整理《共价键模型》参考优秀教案文档格式.docx
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共价双键:
如O===O键、C===O键等。
共价三键:
如N≡N键等。
2.共价键的特征
1饱和性:
一个原子中的一个未成对电子与另一个原子中的一个未成对电子配对成键后,一般来说就不能再与其他原子的未成对电子配对成键了,即每个原子所能形成共价键的总数或以共价键连接的原子数目是一定的,这称为共价键的饱和性。
显然,共价键的饱和性决定了各种原子形成分子时相互结合的数量关系。
如氨分子的结构可表示为
。
2方向性:
共价键将尽可能沿着电子出现概率最大的方向形成,即共价键具有方向性。
除轨道是球形对称外,其他原子轨道都具有一定的空间取向。
在形成共价键时,原子轨道重叠得多,电子在核间出现的概率大,所形成的共价键就牢固。
共价键的方向性决定着分子的空间结构。
二、共价键的类型
1.σ键与π键
σ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。
π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
按两原子核间的共用电子对是否偏移可将共价键分为极性键和非极性键。
形成元素
电子对偏移
原子电性
非极性键
同种元素
因两原子电负性相同,共用电子对不偏移
两原子均不显电性
极性键
不同元素
电子对偏向电负性大的原子
电负性较大的原子显负电性
三、键参数
1.键长
两个成键原子的原子核间的距离简称核间距叫作该化学键的键长。
一般而言,化学键的键长愈短,化学键就愈强,键就愈牢固。
键长是影响分子空间结构的因素之一。
键长的数值可以通过晶体X射线衍射实验进行测定,也可以通过理论计算求得。
2.键角
在多原子分子中,两个化学键的夹角叫作键角。
键角也常用于描述多原子分子的空间结构。
例如,二氧化碳分子中两个碳氧键C===O的夹角为180°
,所以二氧化碳分子呈直线形;
水分子中两个氢氧键H—O的夹角为°
,所以水分子不呈直线形而呈角形;
氨分子中每两个氮氢键N—H的夹角均为°
,所以氨分子呈三角锥形。
3.键能
在1×
105_o_ABg分子中的化学键,使其分别生成气态A原子和气态B原子所吸收的能量称为A—B键的键能,常用EA—B表示。
键能的大小可以定量地表示化学键的强弱。
键能愈大,断开时需要的能量就愈多,这个化学键就愈牢固;
反之,键能愈小,断开时需要的能量就愈少,这个化学键就愈不牢固。
1.判断正误正确的打“√”,错误的打“×
”
1共价键只存在于共价化合物中。
2金属元素和非金属元素间一定不能形成共价键。
3非极性键只存在于单质分子中。
4离子化合物中既可能含有极性键也可能含有非极性键。
2.下列不属于共价键成键因素的是
A.共用电子在两原子核之间高概率出现
B.成键原子的原子轨道在空间重叠
C.成键后体系能量降低,趋于稳定
D.两原子核体积大小要适中
3.下列关于共价键的说法不正确的是
A.H2S分子中两个共价键的键角接近90°
的原因是共价键有方向性
B.N2分子中有1个σ键、2个π键
C.两个原子形成共价键时至少有1个σ键,可能还有其他键
D.在双键中,σ键的键能小于π键的键能
σ键与π键
素养养成——宏观辨识与微观探析
如图所示表示成键的两种方式。
1.哪种成键方式电子云重叠程度大?
2.σ键与π键哪个更牢固?
1.σ键
1σ键:
形成共价键的未成对电子的原子轨道采取“头碰头”的方式重叠,这种共价键叫σ键。
2σ键的类型:
根据成键电子原子轨道的不同,σ键可分为σ键、
o-1,H—C键的键能:
431J·
mo-1,H—I键的键能:
297J·
mo-1;
从上述数据分析三种分子中哪一种最稳定?
1.键参数
键参数
概念
对分子的影响
键能
105oABg分子中的化学键,使其分别生成气态A原子和气态B原子所吸收的能量称为A—B键的键能单位:
J·
mo-1
键能越大,键越牢固,含该键的分子越稳定
键长
两个成键原子的原子核间的距离单位:
nm
键长越短,键能越大,键越牢固
键角
分子中相邻键之间的夹角单位:
度
与分子的空间结构有密切联系
2共价键的键能与化学反应热
1化学反应的实质:
化学反应的实质就是反应物分子内旧化学键的断裂和生成物中新化学键的形成。
2化学反应过程有能量变化:
反应物和生成物中化学键的强弱决定着化学反应过程中的能量变化。
3放热反应和吸热反应
①放热反应:
旧键断裂消耗的总能量小于新键形成放出的总能量。
②吸热反应:
旧键断裂消耗的总能量大于新键形成放出的总能量。
4反应热ΔH与键能的关系
ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和。
注意:
ΔH0时,为吸热反应。
【例2】 从实验测得不同物质中氧氧键的键长和键能的数据:
氧氧键
数据
O
O2
键长/10-12m
149
128
121
112
键能/J·
=494
w=628
其中、的键能数据尚未测定,但可根据规律性推导键能的大小顺序为w>
>
该规律性是
A.成键的电子数越多,键能越大
B.键长越长,键能越小
C.成键所用的电子数越少,键能越大
D.成键时电子对越偏移,键能越大
1.下列说法能说明BF3分子中的4个原子位于同一平面上的是
A.任意两个B—F键间的夹角都相等
B.3个B—F键键能相等
C.3个B—F键键长相等
D.任意两个B—F键间的夹角都是120212.化学反应可视为旧键的断裂和新键的形成过程。
化学键的键能是形成化学键时释放的能量。
已知白磷和o-1:
o-1B.+1638J·
C.-126J·
mo-1D.+126J·
1.共价键是有饱和性和方向性的,下列关于共价键这两个特征的叙述中不正确的是
A.共价键的饱和性是由成键原子的未成对电子数决定的
B.共价键的方向性是由成键原子的轨道的方向性决定的
C.共价键的方向性决定了分子的空间结构
D.共价键的方向性与原子轨道的重叠程度有关
2.根据氢原子和氟原子的核外电子排布,下列对F2和HF分子中形成的共价键描述正确的是
A.两者都为σ键
B.两者都为o-1,即18gH2O分解成H2和O2时,消耗的能量为2×
467J
4.断开1mo化学键形成气态原子所需要的能量用E表示。
结合表中信息判断下列说法不正确的是
共价键
H—H
F—F
H—F
H—C
H—I
E/J·
436
157
568
432
298
A.432J·
mo-1>
EH—Br>
298J·
B.表中最稳定的共价键是H—F键
C.键的极性:
H—F>
H—C>
D.H2g+F2g===2HFg ΔH=+25J·
5.A、B、C、D、E、F为6种短周期主族元素,它们的核电荷数依次递增。
已知B原子核外最外层电子数是次外层电子数的两倍,电子总数是E原子电子总数的
;
F是同周期主族元素中原子半径最小的元素;
D2-与E2+的电子层结构相同;
B与D可以形成三原子化合物甲;
A是非金属元素,且A、C、F可形成离子化合物乙。
请回答下列问题:
1F元素的名称是________,E的元素符号是________。
2写出化合物乙的电子式:
___________________。
3化合物甲有________个σ键和________个π键。
4B、C、D三种元素对应的气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序是_____________________________________________________。
参考答案
1×
×
√√
[成键原子的原子轨道在空间重叠,形成稳定的共价键后体系能量降低,共用电子在两原子核之间高概率出现是共价键的成键因素,A、B、C正确;
成键原子的原子核体积的大小对共价键的形成没有影响,D错误。
]
[共价键是原子之间通过共用电子对形成的,所以共价键有方向性和饱和性,A正确;
N2分子中存在NN键,则有1个σ键和2个π键,B正确;
σ键是原子轨道以“头碰头”方式形成的,两个原子之间只能形成一个σ键,C正确;
σ键是原子轨道以“头碰头”方式重叠形成的,π键是原子轨道以“肩并肩”方式重叠形成的,σ键原子轨道重叠程度大于π键,因此σ键的键能大于π键的键能,D错误。
1.
提示:
头碰头
2.
σ键。
例1:
D [共价单键中只含σ键,共价双键和共价三键中含π键和σ键,所以π键一定不能单独形成,A正确;
σ键为轴对称,π键为镜面对称,则σ键可以绕键轴旋转,π键一定不能绕键轴旋转,B正确;
双键中一定有一个σ键和一个π键,三键中一定有一个σ键和两个π键,C正确;
稀有气体是单原子分子,分子中不存在共价键,也就不存在σ键,所以气体单质中不一定存在σ键,D错误。
1D [当两个原子间能形成多个共用电子对时,先形成一个σ键,另外的原子轨道只能形成π键。
HC中只有一个H—Cσ键;
H2O中含有两个H—Oσ键;
H2O2中含有两个H—Oσ键和一个O—Oσ键;
N2中含有三个共价键:
一个为σ键,两个为π键;
C2H4中,碳原子与碳原子之间有两个共价键,一个为σ键,一个为π键,另外有四个C—Hσ键;
C2H2中,碳原子与碳原子之间有三个共价键,一个为σ键,两个为π键,另外有两个C—Hσ键。
2D [由分子组成的物质也可能是稀有气体,稀有气体为单原子分子,不存在化学键,A项错误;
由非金属元素组成的化合物如NH4C,则是离子化合物,B项错误;
共价单键都为σ键,而共价三键中有1个为σ键,另外2个为π键,故乙炔H—C≡C—H中有2个C—Hσ键,C≡C键中有1个σ键、2个π键,C项错误;
两个非金属元素原子间不可能得失电子形成离子键,只能通过共用电子对形成共价键,D项正确。
①键长越短,键能越大,共价键越稳定,分子的化学性质就越稳定。
H—F键的键能最大,HF最稳定。
例2:
B [观察表中数据发现,O2与O
的键能大者键长短,O
中O—O键键长比O
中的长,所以键能要小。
按键长O—O由短而长的顺序为O
1D [键参数中,键能和键长是用于判断共价键稳定性的依据,而键角是判断分子立体构型的依据。
3个B—F键间的夹角均为12021,正好构成一个以B原子为中心的平面结构,因此BF3中4个原子共平面。
2A [反应中的键能包括:
断裂1mooO2分子中共价键吸收的能量和形成1mooooO2含3moO===O键,1mooo-1×
6+498J·
mo-1×
3-360J·
12=-1638J·
mo-1。
1D [共价键的方向性与原子轨道的伸展方向有关。
2C [H原子的核外电子排布式为11,F原子的核外电子排布式为12222o-1,指的是断开1moH—O键形成气态氢原子和气态氧原子所需吸收的能量为467J,18gH2O即1moH2O中含2moH—O键,断开时需吸收2×
467J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,还会释放出一部分能量,D项错误。
4D [键长越短,键能越大,共价键越稳定,键长可以通过原子半径进行比较,同主族元素从上到下原子半径逐渐增大,则H—Br键的键能在H—C键和H—I键之间,A正确;
键能越大,共价键越稳定,表中H—F键的键能最大,因此H—F键最稳定,B正确;
元素非金属性越强,得电子能力越强,电子对越偏向此元素,形成共价键的极性越强,即极性:
H—I,C正确;
根据反应热和键能的关系,ΔH=436+157-2×
568J·
mo-1=-543J·
mo-1,D错误。
5[解析] A、B、C、D、E、F为6种短周期主族元素,它们的核电荷数依次递增,B原子核外最外层电子数是次外层电子数的两倍,则B为C元素;
B原子核外电子总数是E原子核外电子总数的
,则E为Mg元素;
F是同周期主族元素中原子半径最小的元素,则F为C元素;
D2-与E2+的电子层结构相同,则D为O元素,C为N元素;
B与D可以形成三原子化合物甲,则甲为CO2;
A是非金属元素,且A与N、C元素可形成离子化合物乙,则乙为NH4C,所以A为H元素。
1根据上述分析可知,F为C元素,元素名称是氯,E为镁元素,元素符号为Mg。
2化合物乙为NH4C,是离子化合物,故其电子式为
3化合物甲为CO2,结构式为O===C===O,所以有2个σ键和2个π键。
4B、C、D分别为C、N、O元素,同周期元素从左到右,元素的非金属性增强,元素的非金属性越强,对应简单气态氢化物的稳定性越强,则CH4、NH3、H2O的稳定性由强到弱的顺序为H2O>
NH3>
CH4。
[答案] 1氯 Mg 2
32 2
4H2O>NH3>CH4
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