课件65张PPT。第二章
分子结构与性质第一节共价键复习回忆什么是化学键？
什么是离子键？
什么是共价键？化学键：分子中相邻原子之间强烈的相互作用。
离子键：阴、阳离子之间通过静电作用形成的
化学键。
共价键：原子间通过共用电子对形成的化学键。 分子中相邻原子之间是靠什么作用而结合在一起？ 你能用电子式表示H2、HCl、Cl2分子的形成过程吗？ 为什么不可能有H3、H2Cl、Cl3分子的形成？学与问 由共用电子对理论，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，即共价键的“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H2、HCl、Cl2分子，不能形成H3、H2Cl、Cl3分子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。2、共价键的形成(a)s-s σ键的形成(1) σ键的形成(b) s-p σ键的形成电子云相互重叠电子云相互重叠(c)p-p σ键的形成(2)π键的形成电子云重叠π键的电子云小 结沿轴方向“头碰头”平行方向“肩并肩”轴对称镜像对称强度大，不易断裂强度较小，易断裂共价单键是σ键，共价双键中一个是 σ键，另一个是π键，共价三键中一个是σ键，另两个为π键。科学探究1.已知氮分子的共价键是三键，你能模仿图2-1、图2-2、图2-3，通过画图来描述吗？（提示：氮原子各自 用三个p轨道分别跟另一个氮原子形成一个σ键和两个π键。2.钠和氯通过得失电子同样也是形成电子对，为什么这对电子不被钠原子和氯原子共用形成共价键而形成离子键呢？你能从原子的电负性差别来理解吗？请填写 下表0.9 3.02.1 3.02.5 3.52.10.91.0离子共价3.乙烷、乙烯和乙炔分子中的共价键分别有几个σ键和几个π键组成？乙烷分子中由7个σ键组成；乙烯分子中由5个σ键和1个π键组成；乙烯分子中由3个σ键和2个π键组成。练习1.关于乙醇分子的说法正确的是（ ）
A.分子中共含有8个极性键
B.分子中不含非极性键
C.分子中只含σ键
D.分子中含有1个π键C2.下列说法正确的是（ ）
A.π键是由两个p电子“头碰头”重叠形成的
B.σ键是镜像对称，而π键是轴对称
C.乙烷分子中的键全是σ键，而乙烯分子中含σ键和π键
D.H2分子中含σ键，而Cl2分子中还含有π键二、键参数——键能、键长和键角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为通常取正值
③键能越大，化学键越稳定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=10-12m
②键长越短往往键能就越大，共价键越稳定3.键角 分子中两个相邻共价键之间的夹角称键角。键角.[说明] ①键角决定分子的立体结构和分子的极性
②常见的分子的键角有 CO2 180。 H2O 104.5。 NH3 107.3。 CH4 109.5。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。 思考与交流1.试利用表2-1的数据进行计算，1molH2分别跟1mol Cl2 1mol Br2(蒸气）反应，分别形成2mol HCl分子和2mol HBr分子，哪个反应释放的能量更多？如何用计算结果说明HCl分子和HBr分子哪个更容易发生热分解生成相应的单质？2.N2、O2、F2跟H2的反应能力依次增强，从键能的角度如何理解这一化学事实？3.通过上述的例子，你认为键长、键能对分子的化学性质有什么影响？3．实验测得1 molH2与1molCl2反应生成2molHCl时，放出184.6kJ的热量，其理论分析数据与实验数据略有差异，下图表示上述反应能量变化的理论分析示意图：①化学键断裂需要 （填“释放”或“吸收”）能量；
②图中共释放的能量 kJ/mol；
③该反应的反应物的总能量 （填“大于”、“等于”或“小于”）反应产物的能量，所以该反应是__反应三、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2.等电子体的判断和利用
判断方法：原子总数相同，价电子总数相同的分子
为等电子体 应用：利用等电子体的性质相似，空
间构型相同，可运用来预测分子空间的构型和性质练习：P30 4-1第二节分子的立体结构回 顾共价键σ键π键键参数键能键长键角衡量化学键稳定性描述分子的立体结构的重要因素成键方式 “头碰头”,呈轴对称成键方式 “肩并肩”,呈镜像对称一、形形色色的分子O2HClH2OCO21、双原子分子（直线型）2、三原子分子立体结构（有直线形和V形）３、四原子分子立体结构（直线形、平面三角形、三角锥形、正四面体）C2H2CH2OCOCl2NH3P4４、五原子分子立体结构最常见的是正四面体CH4CH3CH2OHCH3COOHC6H6C8H8CH3OH5、其它：分子世界如此形形色色，异彩纷呈，美不胜收，常使人流连忘返。
那么分子结构又是怎么测定的呢？早年的科学家主要靠对物质的宏观性质进行系统总结得出规律后进行推测，如今，科学家已经创造了许许多多测定分子结构的现代仪器，红外光谱就是其中的一种。
分子中的原子不是固定不动的，而是不断地振动着的。所谓分子立体结构其实只是分子中的原子处于平衡位置时的模型。当一束红外线透过分子时，分子会吸收跟它的某些化学键的振动频率相同的红外线，再记录到图谱上呈现吸收峰。通过计算机模拟，可以得知各吸收峰是由哪一个化学键、哪种振动方式引起的，综合这些信息，可分析出分子的立体结构。
科学视野—分子的立体结构是怎样测定的？
（指导阅读P39）测分子体结构：红外光谱仪→吸收峰→分析。
同为三原子分子，CO2 和 H2O 分子的空间结构却不同，什么原因？思考:直线形V形 同为四原子分子，CH2O与 NH3 分子的的空间结构也不同，什么原因？思考:三角锥形平面三角形2.价层电子对互斥理论——确定中心原子的价层电子对数（n），以AXm为例 (A—中心原子,X—配位原子) ：n=1/2[A的价电子数+X提供的价电子数×m ±离子电荷数]原则：①A的价电子数 =主族序数；③正离子应减去电荷数,负离子应加上电荷数。②配体X：H和卤素每个原子各提供一个价电子, 规定氧与硫不提供价电子；(VSEPR models) 1、一类是中心原子上的价电子都用于形成共价键，如CO2、CH2O、CH4等分子中的碳原子，它们的立体结构可用中心原子周围的原子数n来预测，概括如下：
ABn 立体结构 范例
n=2 直线形 CO2、 CS2 、BeCl2
n=3 平面三角形 CH2O、BF3
n=4 正四面体形 CH4、 CCl4
n=5 三角双锥形 PCl5
n=6 正八面体形 SCl6
2、另一类是中心原子上有孤对电子(未用于形成共价键的电子对)的分子。 ABn 立体结构 范例
n=2 V形 H2O
n=3 三角锥形 NH3
原因：
中心原子上的孤对电子也要占据中心原子周围的空间，并参与互相排斥。例如，H2O和NH3的中心原子分别有2对和l对孤对电子，跟中心原子周围的σ键加起来都是4，它们相互排斥，形成四面体，因而H2O分子呈V形，NH3分子呈三角锥形。直线形平面三角形正四面体V 形三角锥形小结:价层电子对互斥模型二、价层电子对互斥模型杂化轨道理论和价层电子对互斥理论直线型平面正三角型V型正四面体型三角锥型V型N、C的杂化方式？应用反馈:0120100022233444直线形 V 形V形平面三角形三角锥形四面体正四面体正四面体1.下列物质中，分子的立体结构与水分子相似的是 （ ）
A.CO2 B.H2S C.PCl3 D.SiCl4
2.下列分子的立体结构，其中属于直线型分子的是 （ ）
A.H2O B.CO2 C.C2H2 D.P4BBC 3.若ABn型分子的中心原子A上没有未用于形成共价键的孤对电子，运用价层电子对互斥模型，下列说法正确的（ ）
A.若n=2，则分子的立体构型为V形
B.若n=3，则分子的立体构型为三角锥形
C.若n=4，则分子的立体构型为正四面体形
D.以上说法都不正确C4.美国著名化学家鲍林（L.Pauling, 1901—1994）教授具有独特的化学想象力：只要给他物质的分子式，他就能通过“毛估”法，大体上想象出这种物质的分子结构模型。请你根据价层电子对互斥理论，“毛估”出下列分子的空间构型。
PCl5
PCl3
SO3
SiCl4 三角双锥形三角锥形平面三角形正四面体甲烷的4个C — H单键都应该是σ键，然而，碳原子的4个价层原子轨道是3个相互垂直的2p轨道和1个球形的2s轨道，用它们跟4个氢原子的1s原子轨道重叠，不可能得到四面体构型的甲烷分子。？？？为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论，碳原子:2S22P2一、杂化轨道理论杂化：原子内部能量相近的原子轨道，在外界条件
影响下重新组合的过程叫原子轨道的杂化.
杂化轨道：原子轨道组合杂化后形成的一组新轨道
杂化轨道类型：sp、sp2、sp3等杂化结果：
重新分配能量和空间方向，组成数目相等成键
能力更强的原子轨道
杂化轨道用于容纳σ键电子和孤对电子
1.sp3 杂化 同一个原子的一个 ns 轨道与三个 np 轨道进行
杂化组合为 sp3 杂化轨道。sp3 杂化轨道间的夹角
是 109?28’，分子的几何构型为正四面体形。NH3和H2O和甲烷分子一样,也是四面体的,因此它们的中心原子也是sp3杂化的.不同的是NH3和H2O的中心原子的4个杂化轨道分别用于σ键和孤对电子对2.sp2 杂化sp2 杂化轨道间的夹角是120度，分子的几何构型为平面正三角形BF3分子形成碳的sp2杂化轨道sp2杂化：三个夹角为120°的平面三角形杂化轨道。
sp 杂化
同一原子中 ns-np 杂化成新轨道；一个 s 轨道和一个 p 轨道杂化组合成两个新的 sp 杂化轨道。碳的sp杂化轨道sp杂化：夹角为180°的直线形杂化轨道。思考题：根据以下事实总结：如何判断一个化合物的中心原子的杂化类型？已知：杂化轨道只用于形成σ键或者用来容纳孤对电子探究练习
1、写出HCN分子和CH20分子的路易斯结构式。
2．用VSEPR模型对HCN分子和CH2O分子的立体结构进行预测(用立体结构模型表示)
3．写出HCN分子和CH20分子的中心原子的杂化类型。
4．分析HCN分子和CH2O分子中的π键。例题一：下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是 ( )
A．CO2与SO2 B．CH4与NH3
C．BeCl2与BF3 D．C2H2与C2H4例题三：对SO2与CO2说法正确的是( )
A．都是直线形结构
B．中心原子都采取sp杂化轨道
C． S原子和C原子上都没有孤对电子
D． SO2为V形结构， CO2为直线形结构
D例题五：写出下列分子的路易斯结构式(是用短线表示键合电子,小黑点表示未键合的价电子的结构式)并指出中心原子可能采用的杂化轨道类型，并预测分子的几何构型。 (1)PCl3 (2)BCl3 (3)CS2 (4) C12O天蓝色天蓝色天蓝色无色无色无色思考：前三种溶液呈天蓝色大概与什么物质有关？依据是什么？结论：上述实验中呈天蓝色的物质叫做四水合铜离子，可表示为[Cu(H2O) 4]2+。在四水合铜离子中，铜离子与水分子之间的化学键是由水分子中的O原子提供孤对电子对给予铜离子（铜离子提供空轨道），铜离子接受水分子的孤对电子形成的，这类“电子对给予—接受键”被称为配位键。1、定义：配位化合物，简称配合物，通常是由中心离子（或原子） 与配位体(某些分子或阴离子) 以配位键的形式结合而成的复杂离子或分子。2、配合物的组成、命名、应用
（1）组成
（2）配体 可以是阴离子，如X-、OH-、SCN-、CN-等，也可以是中性分子，如H2O、NH3、CO等。（3）配位数 直接同中心离子（或原子）配位的原子数目，一般中心原子的配位数为。（3）配合物的命名例如：[Cu(NH3) 4]2+ 四氨合铜离子
[Fe(CN)6]3- 六氰合铁离子
[Cu(NH3) 4]SO4 硫酸四氨合铜例：下列各种说法中错误的是（ ）
A、形成配位键的条件是一方有空轨道一方有孤对电子。
B、配位键是一种特殊的共价键。
C、配位化合物中的配体可以是分子也可以是阴离子。
D、共价键的形成条件是成键原子必须有未成对电子。例：下列分子或离子中都存在着配位键的是 ( )
A．NH3、H2O B．NH4 + 、H3O+
C．N2、HClO D． [Cu(NH3) 4]2+ 、PCI3课件53张PPT。 无论是自然界存在的，还是人工合成的物质，大多数是含有共价键的物质。共价键是一种重要的化学键。2. 共价键的成键微粒：原子1. 共价键的定义：原子间通过共用电子对所形
成的的化学键。我们已经了解的共价键的概念：3. 共价键的存在：非金属单质
共价化合物
离子化合物共价化合物：相邻的原子之间只以共价键相连的化合物属于共价化合物。如二氧化碳、水、甲烷等。学生活动1：写出下列分子的电子式和结构式 以上物质中哪些是离子化合物？哪些是共价化合物？?思考学以致用1、共价化合物中只含有共价键
2、离子化合物中一定含有离子键，也可能含有共价键上一页通过学习有关共价键的知识，你知道下列问
题的答案吗？
为什么氢分子是双原子分子而氦分子却是单原子分子呢？
通过哪些元素的原子之间能形成共价键？
如何用电子式表示共价分子的形成过程？
含有共价键的物质是否一定是共价分子？共价键的形成问题探究： 2个氢原子一定能形成氢分子吗？两个核外电子自旋方向相反的氢原子靠近 两个核外电子自旋方向相同的氢原子靠近1、共价键的形成（1）有自旋方向相反的未成对电子（2）原子轨道要实现最大限度的重叠2、共价键的形成本质 成键原子相互接近时，原子轨道发生 ，自旋方向 ， 的 电子形成 ，两原子核间的电子密度 ，体系的能量 。重叠相反未成对 共用电子对增 加降低教科书 P443、共价键的特征（1）具有饱和性形成的共价键数 = 未成对电子数 在成键原子中，有几个未成对电子通常就只能形成几个共价键，所以在共价分子中每个原子形成共价键数目是一定的。回忆：你已经认识到的原子中各种电子云的形状和伸展方向？（2）具有方向性p在形成共价键时，两个参与成键的原子轨道总是尽可能沿着电子出现机会最大的方向重叠成键，而且原子轨道重叠越多，电子在两核间出现的机会越多，体系的能量下降也就越多，形成的共价键越牢固。因此，一个原子与周围的原子形成的共价键就表现出方向性（ s 轨道与 s 轨道重叠形成的共价键无方向性，例外）。小结：共价键的形成条件共价键的本质共价键的特征2.下列不属于共价键的成键因素的是
Ａ. 共用电子对在两核间高频率出现
Ｂ. 共用的电子必须配对
Ｃ. 成键后体系能量降低，趋于稳定
Ｄ. 两原子核体积大小要适中Ｄ练 习 N2
H2O
CO2
NH33. 用电子式表示下列共价分子的形成
的过程练 习共价键理论的发展路易斯价键理论
现代价键理论（VB法）
分子轨道理论（MO法）共价键的类型氮气的化学性质不活泼，通常难以与其他物质发生化学反应。请你写出氮分子的电子式和结构式，分析氮分子中氮原子的原子轨道是如何重叠形成共价键的，并与同学交流讨论。氮分子中原子轨道重叠方式示意图（1）头碰头重叠——σ键s轨道—s轨道S轨道和p轨道形成稳定共价键的几种重叠方式1. σ键和π键（1）σ键：Xs—s++++++++ 原子轨道以“头碰头”方式互相重叠导致电子在两核间出现的机会增大而形成的共价键Xpx—px形成σ键的电子称为σ电子p—p+X+px—s++例： H2 + Cl2 = 2HClp — s（2）π键： 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Z Z小结：σ 键与π键的比较“头碰头”重叠肩并肩重叠单键是σ键，双键、
三键中只有一个是
σ键单键不可能是π键，
双键中有一个、三键
中有两个是π键重叠程度较大，
比较牢固重叠程度较小，
较易断裂教科书 P46乙烯分子中原子轨道重叠方式示意图 乙烷、乙烯和乙炔分子中的共价键分别由几个σ键和几个π键组成？思考：乙炔分子中轨道重叠方式示意图乙烷： 个σ键；乙烯： 个σ键 个π键；乙炔： 个σ键 个π键7 苯分子中的大π键 1.σ键的常见类型有(1)s-s, (2)s-p,
(2)p-p，请指出下列分子σ键所属类型:
A. HF
B. NH3
C. F2
D. H2
E. O2s-ps-pp-ps-sp-p 教科书P47
2. 极性键和非极性键什么是非极性键？
什么是极性键？
极性键的强弱与共用电子对地偏向程度的关系是什么？
(1)非极性键： 两个成键原子吸引电子的能力 (电负性 )，共用电子对 偏移的共价键相 同 不发生相 同(2)极性键： 两个成键原子吸引电子的能力 (电负性 )，共用电子对 偏移的共价键不 同 发 生不 同氯氯键非极性键氢氯键极性键教科书 P473、一般情况下，同种元素的原子之间形成 共价键，不同种元素的原子之间形成 共价键。非极性极 性4、在极性共价键中，成键元素的电负性差值越大，共用电子对的偏移程度 ，共价键的极性 。越大越 大非金属氢化物中键的极性最强的是 。氢氟键 练 习1. 下列分子中含有非极性键的共价化合物是 （ ）
A. F2 B. C2H2 C. Na2O2 D. NH3 E. CH3COONa F. C2H6
G. H2O2 H. CO2B F G2.关于乙醇分子的说法正确的是（ ）
A. 分子中共含有8个极性键
B. 分子中不含非极性键
C. 分子中只含σ键
D. 分子中含有1个π键C 练 习3. 只有在化合物中才能存在的化学键是（ ）
A. 离子键 B. 共价键
C. 极性键 D. 非极性键AC练 习4.下列物质分子中无π键的是 （ ）
A. N2 B. O2 C. Cl2 D. C2H4C5. H2S分子中两个共价键的夹角接近90°，其原因是 （ ）
A. 共价键的饱和性
B. S原子电子排布
C. 共价键的方向性
D. S原子中p轨道的形状CD练 习在水溶液中，NH3能与H+结合生成NH4＋请用电子式表示Ｎ和Ｈ形成NH３的过程并讨论NH３和H＋是如何形成NH4+的3. 配位键 由一个原子提供一对电子(孤对电子),另一个原子(有空的原子轨道)接受孤对电子形成共价键，这样的共价键称为配位键。配位键用“→”表示，箭头指向接受孤对电子的原子。如：铵根离子中的四个氮氢键完全一样(键长、键能相同)小结： 极性键单键
双键
三键（1）按成键方式分（2）按共用电子对有
无偏移分（3）按两原子间的共用
电子对的数目分2．一种特殊的共价键 --配位键σ键：头碰头重叠π键：肩并肩重叠非极性键（1）定义：1.共价键
的类型（3）配位键的存在 （2）配位键的成键条件非极性键、极性键与配位键的比较非极性键极性键配位键共用电子对不
发生偏移共用电子对
偏向一方原子共用电子对
由一方提供相同非金属元素原
子的电子配对成键不同非金属元素原
子的电子配对成键一方原子有孤电子对，另
一方原子有价层空轨道6.已知水电离成为氢氧根离子和水合氢离子，试写出阳离子的结构。 练 习
