人教版化学必修二1-3-2课件第一章 物质结构 元素周期律 70页

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论理论，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。 ● 梳理导引 1 ．共价键 (1) 表示方法 ① 用电子式表示共价分子的结构及其形成过程： HCl ， NH 3 的电子式为： ____________ ， ____________ ， HCl 的形成过程： ________________________________________________________________________ 。 ② 用结构式表示共价分子的结构： Cl 2 __________ ， N 2 __________ ， HCl __________ ， H 2 S____________ ， CO 2 ____________ 。 2 ．化学键 (1) 原子结构与化学键的关系 化学键的形成与原子结构有关，它主要通过 ________ 或 ____________ 来实现。 (2) 化学反应与化学键的关系 化学反应的本质是 ____________ ，同时 ________________________________________________________________________ 。 3 ．分子间作用力、氢键 (1) 分子间作用力 特点：分子间作用力比化学键弱得多，它主要影响物质的 ____________ 、 ____________ 等物理性质，而化学键主要影响物质的 ____________ 性质。 (2) 氢　键 NH 3 ， H 2 O ， HF 等分子之间存在着一种比 __________ 稍强的相互作用，这种相互作用叫做氢键。分子间形成氢键会使物质的熔点和沸点 ____________ 。 ● 问题探究 1 ． HCl 、 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 ．从元素原子结构特点来看，离子键和共价键形成的条件是什么？即什么样的元素原子之间容易形成离子键，什么样的元素原子之间可以形成共价键？ 提示： 从元素原子结构特点分析，元素原子的半径越小，最外层电子数越多，则原子越容易通过得到电子的方式而达到稳定结构；元素原子的半径越大，最外层电子数越少，则原子越容易通过失去电子的方式而达到稳定结构；前者一般是非金属元素原子，后者一般是金属元素原子。一般情况下，活泼金属元素原子与活泼非金属元素原子之间容易形成离子键，而非金属元素原子之间形成的是共价键。需要注意的是这里说的是一般情况，也就是说还可能有特殊情况存在。 3 ．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。 ● 细品教材 1 ． HCl 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？ 在 H 与 Cl 形成 HCl 的过程中， H 原子中的唯一的一个电子与 Cl 中最外层 7 个电子中的未成对电子形成共用电子对，从而使各原子最外电子层都达到了最多能容纳的电子数而形成稳定的电子层结构。 2 ． 共价键 (1) 概念：原子之间通过共用电子对所形成的相互作用，叫做共价键。 (2) 成键粒子：原子。 (3) 成键性质：共用电子对对两原子的电性作用。 (4) 成键条件：同种非金属原子或不同种非金属原子之间，且成键的原子最外层电子未达饱和状态。 (5) 成键原因： ① 通过共用电子对，各原子最外层电子数目一般能达饱和，由不稳定变稳定； ② 两原子核都吸引共用电子对，使之处于平衡状态； ③ 原子通过共用电子对形成共价键后，体系总能量降低。 4 ．用电子式表示共价化合物的形成过程：与用电子式表示离子化合物的形成过程类似，用电子式表示共价分子的形成过程时， “ ―→” 的左侧为原子的电子式，同种原子可以合并，右侧为单质或化合物分子的电子式。不同的是，因未发生原子间的电子得失，也没有形成离子，因此，不需要弧形箭头，也不能在化合物中出现括号和离子电荷数。例如： 注意： 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。 ● 典例精析 【例 1 】　关于共价键的说法正确的是 ( 　　 ) A ．金属原子在化学反应中只能失去电子，因而不能形成共价键 B ．由共价键形成的分子可以是单质分子，也可以是化合物分子 C ．共价键只能在不同原子之间形成 D ．稀有气体分子中存在共价键 【解析 】 　 许多金属与非金属化合时也能形成共价键，如 AlCl 3 分子中的氯铝键就是共价键，所以 A 不正确。 B 正确。 C 不正确，如 H 2 、 Cl 2 分子中氢氢键和氯氯键都是共价键。稀有气体分子本身就已达到 8 电子稳定结构，不存在共用电子对，所以无共价键， D 不正确。 【答案 】 　 B 【点拨】　 分子中存在共用电子对就存在共价键，一般非金属元素之间易形成共价键，如非金属单质；非金属化合物，原子团里可存在共价键，但稀有气体分子中不存在共价键，部分金属与非金属形成的化合物中也存在共价键，如 AlCl 3 。 【解析 】 　 A 项漏写 N 的一对未参与形成共价键的电子； B 项 O 与 O 原子间只形成一对共用电子对； C 项 O 与 C 原子间形成两对共用电子对以达到 8 电子结构。 【答案 】 　 D 下列过程中，共价键被破坏的是 ( 　　 ) A ．碘升华 B ．溴蒸气被木炭吸附 C ．氯化氢气体溶于水 D ．酒精溶于水 【答案 】 　 C 根据各图表示的结构特点，写出该分子的化学式： A ： ________B ： ________C ： ________D ： ________ 【解析 】 　 观察所给结构图，结合题示信息，最外层电子数应为用于形成共价键的电子数加上未用于形成共价键的电子数，前者可通过原子实周围的价键数计算得到，后者即为图中的小黑点数。数出最外层电子数，即可确定元素种类 【答案 】 　 A ： NH 3 　 B ： HCN 　 C ： CO(NH 2 ) 2 　 D ： BF 3 【点拨】　 解答本题需要解题者有灵活地接受信息以及应用信息的能力，并且还要有敏锐的图像观察能力。这类题要求学生将所接受的信息与已有的知识融合在一起，形成新的知识网络，并将该知识网络迁移到题设情景之中，回答相关问题。通过高考反馈的信息，此题有相当一部分考生不能准确地接受题中的新知，对于题中的原子实图像也不能根据价键数和未成键电子数对原子的种类进行判断。 (3) 非极性键与极性键的比较 非极性键 极性键 定义 同种元素原子形成的共价键，共用电子对不发生偏移 不同种元素原子形成的共价键，共用电子对发生偏移 原子吸引电子能力 相同 不同 共用电子对 不偏向任何一方 偏向吸引电子能力强的原子 成键原子电性 电中性 显电性 判断依据 由同种非金属元素组成 由不同种非金属元素组成 实例 H — H H — Cl ● 典例精析 【例 3 】　下列关于化学键的说法，正确的是 ( 　　 ) A ．原子间的相互作用都是化学键 B ．只有在相邻的两个原子间才能形成化学键 C ．化学键就是相邻原子间的吸引作用 D ．化学键包括相邻原子间相互吸引和排斥两方面的强烈作用 【解析 】 　 化学键必须是强烈的相互作用，只有相互作用而不强烈的不是化学键，如惰性气体原子的作用，其实是微弱的分子间作用力，不是化学键，故 A 错。化学键必须是相邻原子间才可以形成， B 正确。相互作用是静电作用，即静电引力和静电斥力， C 错， D 正确。 【答案 】 　 B 、 D 【例 4 】　 下列叙述正确的是 ( 　　 ) A ．两种元素组成的共价化合物中的化学键都是极性键 B ．两种不同的非金属元素原子间形成的化学键都是极性键 C ．含有非极性键的化合物一定是共价化合物 D ．气态单质分子中一定含有非极性键 【解析 】 　 A 不正确，如 H 2 O 2 分子中既有极性键，又有非极性键； B 正确，两种不同的非金属原子吸引共用电子对的能力肯定不相同； C 不正确，如离子化合物 Na 2 O 2 中含有非极性键； D 不正确，如稀有气体的单质为单原子分子，不存在化学键。 【答案 】 　 B 【点拨】　 应会判断各类物质中存在键的类型。 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 【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； NH 4 Cl 、 NH 4 HCO 3 等都是由非金属元素组成的离子化合物，故 B 正确； Na 2 O 2 、 H 2 O 2 等物质中 O — O 键是非极性键，所以 C 错误； H 2 O 2 分子里的 O — O 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。 非极性键肯定不存在于 ( 　　 ) A ．离子化合物中 B ．共价化合物中 C ．单质中 D ．双原子化合物中 【答案 】 　 D ● 细品教材 1 ．根据化合物在熔融状态是否导电，可判断它是离子化合物还是共价化合物。若导电，则是离子化合物；若不导电，则是共价化合物。 2 ．离子键、共价键与离子化合物、共价化合物之间的关系： ① 存在离子键的化合物一定是离子化合物，离子化合物中一定存在离子键，如 NaCl ；也可能存在共价键，如 NH 4 Cl 。 ② 共价化合物中只含共价键、不含离子键。含有共价键的纯净物不一定是共价化合物，可能是共价化合物 ( 如 CO 2 、 H 2 O 2 ) ；可能是非金属单质 ( 如 Cl 2 ) ；也可能是离子化合物 ( 如 Na 2 O 2 、 NaOH 、 NH 4 Cl) 。 3 ．离子键与共价键比较 键型 离子键 共价键 概念 阴阳离子结合成化合物的静电作用 原子之间通过共用电子对所形成的相互作用 成键方式 通过得失电子达到稳定结构 通过形成共用电子对达到稳定结构 成键粒子 阴、阳离子 原子 形成条件 活泼金属元素与活泼非金属元素化合 同种或不同种非金属元素化合 键型 离子键 共价键 表示方法 存在 离子化合物中 绝大多数非金属单质、共价化合物、某些离子化合物中 4. 离子化合物与共价化合物的比较 离子化合物 共价化合物 概念 由离子键形成的化合物 以共用电子对形成的化合物 粒子间的作用 阴离子与阳离子间存在离子键 原子之间存在共价键 熔沸点 较高 一般较低，个别很高 ( 如 SiO 2 ) 导电性 熔融态或水溶液导电 熔融态不导电，溶于水有的导电 ( 如硫酸 ) ，有的不导电 ( 如蔗糖 ) 熔化时破坏的作用力 一定破坏离子键，可能破坏共价键 ( 如 NaHCO 3 ) 一般不破坏共价键 实例 强碱、大多数盐、活泼金属的氧化物中 酸、非金属的氢化物、非金属的氧化物中 【解析 】 　 A 项中无离子键形成； B 项中无离子键断裂、无非极性键断裂和形成； C 项中无非极性键形成，所以 A 、 B 、 C 错误。 D 项中 Na 2 O 2 含离子键、非极性键， CO 2 含极性共价键， Na 2 CO 3 含离子键、极性键， O 2 含非极性键，故 D 正确。 【答案 】 　 D 下列说法正确的是 ( 　　 ) A ．在离子化合物中不可能存在非极性共价键 B ．在化合物中，只要有非金属原子就一定存在极性键 C ．原子间通过极性键结合成分子的物质，一定是共价化合物 D ．单质分子中一定含非极性键 【解析 】 　 Na 2 O 2 是离子化合物，其中含有 O — O 非极性键， A 项错误。 B 项错误，如离子化合物中可不含极性键， NaCl 、 Na 2 S 等。稀有气体中无化学键， D 项错误。 【答案 】 　 C ● 细品教材 1 ． 分子间作用力 —— 范德华力 气态、液态或固态的分子型物质是由许多分子构成的。在分子与分子间存在着一种较弱的作用力即为分子间作用力，作用力的大小与化学键比起来弱得多。分子间作用力实质上是一种分子间的电性引力。一般来说，组成和结构相似的物质，相对分子质量越大则范德华力越强，该物质熔沸点就越高。例如熔沸点比较： I 2 >Br 2 >Cl 2 >F 2 Rn>Xe>Kr>Ar>Ne >He 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 某些氢化物分子之间存在着氢键，如 H 2 O 、 NH 3 、 HF ，分子间由于存在着比分子间作用力稍强的相互作用，而在同族氢化物中沸点反常，显得特别高。氢键比化学键弱得多，比分子间作用力稍强。氢键对某些物质的性质产生较明显的影响，如水结冰时体积膨胀、密度减少是氢键的缘故。氨极易溶于水、极易液化也是因其有氢键所造成的。 再比如 ( 参阅教材 P 24 图 1 － 11) 沸点比较： H 2 O>H 2 Te>H 2 Se>H 2 S HF>HI>HBr>HCl SbH 3 >NH 3 >AsH 3 >PH 3 由于 N 、 O 、 F 具有较强的非金属性，常可与 H 之间形成氢键，而其他元素不能，因此， CH 4 中不存在氢键，故沸点比较： SnH 4 >GeH 4 >SiH 4 >CH 4 注意： (1) 氢键不属于化学键； (2) 氢键是一种较强的分子间作用力。 3 ． 化学键与分子间作用力的比较 (1) 化学键是分子内原子间的相互作用，而范德华力是分子间的相互作用。 (2) 化学键与分子间作用力比较 化学键 分子间作用力 概念 使离子或原子相结合的作用力 把分子凝聚在一起的作用力 能量 键能一般为 120 ～ 800 kJ · mol － 1 约几个至数十个 kJ · mol － 1 性质影响 主要影响分子的化学性质 主要影响物质的物理性质 ● 典例精析 【例 6 】　下列说法正确的是 ( 　　 ) A ．沸点大小： HF