高中化学选修三第二章第一节共价键
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第一节共价键[核心素养发展目标] 1.宏观辨识与微观探析:能从微观角度分析形成共价键的微粒、类型,能辨识物质中含有的共价键的类型及成键方式,了解键能、键长及键角对物质性质的影响。
2.证据推理与模型认知:理解共价键中σ键和π键的区别,建立判断σ键和π键的思维模型,熟练判断分子中σ键和π键的存在及个数。
一、共价键的形成与特征1.共价键的形成(1)概念:原子间通过共用电子对所形成的相互作用,叫做共价键。
(2)成键的粒子:一般为非金属原子(相同或不相同)或金属原子与非金属原子。
(3)本质:原子间通过共用电子对(即电子云重叠)产生的强烈作用。
(4)形成条件:非金属元素的原子之间形成共价键,大多数电负性之差小于1.7的金属与非金属原子之间形成共价键。
2.共价键的特征(1)饱和性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,便可和几个自旋状态相反的电子配对成键,这就是共价键的“饱和性”。
(2)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,原子轨道重叠的愈多,电子在核间出现的概率越大,所形成的共价键就越牢固,因此共价键将尽可能沿着电子出现概率最大的方向形成,所以共价键具有方向性。
共价键的特征及应用(1)共价键的饱和性决定了各种原子形成分子时相互结合的数量关系。
(2)共价键的方向性决定了分子的立体构型,并不是所有共价键都具有方向性,如两个s电子形成共价键时就没有方向性。
例1(2018·南昌高二月考)共价键具有饱和性和方向性。
下列有关叙述不正确的是()A.共价键的饱和性是由成键原子的未成对电子数决定的B.共价键的方向性是由成键原子轨道的方向性决定的C.共价键的饱和性决定了分子内部原子的数量关系D.共价键的饱和性与原子轨道的重叠程度有关答案 D解析一般地,原子的未成对电子一旦配对成键,就不再与其他原子的未成对电子配对成键了,故原子的未成对电子数目决定了该原子形成的共价键具有饱和性,这一饱和性也就决定了该原子成键时最多连接的原子数,故A、C正确;形成共价键时,为了达到原子轨道的最大重叠程度,成键的方向与原子轨道的伸展方向就存在着必然的联系,则共价键的方向性是由成键原子轨道的方向性决定的,故B正确;共价键的饱和性与原子轨道的重叠程度无关,与原子的未成对电子数有关,故D错误。
第 1 页 共 6 页选修三第二章 第1节 共价键一、路易斯理论1916年,美国的 Lewis 提出共价键理论. 认为分子中的原子都有形成稀有气体电子结构的趋势,求得本身的稳定. 而达到这种结构,并非通过电子转移形成离子键来完成, 而是通过共用电子对来实现。
通过共用一对电子, 每个H 均成为 He 的电子构型, 形成共价键。
又如:Lewis 的贡献在于提出了一种不同于离子键的新的键型, 解释了X 比较小的元素之间原子的成键事实。
但Lewis 没有说明这种键的实质, 适应性不强。
在解释BCl 3, PCl 5 等未达到稀有气体结构的分子时,遇到困难:二、价键理论(Valence Bond Theory) 1、共价键的形成A 、B 两原子各有一个成单电子,当 A 、B 相互接近时,两电子以自旋相反的方式结成电子对,即两个电子所在的原子轨道能相互重叠,则体系能量降低,形成化学键,亦即一对电子则形成一个共价键。
形成的共价键越多,则体系能量越低,形成的分子越稳定。
因此,各原子中的未成对电子尽可能多地形成共价键。
例如:H 2 中可形成一个共价键;HCl 分子中,也形成一个共价键。
N 2 分子怎样呢? 已知N 原子的电子结构为:2s 22p 3每个N 原子有三个单电子,所以形成 N 2 分子时,N 与N 原子之间可形成三个共价键。
写成:形成CO 分子时,与 N 2 相仿,同样用了三对电子,形成三个共价键。
不同之处是,其中一对电子在形成共价键时具有特殊性。
即C 和 O 各出一个 2p 轨道重叠,而其中的电子是由O 单独提供的。
这样的共价键称为共价配位键。
于是,CO 可表示成:配位键形成条件:一种原子中有孤对电子,而另一原子中有可与孤对电子所在轨道相互重叠的空轨道。
在配位化合物中,经常见到配位键。
2、共价键的特征——饱和性、方向性饱和性:几个未成对电子(包括原有的和激发而生成的),最多形成几个共价键。
例如:O 有两个单电子,H 有一个单电子,所以结合成水分子,只能形成2个共价键;C 最多能与H 形成4个共价键。