2022年高中化學(xué) 課題10 共價(jià)鍵的形成競賽講義

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1、2022年高中化學(xué) 課題10 共價(jià)鍵的形成競賽講義學(xué)習(xí)目標(biāo):1、認(rèn)識共價(jià)鍵的本質(zhì),了解共價(jià)鍵的方向性和飽和性。 2、能用電子式法表示共價(jià)分子及其形成過程。學(xué)習(xí)過程:【引言】 在人們所接觸的物質(zhì)中,無論是自然界存在的,還是化學(xué)家合成的,大多數(shù)是含有共價(jià)鍵的物質(zhì)。生命活動(dòng)中不可缺少的物質(zhì)(如氧氣、水、糖類、蛋白質(zhì)、維生素等)、各種性能優(yōu)異的有機(jī)高分子材料以及治療疾病的藥物中,一般都含有共價(jià)鍵。共價(jià)鍵是一種重要的化學(xué)鍵?;瘜W(xué)鍵包括離子鍵、共價(jià)鍵和金屬鍵?!局R回顧】一、共價(jià)鍵 1、定義:原子間通過共用電子對所形成的的化學(xué)鍵。 2、成鍵微粒:原子 3、成鍵本質(zhì):共用電子對 4、成鍵的條件:電負(fù)性差X1

2、.7的原子之間;成鍵原子的最外層未達(dá)到飽和狀態(tài)(即有未成對電子)。成鍵元素:非金屬元素之間以及少數(shù)金屬與非金屬元素(如AlCl3)之間。5、存在范圍:共價(jià)分子(非金屬單質(zhì)、共價(jià)化合物)、部分離子化合物共價(jià)化合物: 相鄰的原子 之間 只以共價(jià)鍵 相連的化合物屬于共價(jià)化合物。如二氧化碳、水、甲烷等。6、共價(jià)鍵的表示方法a、電子式: b、結(jié)構(gòu)式 :HH O=O NN 7、用電子式表示共價(jià)分子的形成過程 小結(jié):左邊原子的電子式,右邊共價(jià)分子的電子式,中間用連接。【問題探究1】1、兩個(gè)原子為什么要成鍵?(降低體系能量, 由不穩(wěn)定趨于穩(wěn)定)2、是否所有的非金屬單質(zhì)中都存在共價(jià)鍵?(稀有氣體中沒有)3、含有

3、共價(jià)鍵的物質(zhì)是否一定是共價(jià)分子?(否,如NaOH)4、 兩個(gè)氫原子一定能形成氫氣分子嗎?【講述】 通常情況下,吸引電子能力相近的原子之間通過共用電子對形成共價(jià)鍵。那么,兩個(gè)成鍵原子為什么能通過共用電子對結(jié)合在一起呢?下面我們以氫分子的形成為例來說明共價(jià)鍵是如何形成的。 當(dāng)兩個(gè)氫原子相互接近時(shí),若兩個(gè)氫原子核外電子的自旋方向相反,它們接近到一定距離時(shí),兩個(gè)1s軌道發(fā)生重疊,電子在兩個(gè)原子核間出現(xiàn)的機(jī)會較大。隨著核間距的減小,核間電子出現(xiàn)的機(jī)會增大,體系的能量逐漸下降,達(dá)到能量最低狀態(tài)。核間距進(jìn)一步減小時(shí),兩原子間的斥力使體系的能量迅速上升,這種排斥作用又將氫原子推回到平衡位置。氫分子的形成過程中

4、能量(主要指勢能)隨核間距的變化如右圖曲線a所示。若兩個(gè)氫原子核外電子的自旋方向相同,當(dāng)它們相互接近時(shí),原子間總是排斥作用占主導(dǎo)地位(如右圖曲線b所示)。所以兩個(gè)帶有自旋方向相同的電子的氫原子不可能形成氫分子。【板書】 二、共價(jià)鍵的形成 1、共價(jià)鍵形成的條件 (1)電子配對原理:兩原子各自提供1個(gè)自旋方向相反的電子彼此配對。 (2)最大重疊原理:兩個(gè)原子軌道重疊部分越大,兩核間電子的概率密度越大,形成的共價(jià)鍵越牢固,分子越穩(wěn)定。 2、共價(jià)鍵形成本質(zhì):成鍵原子相互接近時(shí),原子軌道發(fā)生 重疊 ,自旋方向 相反 的 未成對 電子形成 共用電子對 ,兩原子核間的電子密度 增加 ,體系的能量 降低 。【

5、問題探究2】金屬鍵、離子鍵不具有飽和性和方向性,共價(jià)鍵是否也沒有飽和性和方向性?閱讀教材P44,為什么N、O、F與H形成簡單的化合物(NH3、H2O、HF)中H原子數(shù)不等?【板書】 3、共價(jià)鍵的特點(diǎn) (1)具有飽和性:共價(jià)鍵數(shù) = 未成對電子數(shù)【講述】 與離子鍵不同,共價(jià)鍵具有飽和性。這是因?yàn)樾纬晒矁r(jià)鍵時(shí),只有成鍵原子中自旋方向相反的未成對電子才能形成共用電子對。在成鍵過程中,每種元素的原子有幾個(gè)未成對電子,通常就只能和幾個(gè)自旋方向相反的電子形成幾個(gè)共價(jià)鍵。所以在共價(jià)分子中,每個(gè)原子形成共價(jià)鍵數(shù)目是一定的,這就是共價(jià)鍵的飽和性?!景鍟?(2)具有方向性【設(shè)問】 是不是所有的共價(jià)鍵都具有方向性?【生】 因?yàn)閟軌道是球形對稱的,所以s軌道與s軌道形成的共價(jià)鍵沒有方向性。【講述】 成鍵原子軌道只有采用最大重疊才能形成穩(wěn)定的共價(jià)鍵,由于p、d,、f軌道在空間有不同的伸展方向,即有方向性,因此共價(jià)鍵有方向性?!拘〗Y(jié)】 共價(jià)鍵的形成 形成的條件:電子配對原理、最大重疊原理; 形成的本質(zhì):原子軌道重疊,形成共用電子對,體系能量降低。 共價(jià)鍵特點(diǎn):飽和性決定了各種原子形成分子時(shí)相互結(jié)合的數(shù)量關(guān)系。 方向性決定了分子的立體結(jié)構(gòu)。

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