第一节 共价键(第二课时)

思考探究：
在N2、CO2、 CO 、N2O之间互为等 电子体的是谁?
N2与 CO 、 CO2与N2O间互为等电子体 请预测：1、 N2O的几何构型? 直线型 2、 CO 中的共价键类型？
2、等电子原理
（1）.原子总数相同、价电子总数 相同的分子或离子具有相似化学键 特征，许多性质是相似的。此原理 称为等电子原理
[练习]、以下化学键的键能 （KJ· mol-1)：P—P 198 P—O 360 O=O 498 P=O 585 根据这些数据，计算以 下反应的反应热ΔH？ P4 （白磷）+ 5O2 = P4O10 + ΔH
ΔH= 6×198 KJ· mol-1 +5×498 KJ· mol-1—12×360 KJ· mol-1—4×585 KJ· mol-1 =—2982 KJ

H为负值说明该反应为放热反应。 1molCl 2、1molBr2（蒸气）反应，分别 即负值越大，放出能量越多。通过 生成 2molHCl和2molHBr分子，哪个反应 放出的能量多？ 刚才计算，可知，生成2molHCl比
生成 2molHBr 放出能量多。相反， H + Cl = 2HCl 2 2 H — Br 的键能比 H — Cl 的键能小， -1 -1 ΔH=436.0Kj· mol + 242.7Kj· mol -2×431.8Kj· mol-1 所以HBr分子比HCl更容易发生热 = —184.9Kj· mol-1 分解生成相应的单质。说明稳定性 H2 + Br = 2HBr 2 比HCl差。
课后小结：
1、σ键与π键的形成方式有何不同？ 2、σ键与π键在对称上有何不同?
3、σ键的类型?
5、共价键参数有哪些？有何意义?
4、哪些共价键是σ键，哪些共价键是π键
6、怎样判断等电子体？
2、
从实验测得不同物质中氧 — 氧键之间的 键长和键能数据如下表，其中X、Y的键能 数据尚未测定，但可根据规律推导键能的 大小顺序为W>Z>Y>X。该规律是 B
氧—氧键
数据 键长/10－12 m 键能/kJ·mol－1
O22－ 149
O2－ 128
O2 121
O2＋ 112
X
Y
Z＝497.3
W＝628

(4)一些常见的等电子体
二原子10电子的等电子体：
N2、CO、CN－、C22－ 二原子11电子的等电子体：NO、O ＋ 2 三原子16电子的等电子体： CO2、CS2、N2O、CNO－、N3－ 三原子18电子的等电子体： NO2－、O3、SO2 四原子24电子的等电子体： NO3－、CO32－、BF3、SO3(g)
A.成键时电子数越多，键能越大 B．键长越长，键能越小 C．成键所用的电子数越少，键能越大 D．成键时电子对越偏移，键能越大
3 、 (1) 根据等电子原理，仅由第二周期元 素组成的共价分子中，互为等电子体的 N CO CO2 和__ N2。 O 是： __ ；、 2 和__ (2) 根据等电子原理，由短周期元素组 成的粒子，只要其原子数相同，各原子 最外层电子数之和相同，也可互称等电 子体，它们也具有相似的结构特征。在 短周期元素组成的物质中，与NO2－互为 等电子体的分子有：______________ 。 SO2、O3
3、键角
（1）概念： 多原子分子中，两共价键之间的夹角叫做 键角 （2）常见分子的键角 CO2 ______ ______ 104.5 NH3 107.3 180° H2O ______ °
109°28’ P4 CH4 ______
° 60° ______
( 3 )意义：键角决定了分子的空间构形 ( 4 )来历：共价键的方向性
（2）．等电子体实例
CO和N2具有相同的原子总数和相同的价电
子总数，属于等电子体，其性质对比如下：
熔点/℃ 沸点/℃ 在水 分子 中的 解离 溶解 能 度(室 kJ ·m ol－1 温) 分子的价电 子总数
分子
CO －205.05 －191.49 N2 －210.00 －195.81
2.3 mL 1.6 mL
2、能用键能大小解释的是
（A ）
A、N 2的化学性质比O2稳定。 B、硝酸易挥发，硫酸难挥发。 C、惰性气体一般难发生化学反应。 D、通常情况下，Br2呈液态，I2呈固态。
五、等电子原理
原子总数 价电子总数
1、等电子体：是指 且 都相同的粒子，具有相似的化学键特征。
等电子体的应用： 等电子体的许多性质是相近的，空间 构型是相同的。所以可以利用等电子体来 预测分子的空间构型和性质。
2.键长 形成共价键的两个原子之间的核间的 平衡距离。 [说明]： ①键长的单位都是pm（1pm=10-12m） ②键长越短，往往键能就越大，共价键 越稳定 ③一般而言原子半径越大，键长越大
思考3：你认为键长、键能对分子的 化学性质有什么影响？
键长越短，键能越大，断键耗能越高，
共价键越稳定，分子越稳定。键长越长， 键能越小，断键耗能越低，分子越不稳 定。
2014年5月31日星期六
1.共价键有何特征？
共价键饱和性和方向性；饱和性决定原 子形成分子时相互结合的数量关系，方向 性决定分子的空间构型)
共价键方向性
以HCl、H2S为例说明。
Z
Z
X
X
2.共价键有几种基本类型？各有何特 点？
共价键分为σ键和键两种基本类型。 σ键 又分为S-S σ键、 S-p σ键和p-p σ键三种。 其电子云按“头碰头”方式重叠，呈轴对 称，可沿轴方向旋转，较牢固，不易断裂； 键的电子云以“肩并肩”方式重叠，重 叠程度比σ键的小，呈镜像对称，不可旋 转，其强度比σ键小，不及σ键稳定。
σ键：“头顶头”
s —s px—s px—px
-
+
+
X
+ +
形成σ键的电子 称为σ电子。
X
+ + -
X
π键：“肩并肩”
Z pZ—pZ Z
+
+
X
I
I
形成π键的电 子称为π电子。
3.怎样判断共价键基本类型？
一般规律：
共价单键都是σ键； 共价双键中有一个σ键，另一个为键； 共价三键中有一个σ键和两个键；
1 075 10（４＋６）
946 10（５＋５）
（3）、等电子体的判断和利用
(1)判断方法：原子总数相同，价电子总数
相同的分子。 (2)应用：等电子体的许多性质是相近的， 空间构型是相同的。 利用等电子体可以： ①判断一些简单分子或离子的立体构型； ②利用等电子体在性质上的相似性制造新 材料； ③利用等电子原理针对某物质找等电子体。
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；键角决定了分子的空间构 型。
练习：
1、下列说法正确的是（ D ）
A、分子中键能越大，键越长，则分子越 稳定。
B、只有非金属原子之间才能形成共价键。
C、水分子可以表示为H-O-H，分子中键 角180°。
D、H-O键键能463 KJ/ mol ，故破坏18克 水分子中的H-O键时需要吸收的能量为 2X463 KJ。
1.键能 气态基态原子形成1mol共价键释 放的最低能量(或拆开1mol共价键所吸收的 能量)，例如H-H键的键能为436.0kJ.mol-1。
[说明] ①键能的单位是kJ· mol-1 ②形成化学键通常放出热量，键能取正值 ③键能越大，化学键越稳定
根据表 思考1 ： 2-1数据，计算1molH2分别跟
思考：与H2化合，N2比Cl2困难得多， 为什么？ 1、化学反应伴随着能量变化； 2、当物质发生化学反应时，断开 反应物中的化学键要吸收能量，形 成生成物中的化学键要放出能量； 化学键的断裂和形成正是化学反应 中能量变化的主要原因；
放出能量
吸收能量
3、电离能 能量；
原子失去电子要吸收
四、键参数——键能、键长和键角
ΔH=436.0Kj· mol-1 + 193.7Kj· mol-1 -2×366Kj· mol-1 = —102.7Kj mol-1
思考2： N2、O2、F2与H2的反应能力依次增强，
从键能的角度应该如何理解这一化学事实？
键能：E N2>E O2>E F2,即断开相同物质的量 的N2、O2、F2消耗的能力依次减少，使得他 们与氢气反应的能力依次增强。
1．1919年，Langmuir提出等电子体的概
Байду номын сангаас
念，由短周期元素组成的粒子，只要其 原子数相同，各原子最外层电子数之和 相同，也可互称为等电子体。等电子体 的结构相似、物理性质相近。根据上述 原理，下列各对粒子中，空间结构相似 的是( A ) A．SO2与O3 B．CO2与NO2 C．CS2与NO2 D．PCl3与BF3