1、明确学习目标 1.知道共价键的主要类型，了解 键和 键的形成特点及其本质。2.能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。23 学生自主学习一、共价键1共价键的本质和特征(1)本质：原子之间形成。(2)特征：决定分子的组成；决定分子的立体构型。01 共用电子对02 饱和性03 方向性2共价键类型(按成键原子轨道的重叠方式分类)(1)键(2)键二、键参数键能、键长与键角1概念和特点2对物质性质的影响三、等电子原理1等电子原理：相同、相同的分子具有相似的，它们的许多性质是相近的。2等电子体：满足等电子原理的称为等电子体。如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，它们的
2、许多性质。01 原子总数02 价电子总数03 化学键特征04 分子05 相似1所有 键都有方向性吗？提示：不是，如 ss 键就没有方向性。提示 2乙烷、乙烯和乙炔分子中的共价键分别由几个 键和几个 键组成？提示：乙烷分子中的共价键由 7 个 键组成；乙烯分子中的共价键由 5个 键和 1 个 键组成；乙炔分子中的共价键由 3 个 键和 2 个 键组成。提示 3从键能的角度出发，推测 N2、O2、F2 跟 H2 反应能力的强弱顺序。提示：由教材中表 21 中键能的数值可知：HFHOHN，而键长：HFHOH2ONH3，所以 N2、O2、F2 跟 H2 的反应能力依次增强。提示 23 课堂互动探究一、
3、共价键1正确认识 键和 键(1)键与 键的实质相同，都是由共用电子对而形成的化学键。(2)键与 键由于原子轨道的重叠程度不同从而导致了两者的稳定性不同。(3)由于 s 轨道没有方向性，所以两个 s 轨道只能形成 键，不能形成 键。(4)两个原子之间可以只形成 键，但不能只形成 键。2分子中 键和 键的判断方法(1)成键原子如果只有一个共用电子对，则该共价键一定是 键；如果形成多个共用电子对，则先形成一个 键，另外的原子轨道形成 键。(2)一般规律：共价单键是 键；共价双键中有一个 键，另一个是 键；共价三键中有一个 键，另两个是 键。即时练1下列有关 键和 键的说法错误的是()A含有 键的分子
4、在反应时，键易断裂B当原子形成分子时，首先形成 键，可能形成 键C有些原子在与其他原子形成分子时，只能形成 键，不能形成 键D在分子中，化学键可能只有 键而没有 键答案 D答案 解析 由于 键的键能小于 键的键能，所以反应时易断裂，A 项正确；在分子形成时为了使其能量最低，必然首先形成 键，根据形成的原子的核外电子排布来判断是否形成 键，所以 B 项正确，D 项错误；H 原子跟其他原子只能形成 键，故 C 项正确。解析 2(双选)下列有关化学键类型的判断中正确的是()A全部由非金属元素组成的化合物中肯定不存在离子键B物质中有 键不一定有 键，有 键一定有 键C已知乙炔的结构式为 HCCH，则乙
5、炔分子中存在 2 个 键和3 个 键D乙烷分子中只存在 键，即 CH 键和 CC 键均为 键答案 BD答案 解析 NH4Cl、(NH4)2SO4 均是由非金属元素组成的，却存在离子键，A项错误；H、Cl 等只有一个未成对电子，因而只能形成 键，即有 键不一定有 键；若形成 键一定是原子间已形成 键，即有 键一定有 键，B项正确；共价双键中有一个为 键，另一个为 键，共价三键中有一个为 键，另两个为 键，故乙炔(HCCH)分子中有 3 个 键，2 个 键，C项错误；共价单键为 键，乙烷分子的结构式为，其所含的 6 个CH 键和 1个 CC 键均为 键，D 项正确。解析 规律方法(1)大多数铵盐是
6、只含非金属元素的化合物，少数铵盐含有金属元素，如(NH4)2Cr2O7。(2)稀有气体不存在化学键。(3)共价单键是 键，双键和三键中存在 键，中学化学里常见的双键，除 C=C 键以外，还有 C=O 键，三键除 CC 键以外，还有 NN 键、CN 键等。二、键参数键能、键长与键角1一般地，形成共价键的共用电子对数越多，则共价键越牢固，含有该共价键的分子越稳定。2形成共价键的原子半径越小，键长越短，共价键越牢固，含有该共价键的分子越稳定。如 HF、HCl、HBr、HI 中，分子的共用电子对数相同(1对)，因 F、Cl、Br、I 的原子半径依次增大，故共价键牢固程度 HFHClHBrHI，因此，稳
7、定性 HFHClHBrHI。3键能与键长是衡量共价键稳定性的参数，键角是描述分子立体构型的参数。一般来说，如果知道分子中的键长和键角，这个分子的立体构型就确定了。如氨分子的 HNH 键角是 107，NH 键的键长是 101 pm，就可以断定氨分子是三角锥形分子，如图。即时练3键长、键角和键能是描述共价键的三个重要参数，下列叙述正确的是()A键角是描述分子空间构型的重要参数B因为 HO 键的键能小于 HF 键的键能，所以 O2、F2 与 H2 反应的能力逐渐减弱C水分子可表示为 HOH，分子中的键角为 180DHO 键的键能为 463 kJmol1，即 18 g H2O 分解成 H2 和 O2
8、时，消耗的能量为 2463 kJ答案 A答案 解析 HO 键、HF 键的键能依次增大，意味着形成这些键时放出的能量依次增大，化学键越来越稳定，O2、F2 与 H2 反应的能力逐渐增强，B项错误；水分子呈 V 形，键角为 105，C 项错误；HO 键的键能为 463 kJmol1，指的是断开 1 mol HO 键形成气态氢原子和气态氧原子所需吸收的能量为 463 kJ,18 g H2O 即 1 mol H2O 中含 2 mol HO 键，断开时需吸收2463 kJ 的能量形成气态氢原子和气态氧原子，再进一步形成 H2 和 O2 时，还会因形成化学键而释放出一部分能量，D 项错误。解析 4最近意大
9、利罗马大学的 Fulvio Cacace 等人获得了极具理论研究意义的 N4 分子。N4 分子结构如图所示，已知断裂 1 mol NN 键吸收 167 kJ 热量，生成 1 mol NN 键放出 942 kJ 热量，根据以上信息和数据，下列说法正确的是()AN4 属于一种新型的化合物BN4 与 N2 互为同素异形体CN4 沸点比 P4(白磷)高D1 mol N4 气体转变为 N2 将吸收 882 kJ 热量答案 B答案 解析 N4 属于一种新型的单质，与 N2 互为同素异形体，其结构与白磷结构类似，白磷的相对分子质量大于 N4，所以白磷沸点高。1 mol N4中含 6 mol NN，断键时需吸
10、收 1002 kJ 热量，生成 1 mol N2 时放出 942 kJ 热量，所以 1 mol N4 气体转变为 2 mol N2 将放出 882 kJ 热量。解析 规律方法键参数的应用(1)由键能可推断物质的稳定性，键能越大，物质的稳定性越强。(2)由键能数据可判断反应放热或吸热。因为化学反应过程是断旧键成新键的过程，根据断键过程吸收的总能量和成键过程放出的总能量的差值即可判断。(3)由键长和键角判断分子的构型。三、等电子原理1常见的等电子体2等电子原理的应用(1)利用等电子原理可以判断一些简单分子或离子的立体构型。如 NH3和 H3O，原子和价电子总数都相等，其立体构型相似(三角锥形)；S
11、iCl4、SO24、SiO44、PO34 等的原子数目和价电子总数都相等，互为等电子体，都呈四面体构型。(2)应用于制造新材料。等电子体不仅有相似的立体构型，而且有相似的性质。如晶体硅、锗是良好的半导体材料，它们的等电子体 AlP、GaAs 也都是良好的半导体材料。即时练5以下各组粒子不能互称为等电子体的是()ACO 和 N2BCO23 和 SO3CCO2 和 N2O DN2H4 和 C2H4答案 D答案 解析 CO 和 N2 的原子个数都为 2，价电子数都为 10，原子数和价电子数都相等，互为等电子体，故 A 不符合题意；CO23 和 SO3 的原子个数都为 4，价电子数都为 24，原子数和
12、价电子数都相等，互为等电子体，故 B 不符合题意；CO2 和 N2O 的原子个数都为 3，价电子数都为 16，原子数和价电子数都相等，互为等电子体，故 C 不符合题意；N2H4 和 C2H4 的原子个数都为 6，价电子数前者为 14，后者为 12，原子数相等，但价电子数不相等，不能互为等电子体，故 D 符合题意。解析 6科学家常用等电子体来预测不同物质的结构与性质，例如 NH4 与 CH4有相同的价电子总数和空间构型。依此原理在下面的空格中填写相应的化学式或离子式。答案 答案 解析 由 NH4 与 CH4 互为等电子体可得其组成特点：C 原子与 N 原子互换后改变了微粒的价电子总数，若要保持价
13、电子总数不变，只需调整微粒所带电荷数即可，据此可写出相应的等电子体。解析 规律方法等电子体的寻找方法(1)将粒子中的两个原子换成原子序数分别增加 n 和减少 n(n1,2 等)的原子，如 N2 与 CO、N3 和 CNO均互为等电子体。(2)将粒子中一个或几个原子换成原子序数增加(或减少)n 的元素的带 n个单位电荷的阳离子(或阴离子)，如 N2O 和 N3 互为等电子体。本课归纳总结1.共价键本质：原子之间形成共用电子对(或电子云重叠)特征：具有方向性和饱和性 键参数：键长、键能可用来判断共价键的稳定性，键角可用于判断分子的立体构型。2等电子原理等电子体原子总数相同，价电子总数相同，但组成原
14、子的核外电子总数不一定相同。23 学习效果检测1 键在有机化合物中广泛存在。下列说法正确的是()A烯烃比烷烃的化学性质活泼是由于烷烃中只含 键，而烯烃中只含 键B乙醇分子中既含 键也含 键，但 键数少于 键数C结构式为的有机物中只含共价键，且 键与 键个数之比为 73D乙烯分子和乙炔分子中含有的 键数目不同，但含有的 键和 键总数相同解析 烯烃中也含有 键，A 错误；乙醇中只含 键，不含 键，B 错误；选项 C 给出的结构式中含有 4 个碳氢 键，3 个碳碳 键，1 个碳碳双键(1 个 键)，1 个碳碳三键(2 个 键)，C 正确；乙烯分子中含有 5 个 键，1 个 键，乙炔中含有 3 个 键
15、，2 个 键，D 错误。解析 答案 C答案 2下列说法正确的是()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，键与 键的原子轨道重叠程度相同，只是重叠的方式不同答案 A答案 解析 分子的稳定程度主要由键能决定，键长越短键能越大；一般情况下 键要比 键的原子轨道重叠程度大，重叠方式前者为“头碰头”、后者为“肩并肩”。解析 3下表是一些键能数据/(kJmol1)：由上表中数据能否得出这样的结论：(1)半径越小的原子形成的共价键越牢固(即键能越大)。_(填“能”或“不能”)。(2)非金属性越强的原子形成的共价键越牢固。_(填“能”或“不能”)。(3)能否从数据中找出一些规律，请写出一条：_。(4)试预测 CBr 键的键能范围：_CBr 键键能SSi(2)N2O4 第四周期B 族 3d54s2(3)N2、CO、CN 1 2答案 解析(1)三种粒子均为四原子 24 价电子微粒，属于等电子体。(2)搜索 C2O24 的等电子体，首先想到将 C 替换为 N，然后凑足价电子总数，此微粒可以是 N2O4。(3)两原子 14 个电子的微粒首先应想到 N2，然后以 N2 为基础，尝试替换为 C 原子和 O 原子，使价电子总数相等即可。解析 23 课时作业点击进入PPT课件