能的大小取决于共享电子对的稳定性。

一般来说，共价键的键能越大，其共享电子对越稳定，键越难被断裂。

共价键的键能可以通过一定的实验方法（如光合成实验）来测定。

三、共价键的类型根据共享电子对的数目和电子云的排布形式，共价键可以分为单键、双键和三键。

1.单键单键是由两个原子共享一个电子对形成的。

单键的键能较低，容易被断裂。

常见的单键有C—C键、C—H键等。

单键也是化学反应中最常见的键类型。

2.双键双键是由两个原子共享两个电子对形成的。

双键的键能比单键高，比较稳定。

常见的双键有C=C键、O=O键等。

3.三键三键是由两个原子共享三个电子对形成的。

三键的键能最高，非常稳定。

第二章 分子结构与性质第一节 共价键一、共价键1、定义：原子间通过共用电子对形成的化学键【学与问】请用电子式表示H 2、HCl 、Cl 2分子的形成过程 【思考与交流】为什么不可能有H 3、H 2Cl 、Cl 3分子的形成？【讲解】按照共价键的共用电子对理论，一个原子有几个未成对电子，便可和几个自旋相反的电子配对成键，这就是共价键的“饱和性”。

H 原子、Cl 原子都只有一个未成对电子，因而只能形成H 2、HCl 、Cl 2分子，不能形成H 3、H 2Cl 、Cl 3分子【思考与交流】我们学过电子云，如何用电子云的概念来进一步理解共价键？2、价键理论【讲解】我们以H 2分子为例来说明共价键是如何形成的【讲解】电子云在两个原子核间重叠，意味着电子出现在核间的概率增大，电子带负电，因而可以形象的说，核间电子好比在核间架起一座带负电的桥梁，把带正电的两个原子核“黏结”在一起了价键理论要点：⎩⎪⎨⎪⎧⑴电子配对原理：两原子各自提供1个自旋方向相反的电子彼此配对⑵最大重叠原理：两个原子轨道重叠部分越大，两核间电子的概率 密度越大，形成的共价键越牢固，分子越稳定 3、σ键⑴σ键的形成过程①s-s σ键的形成：成键原子的s 电子“头碰头”重叠形成②s-p σ键的形成：成键原子的s 电子与p 电子“头碰头”重叠形成未成对电子的原子轨道相互靠拢 原子轨道相互重叠 形成共价键③p-p σ键的形成：成键原子的p 电子与p 电子“头碰头”重叠形成p x p x未成对电子的原子轨道相互靠拢 原子轨道相互重叠 形成共价键【讲解】以形成化学键的两原子核的连线作旋转操作，共价键的电子云图形不变，这种特征s 轨道 p x 轨道称为轴对称⑶σ键的特征：⎩⎨⎧①轴对称②稳定性较强（原子轨道重叠程度较大）⑷σ键的分类：⎩⎪⎨⎪⎧①s －s σ键②s －p σ键③p －p σ键4、π键⑴π键的形成：两个原子的p 轨道以“肩并肩”重叠【问题探究】仔细观察π键的电子云图，与σ键比较，它有什么特点？【讲解】π键的电子云由两块组成，分别位于由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为镜面，它们互为镜像，这种特征为镜像对称【思考与交流】在我们已知的物质中，你知道哪些物质含有σ键？哪些物质含有π键？它们的活泼性如何？【讲解】在我们已知的物质中，含有典型的σ键如烷烃（比如乙烷），通常烯烃、炔烃等的双键或三键中就含有π键。

第二章 分子结构与性质 第一节共价键学习目标 ：1．知道共价键的本质，理解共价键的饱和性；2．初步掌握共价键的主要类型δ键和π键；．知道键能、键长、键角等键参数的概念 。

3．能用键参数――键能、键长、键角说明简单分子的某些化学性质4．知道等电子原理，结合实例说明“等电子原理的应用”学习重点难点： 1．用原子轨道图式描述δ键和π键；δ键和π键形成的一般规律和明显差别。

2．分子的性质与键参数的相关性；2．等电子原理学生自主学案：一、共价键1．共价键的本质： ________________________________________________________。

2．共价键的特征：共价键的共用电子对理论：共价键受原子价电子中单电子数目的制约，从而导致其数目不是任意的。

因此分子不可能有H 3、H 2Cl ，这表明共价键具有__________。

3．共价键的两种类型（δ键和π键）根据价电子排布和电子云知识分析：(1)δ键 ： H 2分子中两个H 原子的1S 轨道电子和1S 轨道电子形成_____个____δ键， ① HCl 分子H 原子的1S 轨道电子和Cl 原子的3P 轨道电子形成_____个______δ键， ③ Cl 2分子中两个H 原子的3P 轨道电子和3P 轨道电子形成_____个______δ键。

(2)π键：O 2 2P 轨道电子和2P 轨道电子除能形成____个___δ键外，还能形成___个____π键，N 2 2P 轨道电子和2P 轨道电子除能形成____个___δ键外，还能形成____个____π键。

二、三个键参数1、键能：（1） 概念：气态基态原子形成１mol 化学键所________________的最低能量单位：________ ； 大小：取________值（填 正、负）。

（2) 与共价键稳定性的关系：比较F 2、Cl 2、Br 2、I 2，其非金属性为逐渐________（填增强、减弱），查表对比H -F 、H -Cl 、H -Br 、H –I 的键能，其键能逐渐________（填增大、减小）。

分子结构与性质共价键分子是由原子通过共价键相互结合而形成的物质。

分子结构对于物质的性质具有重要的影响。

共价键是一种原子之间通过共享电子对互相结合的键，是分子中最常见的键。

本文将探讨共价键的形成、共价键的类型以及分子结构对物质性质的影响。

1.共价键的形成共价键形成的基本原理是原子通过共享电子对来填充其价层电子。

原子通过共享电子对形成共价键时，通常会成对共享电子，即每个原子提供一个电子构成电子对。

共价键的形成可以通过考虑原子的电子层结构来理解。

以氢气（H2）为例，氢原子只有一个电子，所以它在与另一个氢原子结合时，两个氢原子可以共享一个电子，形成一个共价键。

这样的共价键被称为单键。

对于其他元素，如氧气（O2），氧原子通常会共享两对电子，形成双键。

氮气（N2）则是通过三对电子的共享形成三键。

2.共价键的类型共价键的类型主要通过原子间的电子共享程度来区分。

共价键分为极性共价键和非极性共价键两种类型。

非极性共价键是指两个原子之间的电子共享相对均匀，即电子云对两个原子的吸引力相等。

例如，氧气中两个氧原子之间形成的双键就是非极性共价键。

极性共价键是指两个原子之间的电子共享不均匀，导致形成的共价键具有正负电荷分布。

在极性共价键中，一个原子对电子的吸引力较强，而另一个原子对电子的吸引力较弱。

例如，水分子中氧原子对电子的吸引力较强，使得氧原子周围的电子云更为密集，形成一个带负电荷的极性共价键。

3.分子结构对物质性质的影响分子结构对物质的性质具有重要的影响。

分子结构的变化可以导致物质在物理和化学性质上的差异。

a.物理性质分子结构影响物质的物理性质，如沸点、熔点和密度等。

分子中不同原子的相对位置和连接方式会影响分子之间的相互作用力，从而影响物质的相态和物理性质。

例如，分子中原子间的键长和键角可以影响分子的大小和形状，进而影响物质的密度。

比如，分子中原子之间的距离较大，键长较长，物质的密度较低；而原子之间的距离较小，键长较短，物质的密度较高。

第二章分子结构与性质第一节共价键一、共价键1.共价键的成因：原子通过而形成的化学键称为共价键，其实质是______________________ 2。

共价键的特点:（1）共价键有饱和性因为每个原子所提供的的数目是一定的，所以在共价键的形成过程中，一个原子的未成对电子与另一个原子中未成对电子配对成键后，，一般不能与其它原子的未成对电子配对成键了，即每个原子所能，这称为共价键的饱和性.显然，共价键的饱和性决定了各种原子形成分子时相结合的关系。

(2）共价键有方向性在形成共价键时，愈多，电子愈大，所形成的共价键愈，因此共价键尽可能沿着，这就是共价键的方向性。

共价键的方向性决定了分子的构型。

3.共价键的键型（1)σ键人们把原子轨道以导致而形成的共价键称为σ键。

（2）π键人们把原子轨道以导致而形成的共价键称为π键.在由两个原子形成的多个共价键中，只能有一个键，而键可以是一个或多个。

二、键参数1.键能:2.键长：3.键角:在三个键参数中，键能，分子越；键长越，化学键越。

三、等电子原理:原子总数相同，价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征,他们的许多性质是相近的，这条规律称为等电子原理,这样的分子叫做等电子体。

同步训练：1. 下列各组物质中，所有化学键都是共价键的是A．H2S和Na2O2B．H2O2和CaF2 C．NH3和N2D．HNO3和NaCl2。

下列分子中存在π键的是A．H2B．Cl2C．N2D．HCl3.下列各说法中正确的是（）A．分子中键能越高，键长越大,则分子越稳定B．元素周期表中的ⅠA族（除H外）和ⅦA族元素的原子间不能形成共价键C．水分子可表示为HO-H，分子中键角为180°D．H—O键键能为463KJ/mol,即18克H2O分解成H2和O2时，消耗能量为2×463KJ 4．下列各组指定原子序数的元素，不能形成AB2型共价化合物是（）A．6和8 B．16和8 C．14和8 D．19和175．下列过程中，共价键被破坏的是：( )A．碘晶体升华B．溴蒸气被木炭吸附 C．酒精溶于水D．HCl气体溶于水6．下列事实中，能够证明HCl是共价化合物的是（）A．HCl易溶于水B．液态的HCl不导电C．HCl不易分解D．HCl溶于水能电离，呈酸性7．下列化合物中没有共价键的是（）A．PBr3B．IBr C．HBr D．NaBr 8．下列说法中,正确的是（）A．在N2分子中，两个原子的总键能是单个键能的三倍.B．N2分子中有一个σ键、两个π键C．N2分子中有两个个σ键、一个π键D．N2分子中存在一个σ键、一个π键1．下列分子中，含有非极性键的化合物的是( )A．H2B．CO2C．H2O D．C2H42．下列化合物中价键极性最小是（）A．MgCl2B．AlCl3C．SiCl4D．PCl53．根据化学反应的实质是原化学键的断裂和新化学键的形成这一观点,下列变化不属于化学反应的是（）A．白磷在260℃时可转化成红磷B．石墨在高温高压下转化成金刚石C．单质碘发生升华现象D．硫晶体(S8）加热到一定温度可转变成硫蒸气（S2）4．下列分子中键能最大的是（）A．HF B．HCl C．HBr D．HI5．下列说法中正确的是( ）A．双原子分子中化学键键能越大，分子越牢固B．双原子分子中化学键键长越长,分子越牢固C．双原子分子中化学键键角越大，分子越牢固D．在同一分子中，σ键要比π键的分子轨道重叠程度一样多，只是重叠的方向不同6．CH4、NH3、H2O、HF分子中，共价键的极性由强到弱的顺序是（) A．CH4、NH3、H2O、HF B．HF、H2O、NH3、CH4C．H2O、HF、CH4、NH3 D．HF、H2O、CH4、NH37．下列物质中，含有极性键和非极性键的是( ）A．CO2B．H2O C．Br2D．H2O28．下列单质分子中,键长最长，键能最小的是（)A．H2B．Cl2 C．Br2 D．I29．下列分子中键角最大的是( )A．CH4B．NH3C．H2O D．CO211.80年代,科学研制得一种新分子，它具有空心的类似足球状的结构,分子式为C60。