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一、共价键,共价键 1、定义: 2、成键微粒: 3、成键本质: 4、成键元素: 5、存在范围: 6、表示方法:,原子之间通过共用电子对所形成的相互作用。,原子,原子间通过共用电子对所产生的强烈的相互作用。,一般非金属之间 部分金属与非金属之间,非金属单质(H2、O2 )、共价化合物(NH3、 CH4 、H2O)、离子化合物(NaOH、 NH4Cl),电子式、结构式,不稳定要趋于稳定;体系能量降低,7、成键原因:,a、电子式:,b、结构式 :,共价键的表示方法,共价键的形成,交流与讨论:两个氢原子如何形成氢分子? (1)氢原子电子排布式: (2)基态氢原子轨道表示式: (3)原子之间形成共价键的原因: 原子轨道填满电子,且电子自旋相反,体系能 量最底,最稳定。,v,r,0,V:势能 r:核间距,两个核外电子自旋方向相反的氢原子靠近,r0,v,r,0,r0,V:势能 r:核间距,r0,v,r,0,r0,V:势能 r:核间距,r0,v,r,0,r0,V:势能 r:核间距,v,r,0,V:势能 r:核间距,两个核外电子自旋方向相同的氢原子靠近,氢气分子形成过程的能量变化,相距很远的两个核外电子自旋方向相反的氢原子相互逐渐接近,在这一过程中体系能量将先变小后变,成键后能量达到最低,形成稳定的氢气分子。两个自旋方向相同的电子不能配对成键。,从核间距和成键电子的自旋方向来观察能量的变化情况。,1、共价键的形成条件,A、两原子电负性 或 。,B、一般成键原子有 电子。且自旋方向相反,C、成键原子的原子轨道在空间 。,一、共价键的形成,相同,之差小于1.7,未成对,重叠,2、共价键的本质,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,3、共价键的特征,(1)具有饱和性 在成键过程中,每种元素的原子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。,(2)具有方向性,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)。,4、共价键的类型键和键,S轨道和p轨道形成稳定共价键的几种重叠方式,(1)头碰头重叠键,pp 键,+,p s 键,(2)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,键的类型,键的类型,ss(键),pp (键),sp(键),pp (键),pp(键),氮分子中原子轨道重叠方式示意图,【归纳】键与键的对比,“头碰头”,“肩并肩”,沿键轴的方向,与轨道对称轴相互平行的方向,轴对称,镜面对称,重叠程度较大,比较牢固,重叠程度较小,较易断裂,共价单键为键; 共价双键中有一个键,另一个是键。 共价三键由一个键和两个键组成。,乙烷: 个键 乙烯: 个键 个键 乙炔: 个键 个键,7,相 同,不发生,相 同,不 同,发 生,不 同,按键的极性分:极性键与非极性键,一般情况下,两个成键原子间的电负性差值越大,形成的共价键的极性越强,氮原子有孤对电子,氢离子有空轨道。,氨分子中各原子均达稳定结构,为什么还 能与氢离子结合?,H+,或,3、 配位键,由一个原子提供一对电子与另一个接受电子对的原子形成共价键,这样的共价键成为配位键,铵根离子和水合氢离子等是通过配位键形成的。,H+,本节总结:,离子键,离子化合物,极性键,非极性键,配位键,共价分子,单质 化合物,化学键,共价键,成键 方式,键的 极性,键,键,二、原子晶体,金刚石具有很高的熔、沸点和很大的硬度。你能结合金刚石晶体的结构示意图解释其中的原因吗?,由于金刚石晶体中所有原子都是通过共价键结合的,而共价键的键能大,如CC键的键能为348kJmol-1。所以金刚石晶体熔、沸点很高,硬度很大。,二. 原子晶体,相邻 间通过 结合而成的具有 结构的晶体,2、组成微粒:,3、微粒间作用力:,知识回顾,1、定义:,共价键,空间网状,原子,原子,共价键,常见的原子晶体,某些非金属单质: 金刚石(C)、晶体硅(Si)、晶体硼(B)等 某些非金属化合物: 碳化硅(SiC)晶体、氮化硼(BN)晶体 某些氧化物: 二氧化硅( SiO2)晶体,4、 原子晶体的特点,、晶体中 单个分子存在;化学式只代表 。,没 有,原子个数之比,、熔、沸点 ;硬度 ; 溶于一般溶剂; 导电。,很 高,很 大,难,不,5、 影响原子晶体熔沸点、硬度大小的因素:,共价键的强弱,键长的大小,一般形成共价键的两原子半径越小键长越小,键能越 ,原子晶体的熔沸点越 ,硬度越 。,大,高,大,正四面体,金刚石 的晶体结构模型,最小环为六元环,81/8+61/2+4=8,1在金刚石晶体中每个碳原子周围紧邻的碳原子有 个 2在金刚石晶体中每个碳原子形成共价键 3.在金刚石晶体中最小碳环由碳原子来组成 4.每个碳原子可形成个六元环,每个C-C键可以形成个六元环。 5在金刚石晶体中碳原子个数与CC共价键个数之比是 .在金刚石晶胞中占有的碳原子数,4个,1 2,6个,4,8个,12,小结:,180,10928,Si,O,共价键,二氧化硅的晶体结构,1. 在SiO2晶体中,每个硅原子与 个氧原子结合;每个氧原子与 个硅原子结合;在SiO2晶体中硅原子与氧原子个数之比是 。 2. 在SiO2 晶体中,每个硅原子形成 个共价键;每个氧原子形成 个共价键; 3. 在SiO2 晶体中,最小环为 元环。,2,1:2,4,4,2,1:4,1:2,12,4.每个十二元环中平均含有硅原子,=61/12=1/2,硅原子个数与SiO 共价键个数之是 ;氧原子个数与SiO 共价键个数之比是 。,每个十二元环中平均含有SiO键,=121/6=2,小结:,石墨的晶体结构模型,石墨的晶体结构,石墨晶体是层状结构,在每一层内,碳原子排成六边形,每个碳原子都与其他3个碳原子以共价键结合,形成平面的网状结构。在层与层之间,是以分子间作用力相结合的。由于同一层的碳原子间以较强的共价键结合,使石墨的熔点很高。但由于层与层之间的分子间作用力较弱,容易滑动,使石墨的硬度很小。像石墨这样的晶体一般称为过渡型晶体或混合型晶体。,(1)层状结构,最小碳环为平面正六边形,即为六元环(在同一平面上)。,(2)每个碳原子为3个六元环所共有,每个C-C键为2个六元环所共有。,(3)每个六元环中平均含有碳原子,=61/3=2,每个六元环中平均含有C-C键,=61/2=3,即碳原子数:C-C键键数,=2:3,小结:,
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