2017-2018学年高中化学 第2章 化学键与分子间作用力 第1节 共价键模型教学案 鲁科版选修3

第1节共价键模型 课标要求1知道共价键的主要类型键和键。2能用键能、键长、键角说明简单分子的某些性质。1.共价键：原子间通过共用电子形成的化学键。2共价键分为：键和键；极性键和非极性键；单键、双键和叁键。3共价键的特征：方向性和饱和性。4共价键的键参数：键能、键长、键角。5键能越大，键长越短，形成的共价键越牢固，含有该键的分子越稳定。1共价键的形成及本质概念原子间通过共用电子形成的化学键本质高概率地出现在两个原子核之间的电子与两个原子核之间的电性作用形成元素通常是电负性相同或差值小的非金属元素原子表示方法用一条短线表示由一对共用电子所形成的共价键，如HH、HCl；“=”表示原子间共用两对电子所形成的共价键；“”表示原子间共用三对电子所形成的共价键2共价键的分类(1)键和键分类标准：按电子云的重叠方式。键和键：共价键键原子轨道以“头碰头”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。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。(2)极性键和非极性键分类标准：根据共用电子对是否偏移。极性键和非极性键：共价键极性键非极性键形成元素不同种元素同种元素共用电子的偏移共用电子偏向电负性较大的原子成键原子电负性相同，共用电子不偏移原子电性电负性较大的原子显负电性，另一原子显正电性两原子均不显电性3共价键的特征(1)饱和性：每个原子所能形成共价键的总数或以单键连接的原子数目是一定的。(2)方向性：在形成共价键时，原子轨道重叠愈多，电子在核间出现的概率愈大，所形成的共价键越牢固，因此，共价键将尽可能沿着电子出现概率最大的方向形成，这就是共价键的方向性。1键和键的区别是什么？提示：键是原子轨道“头碰头”重叠成键，键是原子轨道“肩并肩”重叠成键。2键是否一定比键强度大？提示：否。3极性键和非极性键的区别是什么？提示：前者成键的共用电子对发生偏移，后者成键的共用电子对不发生偏移。1共价键的分类归纳分类标准类型共用电子对数单键、双键、叁键共用电子对是否偏移极性键、非极性键原子轨道重叠方式键、键2.键与键的比较键类型键键原子轨道重叠方式沿键轴方向“头碰头”重叠沿键轴方向“肩并肩”重叠原子轨道重叠部位两原子核之间，在键轴处键轴上方和下方，键轴处为零原子轨道重叠程度大小键的强度较大较小分类s­s，s­p，p­pp­p化学活泼性不活泼较活泼稳定性一般来说键比键稳定，但不是绝对的3单键、双键、叁键和键、键的关系单键是键，双键含1个键1个键，叁键含1个键2个键。1判断正误(正确的打“”，错误的打“×”)。(1)共价键的本质是一种静电吸引作用。()(2)N2分子内存在键和键，H2分子内只存在键。()(3)Cl2分子内存在非极性键，HCl分子内存在极性键。()(4)两个H原子和1个O原子结合生成H2O，表现了共价键的方向性。()答案：(1)×(2)×(3)(4)×2下列物质的分子中既含有键，又含有键的是()CH4NH3N2H2O2C2H4C2H2ABCD解析：选D各种分子结构式如下：HCHHH、HNHH、NN、HOOH、HCHCHH、HCCH。单键均为键，一个双键由一个键和一个键组成，一个叁键由一个键和两个键组成。3下列物质中，只有极性键的是_，只有非极性键的是_，既含有极性键，又含有非极性键的是_。H2HClNH3H2O2CO2CCl4C2H6解析：同种元素的原子间形成非极性键，不同种元素的原子间形成极性键，H2O2的2个氧原子间存在非极性键，C2H6分子中碳原子间存在非极性键。答案：方法技巧(1)判断键和键的方法：看两个成键原子间形成的是单键、双键或叁键。(2)判断极性键和非极性键的方法：看两个成键原子是否属于同种元素。1三个重要的键参数键参数概念作用键能在101.3 kPa、298 K条件下，断开1 mol AB(g)分子中的化学键，使其分别生成气态A原子和气态B原子所吸收的能量。用EAB表示键能的大小可定量地表示化学键的强弱程度。键能越大，共价键越牢固。含有该键的分子越稳定键长两个成键原子的原子核间的距离两原子间的键长越短，化学键越强，键越牢固。键长是影响分子空间构型的因素之一键角在多原子分子中，两个化学键的夹角键角是影响分子空间构型的重要因素2常见分子的键角及空间构型分子键角空间构型CO2180°直线形H2O104.5°V形NH3107.3°三角锥形特别提醒(1)对键能的概念把握不准，容易忽略键能概念中的前提条件气态原子。(2)同种元素原子形成的化学键的键能相比较，则有E(叁键)E(双键)E(单键)。1如何判断键能大小？提示：一般地说，键长越短，键能越大，即成键原子间的核间距越短，亦即成键原子的原子半径越小，键能越大。2分子的空间构型与哪些键参数有关？提示：键长和键角。1键参数(1)键能：键能单位为kJ·mol1；形成化学键时通常放出能量，键能通常取正值；键能越大，即形成化学键时放出的能量越多，意味着这个化学键越稳定，越不容易断开。(2)键长：键长越短，往往键能越大，共价键越稳定。(3)键角：键角常用于描述多原子分子的空间构型。如三原子分子CO2的结构式为O=C=O，键角为180°，为直线形分子；又如，三原子分子H2O中的键角为104.5°，是一种V形(角形)分子；四原子分子NH3中的键角是107.3°，分子呈三角锥形；五原子分子CH4中的键角是109.5°，分子呈正四面体。2键参数与分子性质的关系1用“”或“”填空。(1)比较键能大小：CH_NH_HO；HF_HCl。(2)比较键长大小：CH_NH_HO；HF_HCl。(3)比较键角大小：CO2_NH3；H2O_NH3。答案：(1)(2)(3)2NN的键能为945 kJ·mol1，NN单键的键能为160 kJ·mol1，计算说明N2中的_键比_键稳定(填“”或“”)。解析：NN中有一个键和两个键，其中键的键能是160 kJ·mol1，则键键能 kJ·mol1392.5 kJ·mol1，键能越大，共价键越稳定，故键比键稳定。答案：1化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成，化学反应的热效应本质上来源于旧化学键的断裂和新化学键的形成时键能的变化。因此，键能是与化学反应中能量变化有关的物理量。2当旧化学键断裂所吸收的能量大于新化学键形成所放出的能量时，该反应为吸热反应，反之则为放热反应。3H反应物的键能总和生成物的键能总和。H0为放热反应，H0为吸热反应。1已知HH键的键能为436 kJ·mol1，HN键的键能为391 kJ·mol1，根据热化学方程式N2(g)3H2(g)=2NH3(g)H92 kJ·mol1，则NN键的键能是()A431 kJ·mol1B946 kJ·mol1C649 kJ·mol1D869 kJ·mol1解析：选B据H反应物的键能总和生成物的键能总和可知：E(NN)3E(HH)6E(HN)H，则E(NN)3×436 kJ·mol16×391 kJ·mol192 kJ·mol1，解得：E(NN)946 kJ·mol1。2某些共价键的键能数据如下表(单位：kJ·mol1)：共价键HHClClBrBrHClHIIINNHOHN键能436243193432298151946463393(1)把1 mol Cl2分解为气态原子时，需要_(填“吸收”或“放出”)_kJ能量。(2)由表中所列化学键形成的单质分子中，最稳定的是_，最不稳定的是_；形成的化合物分子中最稳定的是_。(3)试通过键能数据估算下列反应的反应热：H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H_。解析：(1)键能是指气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量，新键形成释放能量，则旧键断裂必然吸收能量，根据能量守恒定律断开1 mol ClCl键吸收的能量等于形成1 mol ClCl键释放的能量。(2)键能越大，化学键越稳定，越不容易断裂，化学性质越稳定，因此最稳定的单质为N2，最不稳定的单质是I2，最稳定的化合物是H2O，最不稳定的化合物是HI。(3)HE(反应物键能之和)E(生成物键能之和)(4362432×432)kJ·mol1185 kJ·mol1。答案：(1)吸收243(2)N2I2H2O(3)185 kJ·mol1三级训练·节节过关1下列物质的分子中既含有极性键，又含有非极性键的是()ACO2BH2OCN2H4DH2解析：选C判断极性键和非极性键的标准是成键原子是否为同种元素的原子。CO2(O=C=O)、H2O(HOH)分子中只有极性键；H2分子中只有非极性键；而N2H4分子的结构式为，既有极性键，又有非极性键。2下列分子中，含有键而不含有键的是()CH3CH3N2C2H2Cl2ABCD解析：选D若分子中不含键，则分子中不含有双键或叁键，各分子结构式：为，为 NN，C项为HCCH，为ClCl。符合题意的为和。3. 原子间形成分子时，决定各原子相互结合的数量关系的是()A共价键的方向性 B共价键的饱和性C共价键原子的大小 D共价键的稳定性解析：选B共价键的方向性决定形成共价键原子轨道的重叠程度；共价键的饱和性决定各原子相互结合的数量关系。4下列比较正确的是()A键长：COSiO B键长：CCC=CC键能：COSiO D键能：CCC=C解析：选BA项，由于原子半径：SiC，故键长：SiOCO；B项，由于键长：单键双键叁键，故键长：CCC=C；C、D两项，一般说键长越短，键能越大，故键能：COSiO、C=CCC。5下表中的数据