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第三节 化学键
教学目标
1. 理解离子键、共价键的概念,能用电子式表示离子化合物和共价化合物的形成。
2. 了解化学键的概念和化学反应的本质。
3.通过离子键和共价键的教学,培养学生对微观粒子运动的想象力。
教学重点 1.离子键、共价键 2.用电子式表示离子化合物和共价化合物及其形成过程
教学难点 化学键概念、化学反应的本质
教学过程
从前面所学知识我们知道,元素的化学性质主要决定于该元素的原子结构。而化学反应的实质就是原子的重新组合,那么,是不是任意两个或多个原子相遇都能形成新物质的分子或物质呢?
例如:
而氢原子和氦原子在同一条件下就不发生化学反应。
金属都是由原子组成的,金戒指和银耳环放在一起无变化,把金器和铁器放一块也不会有新的物质生成。 稀有气体也是由原子直接构成的,它们和其他物质的原子相遇时,很难起反应,因此常用作保护气体。
以上例子说明,原子和原子相遇时,有的能进行组合,有的不能,这说明在能组合的原子和原子之间,一定有某种作用力存在,才能使原子和原子相互结合成新的分子和新的物质。而原子和原子组合时,相邻的原子之间所存在的强烈的相互作用,我们称其为化学键,这也是我们本节所要讲的内容。 根据原子和原子相互作用的实质不同,我们可以把化学键分为离子键、共价键、金属键等不同的类型。
首先我们来学习离子键。
离子键
要知道什么是离子键,还须从我们初中学过的离子化合物说起。
什么是离子化合物?
由阴、阳离子相互作用而构
成的化合物,就是离子化合物。
如氯化钠、氯化钾、氯化镁、
硫酸锌、氢氧化钠等。
下面,我们就看一种离子化合物——氯化钠的形成试验来进行分析。
钠在加热的情况下融成一个小球,当把盛有黄绿色气体的集气瓶扣于预热过的钠上方时,钠剧烈燃烧,瓶中出现大量白烟,原来的黄绿色逐渐消失!
钠在氯气中的燃烧
钠在氯气中燃烧
现象:
剧烈燃烧,
黄色火焰,
大量白烟。
思考:Na与Cl是如何结合成NaCl的呢?
瓶中出现的白烟是什么呢?
——氯化钠的固体小颗粒。
从宏观上看,钠和氯气发生了化学反应,生成了新物质氯化钠。若从微观的角度,又应该怎样理解上述反应呢?
在上述条件下,氯气分子先被破坏成氯原子,氯原子和钠原子重新组合,生成了氯化钠分子。
那么,氯原子和钠原子又是通过什么方式组合的呢?亦即它们之间存在怎样的一种作用呢?
要想知道究竟,我们必须从氯原子和钠原子的原子结构上着手分析。
请大家回忆前面学过的知识。
原子在参加化学反应时,都有使自己的结构变成8电子稳定结构的倾向,当K层为最外层时为2电子稳定结构。
氯化钠的形成过程
失 e-
得 e-
静电作用
Na+
Cl-
★阴、阳离子通过静电作用而形成的化学键叫做离子键。
成键原因:
微粒由不稳定结构通过得失电子后变成稳定结构。
电子转移
不稳定
稳定
[问题探究]
为什么NaCl和MgCl2在离子化合物中阴阳离子的比例不同?
这是由形成离子化合物的各原子的最外层电子决定的。 钠原子形成稳定结构需
失去1个电子,而镁原子需
失去2个电子,才能成为稳
定的结构——镁离子。
总结
[过渡]
电子发生变化,为了分析化学反应实质的方便,我们引进了只表示元素原子最外层电子的这么一种式子——电子式。
(1)原子的电子式:常把其最外层电子数用小黑点“.”或小叉“×”来表示。
(2)阳离子的电子式:不要求画出离子最外层电子数,只要在元素、符号右上角标出“n+”电荷字样。
(3)阴离子的电子式:不但要画出最外层电子数,而且还应用于括号“[ ]”括起来,并在右上角标出“n-”电荷字样。
H ·
H+
Mg2+
电子式 在元素符号周围用“ · ”或“×”来表示原子最外层电子的式子,叫电子式。
·Na
·Mg ·
·Ca ·
原子的电子式:
离子的电子式:
Na+
Mg2+
Ca2+
用电子式表示氯化钠的形成过程
写出下列粒子的电子式:
硫原子, 溴离子, 钾离子
K+
氯化钠
氟化镁
Na+
2、用电子式表示离子化合物的形成过程
例:硫化钾和溴化镁的形成过程:
上述式子中的“+”表示“相遇”;“ ”表示电子转移的方向;“ ”表示原子相遇将形成什么;“ ”即为氯化钠的电子式。在电子式里面,阳离子的电子式与其离子符号相同。
如钠离子、镁离子的电子式分别为:Na+ Mg2+ 阴离子的电子式要在元素符号周围标出其最外层的8个电子,并用方括号括起来,同时在方括号的右上角标明该离子所带的负电荷数。如Cl-,S2-的电子式分别为:
[练习]
1、请大家用电子式表示离子化合物氯化镁的形成过程。
2、用电子式表示离子化合物Na2O的形成过程。
离子化合物的电子式:
AB型
AB2型
A2B型
NaCl
Na2S
Na2O
MgCl2
注:阴、阳离子的电子式相间写,相同离子不能合并。
总结
阴离子Nn-
阳离子Mm+
用电子式表示
离子化合物
失去电子
得到电子
静电作用 静电吸引=静电排斥
离 子 键 影 响 因 素 ①离子半径 ②离子电荷
离子键:使阴、阳离子结合成化合物的静电作用.
例
[强化练习]
1、用电子式表示离子化合物 MgF2 、 K2O
2、下列粒子的电子式错误的是
3、下列化合物电子式书写正确的是
[练习]
下列不是离子化合物的是
A、KOH B、CaCI2 C、H2O
D、NaNO3
[过渡]
要写出离子化合物的电子式或用电子式表示其形成过程,我们首先须知道其是否能形成离子键,那么,哪些元素之间能形成离子键?并进而得到离子化合物呢?
活泼金属与活泼的非金属化合时,都能形成离子键,从而形成离子化合物。
元素周期表中ⅠA族、ⅡA族的活泼金属与ⅥA族、ⅦA族的活泼非金属化合时,一般都能形成离子键。另外,强碱及大多数的盐中也都含有离子键。
含有离子键的化合物必定是离子化合物。
[小结]
本节课我们主要学习了化学键中的离子键及电子式的有关知识。知道离子键是阴、阳离子之间的静电作用,电子式不仅可以用来表示原子、离子,还可以用来表示物质及物质的形成过程。
[布置作业]
课本18 习题1、2、4
共价键
以氯化氢的形成过程为例分析共价键的成因
分析氯化氢的形成过程
稳定
不稳定
1、定义: 原子间通过共用电子对所形成的化学键叫做共价键。
成键微粒:原子
相互作用:共用电子对
成键元素:同种或不同种非金属元素
含有共价键的化合物不一定是共价化合物
共价键
氢分子的形成:
H ·
氯化氢分子的形成:
· H
+
→
H ·
+
→
原子间通过共用电子对所形成的化学键,叫做共价键。
共用电子对不偏移,成键原子不显电性
共用电子对偏向氯原子,
H﹣H(结构式)
H﹣Cl(结构式)
氯原子带部份负电荷,氢原子带部份正电荷。
碘
+
→
用电子式表示下列共价分子的形成过程
水
二氧化碳
氨
2H ·
+
→
硫化氢
2H ·
+
→
3H ·
+
→
+
2
→
氢氧化钠晶体中,钠离子与氢氧根离子以
离子键结合;在氢氧根离子中,氢与氧以共价
键结合。请用电子式表示氢氧化钠。
[ ]
+
-
过氧化钠晶体中,过氧根离子 (O2 ) 2-与钠
离子以离子键结合;在过氧根离子中,两个氧
原子以共价键结合。请用电子式表示过氧化钠。
[ ]
+
+
2-
思考
哪些物质存在共价键?
原子间通过共用电子对所形成的化学键叫做共价键。
1.非金属元素原子之间能形成共价键,(但NH4+与其他酸根结合为离子键)。共价键又存在于共价化合物以及多原子单质分子中。
2.全部由共价键构成的化合物为共价化合物
3.离子化合物可以有共价键,但共价化合物中没有离子键。
4.稀有气体单质中不存在共价键。极少金属和非金属之间也可由共价键形成共价化合物(如:AlCl3 BeCl2)。
练习 下列说法中正确的是 ( )
(A)含有共价键的分子一定是共价分子
(B)只含有共价键的物质一定是共价化合物
(C)离子化合物中可能含有共价键
(D)氦分子中含有共价键
也可能是单质分子,如氯气,氮气。
正确
氦气是单原子分子,不存在化学健。
C
也可能是离子化合物,如 NaOH, Na2O2 。
结构式表示:原子间的一条短线表示一对共用电子对。
结构式
练习:写出下列微粒的结构式和电子式
H2O NH3 CH4 N2 OH- NH4+ HClO
写出下列物质的电子式
NH4Cl CCl4 CO2 Mg3N2 KClO
注意区分: 用电子式表示物质及用电子式表示物质形成过程
用电子式表示共价分子时,不标 [ ] 和电荷。
a、电子式:
b、结构式 :
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?
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
分子式 电子式 结构式
分子式 电子式 结构式
NH3 H2S
N2 CaF2
NaOH CO2
小 结:
共价键与离子键的比较
两种相同或不同的非金属化合
活泼金属与活泼非金属化合
原 子
阴、阳离子
形成共用电子对
静电作用
项目 类型 共价键 离子键
成键元素
成键粒子
成键本质
化合物电子式
课堂练习
C、D
C
含有共价键的化合物一定是共价化合物
全部由非金属元素组成的化合物一定是共价化合物
在气态单质分子里一定有共价键
错,如 NH4Cl 等铵盐
错,如:NaOH Na2SO4
错,He、Ne等稀有气体
判断:
写出N2、H2O的形成过程
N2:
H2O:
1、写出下列物质的电子式, 属于共价化合物的还应写出其结构式
(1)Br2 (2)CO2 (3)NH3 (4)NH4Cl
2、用电子式表示下列化合物的形成过程
(1)H2S (2)CaCl2
练习
根据氢原子和氟原子的核外电子排布,你知道F2和HF分子中形成的共价键有什么不同吗?
思考
原子成键时是否都满足最外层为8个电子
(或2电子)稳定结构?
不是都满足
Na Mg Al K Ca等活泼金属原子易失去电子形成最外层
为 8个电子稳定结构(形成阳离子)
H O S F Cl Br I等活泼非金属原子趋向得到电子形成最外层为 8个电子(或2电子)稳定结构(形成阴离子或通过共用电子对)
某些化合物如 SO2 NO NO2 PCl5 BeCl2 等不是最外层为8个电子稳定结构,但很稳定。
共价化合物分子有一定的空间结构
C
H
H
H
H
:
:
H
H
H
..
C
..
H
正四面体
电子式
结构式
球棍模型
CO2是直线型,H2O是折线型,CH4呈现正四面体, NH3是三角锥型
问:CS2 H2S CCl4 PH3分子的空间构型怎样?
思考
1.气态HBr和HCl的热稳定性差异?
2.为什么正常情况下,氮气的化学性质不活泼?
有机化合物中碳原子的成键特点和成键方式
1、碳原子含有4个价电子(最外层电子),可以跟其它原子形成4个共价键;
2 、碳原子之间可以:
3、常见有机化合物的结构式:
乙烷C2H6
乙烯C2H4
常用结构简式表示:
乙烷CH3CH3
乙炔C2H2
丁烷C4H10
结构简式为:
CH3CH2CH2CH3
配 位 键
由一个原子提供孤对电子,另一个原子提
供空轨道形成的共价键称配位键。
氨根离子与水合氢离子等是通过配位键形成的。
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)
下课啦!