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成才之路 化学,路漫漫其修远兮 吾将上下而求索,人教版 必修2,物质结构 元素周期律,第一章,第三节 化学键,第一章,第2课时 共价键,第一章,原子怎样形成分子？分子为什么可以稳定存在？不同分子的性质差别为什么这么大？在化学键发展史中，曾出现过各种理论，经过近两个世纪的努力，至今天逐渐形成现代的化学键理论。 19世纪初，化学家概括了大量的化学事实，提出并发展了经典结构理论，虽然解释许多事实，但同时又对许多现象无法解释。一百多年来各种学派的理论都受到历史水平、认识水平的限制，但是在发展中不断得到纠正和完善。,进入20世纪后，随着电子、放射性的发现和科技水平的迅速提高，玻尔在普朗克的量子论和卢瑟福的原子模型基础上提出原子结构理论，为创立化学键的电子理论打下重要的基础。1914年到1919年，路易斯等人创立和发展了电子理论。1927年，海特勒和伦敦用量子力学处理氢分子获得成功，开创了现代的化学键理论。目前流行的化学键理论有电子配对理论(价键理论)、分子轨道理论以及配位场理论。价键理论认为，成键的电子只是价电子，而其他电子仍是在各自的原子周围运动，是这种理论的核心。 要想对化学键有一个全面的认识，请让我们一起走进教材，精彩的论述就在下面。,学习目标 1理解共价键的含义。 2能用电子式表示共价化合物的形成过程。 3认识化学键的含义，并从化学键的角度理解化学反应的实质。,新知预习 1共价键 (1)形成过程(以Cl2形成为例) 用电子式表示：_。 (2)定义：原子间通过_所形成的_。 (3)成键粒子：_。 (4)成键元素：同种或不同种_元素化合时能形成共价键。,共用电子对,相互作用,原子,非金属,(5)存在 非金属元素的多原子单质，如_。 共价化合物，如_。 某些离子化合物，如_。 (6)分类_和_。 2共价化合物 以_形成分子的化合物。如_、_。,H2、O2、N2、O3,CO2、HCl、H2SO4、SiO2,NaOH、Na2O2、Na2CO3、NH4Cl,极性共价键,非性共价键,共用电子对,H2O,CO2,3含有共价键分子的表示方法 (1)用电子式表示含共价键的粒子 单质 H2：_、N2：_。 化合物 H2O：_、 CO2：_、 CH4：_。,(2)用电子式表示分子的形成过程 N2：_。 CO2：_。 (3)用结构式表示 形成共价键的每一对共用电子对用_表示，并且略去未成键电子的式子。 例如：N2：_、HCl：_、CO2：_、 CH4：_。,一短线,NN,HCl,O=C=O,4化学键 (1)定义：使_相结合或_相结合的作用力。 (2)形成类别 原子间价电子的得失_键。 原子间价电子的共用_键。 (3)化学反应的本质 一个化学反应的过程，本质上就是_ _的过程。,离子,原子,离子,共价,旧化学键的断裂和,新化学键的形成,自主探究 1HCl、NaCl的形成过程有什么不同？ 提示：,由图示可知两种物质的形成过程不一样。因为形成HCl的过程是双方各提供一个电子形成共用电子对为两个原子共用，从而使双方均达到稳定结构。而形成NaCl的过程为Na失去一个电子形成Na，Cl得一个电子形成Cl，这样形成稳定的结构。之所以出现这种现象，是因为H、Cl都是得到一个电子就可以达到稳定结构，所以二者形成共用电子对，而Na与Cl分别为活泼金属元素与活泼非金属元素，金属元素易失电子而非金属元素易得电子，所以有电子的得失。,2是不是所有的物质中都含有化学键？ 提示：不一定，稀有气体元素的原子已达2个电子或8个电子稳定结构，故稀有气体的单质内无化学键。,共价键、共价化合物,思维导图,1HCl分子的形成 NaCl是钠离子和氯离子通过静电作用形成的，那么HCl中氢原子和氯原子之间是通过什么样的方式结合在一起的呢？,教材点拨,2共价键,温馨提示：共价键的成键元素一般为非金属元素与非金属元素，但某些金属元素与非金属元素之间也可形成共价键，如AlCl3中含有的就是共价键。 共价键既可以存在于非金属单质中，又可以存在于化合物中，如H2O、NH4Cl、NaOH等。,3共价化合物原子间以共用电子对结合形成的化合物,温馨提示：用电子式表示化合物时，一要搞清成键原子间形成的是离子键还是共价键；二是不要混淆“用电子式表示物质”和“用电子式表示物质的形成过程”，前者只要求写物质的电子式，后者要表示出过程。,4离子键与共价键的比较,5.化学键和化合物关系的“三个一定”和“三个可能” (1)“三个一定”。 离子化合物中一定含离子键。 含离子键的一定是离子化合物。 共价化合物中一定不含离子键。 (2)“三个可能”。 离子化合物中可能含有共价键，如NaOH。 金属与非金属形成的化合物可能是共价化合物，如AlCl3。 完全由非金属形成的化合物可能是离子化合物，如NH4Cl。,6离子化合物与共价化合物的比较,7.离子化合物和共价化合物的判断方法： 根据构成化合物的微粒间是以离子键还是以共价键结合来判断。一般说来，活泼的金属原子和活泼的非金属原子间形成的多是离子键，同种或不同种非金属原子间形成的多是共价键。 根据化合物的类型来判断。大多数碱性氧化物、强碱和盐都属于离子化合物；非金属氢化物、非金属氧化物、含氧酸都属于共价化合物。 根据化合物的性质来判断。熔、沸点较高的化合物(SiO2、SiC等除外)是离子化合物。熔融状态下不导电的化合物是共价化合物，熔融状态下能导电的化合物是离子化合物。,8极性键与非极性键 (1)定义 非极性键：在H2、N2、Cl2这样的单质分子中，由同种原子形成共价键，两个原子吸引电子的能力相同。共用电子对不偏向任何一个原子，成键的原子因此而不显电性，这样的共价键叫做非极性共价键，简称非极性键。 极性键：化合物分子中，不同种原子形成共价键时，因为原子吸引电子的能力不同，共用电子对偏向吸引电子能力强的一方，这样共用电子对偏移的共价键叫做极性共价键，简称极性键。,(2)两者比较,9.化学键 (1)定义：使离子相结合或原子相结合的作用力统称为化学键。准确地说，即“相邻的两个或多个原子(或离子)之间强烈的相互作用”，称为化学键。 (2),(3)化学键与物质的性质 NaCl、CaBr2、Na2O、CaO、K2S、MgS、K2SO4等离子化合物都是由离子组成的，阴、阳离子之间的化学键是离子键，离子键的强度比较大，要破坏它需要较多的能量。因此，离子化合物具有较高的熔点、沸点和硬度。N2分子内的原子之间存在着很强的共价键，很难被破坏，所以在通常状况下氮气的化学性质很稳定。 10化学反应的实质：旧键的断裂和新键的形成 物质微粒能够聚集在一起主要是靠化学键，但要注意只有旧键的断裂而无新键的形成并非化学反应，如HCl溶于水和NaCl的熔化都不是化学变化。,(2014孝感市七校高一期中)下列说法正确的是( ) A含有共价键的化合物一定是共价化合物 B分子中只有共价键的化合物一定是共价化合物 C由共价键形成的一定是共价化合物分子 D只有非金属原子间才能形成共价键,典例透析,【解析】 A项错误，含有共价键的化合物不一定是共价化合物，也可能是离子化合物，如NaOH等；由共价键形成的物质包括单质(如H2等)、共价化合物(如HCl等)，所以B项正确，C项错误；不是只有非金属原子间才能形成共价键，氯化铝也是共价化合物，氯化铝中也含有共价键，D项错误。 【答案】 B,1(2014经典习题选萃)下列关于化学键的说法，正确的是( ) A构成单质分子的粒子一定含有共价键 B由非金属元素组成的化合物不一定是共价化合物 C非极性键只存在于双原子单质分子里 D不同元素组成的多原子分子里的化学键一定是极性键,变式训练,解析：稀有气体元素构成的单质是单原子分子，不含共价键，故A项不正确；NH4Cl、NH4HCO3等都是由非金属元素组成的离子化合物，故B正确；Na2O2、H2O2等物质中OO键是非极性键，所以C错误；H2O2分子里的OO键是非极性键，所以D不对。 答案：B 点拨：解此类判断型选择题，关键是要掌握一定的正例和反例。对实例了解越充分，对概念理解就越透彻，解题速度也就越快。,分子间作用力和氢键,思维导图,1分子间作用力范德华力 定义：把分子聚集在一起的作用力叫做分子间作用力，又称范德华力。 (1)分子间作用力比化学键弱得多，它主要影响物质的熔点、沸点、溶解性等物理性质，而化学键主要影响物质的化学性质。,教材点拨,(2)在离子化合物中只存在化学键，不存在分子间作用力，分子间作用力只存在于由共价键形成的多数共价化合物和绝大多数非金属单质分子之间，及稀有气体分子之间。像二氧化硅、金刚石等由共价键形成的物质的微粒之间不存在分子间作用力。 (3)分子间作用力的范围很小，只有分子充分接近时才有相互间的作用力。 (4)一般说来，对于组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的熔点、沸点也越高。如卤素单质及四卤化碳的熔点、沸点的变化规律如下图。,当液体汽化时要克服分子间的引力，当固体熔化为液体时也要克服分子间的引力，所以分子间的作用力是决定物质的熔点、沸点、汽化热、溶解度等性质的主要因素。,2氢键较强的分子间作用力 (1)右图为A族、A族、A族、A族元素各气态氢化物的沸点变化关系图，用线段分别连接表示同一主族元素相应气态氢化物的沸点关系的黑点，由此判断：A族气态氢化物的沸点随相对分子质量的递增而递增，A、A、A各族中的气态氢化物相对分子质量从上往下逐渐增大，但第二周期的三种元素的氢化物的沸点特别的高，,与“对于组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大”相矛盾。 (2)原因：在NH3、H2O、HF分子中，存在着一种比分子间作用力稍强的相互作用，使它们只能在较高的温度下才能汽化，这种相互作用叫做氢键。氢键不是化学键，氢键比化学键弱，但比分子间作用力强。,(3)应用：氢键的存在会使物质的熔点和沸点升高。氢键在生命现象中也起着重要的作用，如DNA的结构和生理活性都与氢键的作用有关。 水分子间的氢键：水在气态时，以单个水分子存在；水在液态时，还含有几个水分子通过氢键结合而成的(H2O)n。(见右图)；水在固态时，水分子间以氢键结合成排列规则的晶体。由于冰的结构中有空隙，造成体积膨胀、密度减小，低于液态水的密度，所以冰会浮在水面上，地球上才有生命。,温馨提示：氢键不是化学键，通常把氢键看作是一种较强的分子间作用力。氢键比化学键弱得多，比分子间作用力稍强。 分子间形成的氢键会使物质的熔点和沸点升高，这是因为固体熔化或液体汽化时必须破坏分子间的氢键，从而需要消耗更多的能量。 分子间形成氢键对物质的水溶性、硬度等也有影响，如NH3极易溶于水，主要是氨分子与水分子之间易形成氢键。,通常N、O、F这三种元素的氢化物易形成氢键。常见易形成氢键的化合物有：H2O、HF、NH3、CH3OH等。 氢键的表示方法，氢键用“XH”表示。如水分子间的氢键(上图)由于氢键的存在，液态水或固态水常用(H2O)n表示。,3化学键、分子间作用力和氢键的比较,(2014经典习题选萃)关于氢键，下列说法不正确的是( ) AHF的沸点比HCl的沸点高，是由于HF分子间存在氢键 B水在结冰时体积膨胀，是由于水分子之间存在氢键 CNH3的稳定性很强，是因为其分子间能形成氢键 D在氨水中，水分子和氨分子之间也存在氢键,典例透析,【解析】 本题侧重考查对氢键的理解。氢键是某些氢化物(如NH3、H2O、HF)分子间存在的比分子间作用力稍强的作用力。它的存在使氢化物的熔点和沸点相对较高，因此，HF的沸点比HCl的沸点高是由于HF分子间存在氢键所致。水在结冰时由于水分子间存在氢键，从而形成相对疏松的晶体，在结构上有许多空隙，造成体积膨胀。氨分子和水分子之间主要是以氢键结合的。故A、B、D选项正确。NH3的稳定性取决于NH键的牢固程度，而不是氢键。 【答案】 C,【点拨】 氢键的形成条件：一个分子中有形成共价键的氢原子(如H2O中的H，NH3中的H，HF中的H)，另一个分子中有吸引电子能力(电负性)很强的原子(如H2O中的O，NH3中的N，HF中的F)。 氢键的存在：不仅存在于分子间，还存在于分子内。 氢键的表示方法： XHYH(X、Y可相同或不同，一般为O、N、F)(虚线部分表示氢键)。 氢键比化学键弱得多，但比分子间作用力稍强；氢键的存在影响物质的熔点、沸点及溶解度。,2(2014经典习题选萃)下列事实与氢键有关的是( ) A水加热到很高的温度都难以分解 B水结成冰体积膨胀，密度减小 CCH4、SiH4、SnH4沸点随相对分子质量增大而升高 DHF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱 答案：B 点拨：水的热稳定性强与水分子中HO键的键能有关，水结冰时体积膨胀，密度减小这是水分子间缔合的缘故，与氢键有关。RH4的沸点升高是因为它们的分子间作用力增强的缘故；HX的热稳定性减弱是因为卤素的非金属性减弱的缘故。,变式训练,1(2014四川新津中学高一月考)下列各组中每种物质都既有离子键又有共价键的一组是( ) ANaOH、H2SO4、(NH4)2SO4 BMgO、Na2SO4、HNO3 CNa2O2、KOH、Na3PO4 DHCl、Fe2O3、MgCl2 答案：C 点拨：H2SO4中只有共价键，A项不正确；MgO只含离子键，HNO3只含共价键，B项不正确；HCl只含共价键，MgCl2只含离子键，D项不正确。,2(2014临沂一中高一期中)下列变化中共价键被破坏的是( ) A干冰(CO2)升华 B氯化钠的熔化 C氯化氢的溶解 D水的汽化 答案：C 点拨：干冰升华、水的汽化只是分子间距离的变化，破坏的是分子间作用力，A、D两项不正确；氯化钠熔化时形成自由移动的Na和Cl，破坏的是离子键，B项不正确；氯化氢中存在HCl共价键，HCl溶于水时形成自由移动的H和Cl，HCl共价键被破坏了，C项正确。,3(2014嘉祥一中高一5月质检)某元素的原子最外层只有一个电子，它跟卤族元素结合时形成的化学键( ) A一定是共价键 B一定是离子键 C可能是共价键，也可能是离子键 D上述说法都不正确 答案：C 点拨：该元素可能为H，也可能为Na，H与卤族元素结合时形成共价键，Na与卤族元素结合时形成离子键，C项正确。,4(2014安阳一中高一下学期二次考试)下列分子内部都存在着极性共价键的一组物质是( ) AH2S、NH3、SO3 BCO2、NH4Cl、Na2O2 CN2、CS2、NO DCaO、H2O2、CH4 答案：A,点拨：形成共价键的原子双方不是同种元素的原子，共用电子对发生偏移，这样的共价键就是极性共价键；成键原子双方一样，电子对不偏向任何一方，这样的共价键就是非极性共价键。Na2O2、N2中的共价键都是非极性共价键，B、C两项不正确；CaO只存在离子键，没有极性共价键，D项不正确。,5(2014西安一中高一第一次考试)下列叙述正确的是( ) A离子键只存在于金属阳离子与酸根阴离子之间 B两种非金属元素形成AB型化合物，它一定含共价键 C物质中化学键破坏了，一定发生化学变化 D化学键类型一定由元素类别决定 答案：B,6(2014宜春市上高中学高一月考)在氢、氮、氯和钠四种元素中： (1)有2种元素组成的共价化合物的水溶液显酸性，这种化合物的电子式是_； (2)有2种元素可形成离子化合物，用子电式表示其形成过程：_； (3)在它们可能形成的双原子分子的单质中，化学性质最稳定的是：_。(写化学式),以第一组为例，Li和Mg位于相邻的两个主族(A和A)的对角线上，可推知Li在O2中燃烧生成Li2O，而不生成过氧化物；LiOH难溶于水与Mg(OH)2相似，受热能分解生成Li2O和H2O；Li2CO3难溶于水，受热也能分解生成Li2O和CO2(与MgCO3相似)。,3序差规律 (1)同主族上下相邻元素的原子序数的差值 A、A族与上一周期元素种类数相同；A0族与下一同期的元素种类数相同。例如：Na的原子序数为11，而第3周期元素种类数是8，所以K的原子序数为11819；Cl的原子序数为17，Br所在第4周期元素种类数为18，故Br的原子序数为171835。 (2)同周期的A、A族元素的原子序数分别为m、n(设nm)，则在第2、3周期时nm1，在第4、5周期时，nm11，在第6、7周期时nm25。,4元素属性规律 设某元素最外层电子数为n，电子层数为m。对于主族元素； n/m1时，为非金属元素(H除外)，显非金属性； n/m1时，元素既有一定的金属性，又有一定的非金属性； n/m1时，为金属元素，显金属性。,由此可知： (1)第n周期必有n种主族金属元素，(7n)种非金属元素(不包括稀有气体元素)。如第4周期有4种主族金属元素，3种非金属元素；第7周期无非金属元素。 (2)第n周期的最后一种金属元素必处在第n主族(n1)。如第3周期最后一种金属元素Al处于第A族。,2Al2NaOH6H2O=2NaAl(OH)43H2 Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2 6两性规律 周期数等于主族族序数的元素具有两性。原因是：凡是周期数等于主族族序数的元素都处在金属与非金属的分界线附近，既具有一定的金属性也具有一定的非金属性。其单质既能与酸反应，也能与碱反应；其氧化物为两性氧化物；其氧化物对应水化物为两性氢氧化物。,应用：推断元素及其化合物的性质。如： Be2HCl=BeCl2H2 Be2NaOH=Na2BeO2H2 BeO2HCl=BeCl2H2O BeO2NaOH=Na2BeO2H2O Be(OH)22HCl=BeCl22H2O Be(OH)22NaOH=Na2BeO22H2O,7三角形规律 所谓三角形，即A、B处于同周期，A、C处于同主族的位置，如右图所示。 应用：处于A、B、C位置上的元素，可排列出其原子结构、性质等方面的规律。,例如：原子序数CBA；原子半径CAB。 A、B、C若为非金属元素，则非金属性BAC；单质的氧化性BAC；阴离子的还原性C(8n)A(8n)B(7n)，设A为nA族，则B为(n1)A族，下同；气态氢化物的稳定性H7nBH8nAH8nC。 A、B、C若为金属，则其金属性CAB；单质的还原性CAB；阳离子的氧化性B(n1)AnCn；最高价氧化物对应的水化物的碱性C(OH)nA(OH)nB(OH)n1。,
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