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2019-2020年高中化學(xué) 課題10 共價(jià)鍵的形成競(jìng)賽講義 學(xué)習(xí)目標(biāo)：1、認(rèn)識(shí)共價(jià)鍵的本質(zhì)，了解共價(jià)鍵的方向性和飽和性。 2、能用電子式法表示共價(jià)分子及其形成過(guò)程。 學(xué)習(xí)過(guò)程： 【引言】 在人們所接觸的物質(zhì)中，無(wú)論是自然界存在的，還是化學(xué)家合成的，大多數(shù)是含有共價(jià)鍵的物質(zhì)。生命活動(dòng)中不可缺少的物質(zhì)（如氧氣、水、糖類、蛋白質(zhì)、維生素等）、各種性能優(yōu)異的有機(jī)高分子材料以及治療疾病的藥物中，一般都含有共價(jià)鍵。共價(jià)鍵是一種重要的化學(xué)鍵?；瘜W(xué)鍵包括離子鍵、共價(jià)鍵和金屬鍵。 【知識(shí)回顧】一、共價(jià)鍵 1、定義：原子間通過(guò)共用電子對(duì)所形成的的化學(xué)鍵。 2、成鍵微粒：原子 3、成鍵本質(zhì)：共用電子對(duì) 4、成鍵的條件：電負(fù)性差△X<1.7的原子之間；成鍵原子的最外層未達(dá)到飽和狀態(tài)（即有未成對(duì)電子）。 成鍵元素：非金屬元素之間以及少數(shù)金屬與非金屬元素（如AlCl3）之間。 5、存在范圍：共價(jià)分子（非金屬單質(zhì)、共價(jià)化合物）、部分離子化合物 共價(jià)化合物： 相鄰的原子 之間 只以共價(jià)鍵 相連的化合物屬于共價(jià)化合物。如二氧化碳、水、甲烷等。 6、共價(jià)鍵的表示方法 a、電子式： b、結(jié)構(gòu)式 ： H—H O=O N≡N 7、用電子式表示共價(jià)分子的形成過(guò)程 小結(jié)：左邊原子的電子式，右邊共價(jià)分子的電子式，中間用→連接。 【問(wèn)題探究1】1、兩個(gè)原子為什么要成鍵？（降低體系能量， 由不穩(wěn)定趨于穩(wěn)定） 2、是否所有的非金屬單質(zhì)中都存在共價(jià)鍵？（稀有氣體中沒(méi)有） 3、含有共價(jià)鍵的物質(zhì)是否一定是共價(jià)分子？（否，如NaOH） 4、 兩個(gè)氫原子一定能形成氫氣分子嗎？ 【講述】 通常情況下，吸引電子能力相近的原子之間通過(guò)共用電子對(duì)形成共價(jià)鍵。那么，兩個(gè)成鍵原子為什么能通過(guò)共用電子對(duì)結(jié)合在一起呢？下面我們以氫分子的形成為例來(lái)說(shuō)明共價(jià)鍵是如何形成的。 當(dāng)兩個(gè)氫原子相互 接近時(shí)，若兩個(gè)氫原子核外電子 的自旋方向相反，它們接近到一 定距離時(shí)，兩個(gè)1s軌道發(fā)生重疊， 電子在兩個(gè)原子核間出現(xiàn)的機(jī)會(huì) 較大。隨著核間距的減小，核間 電子出現(xiàn)的機(jī)會(huì)增大，體系的能 量逐漸下降，達(dá)到能量最低狀態(tài)。 核間距進(jìn)一步減小時(shí)，兩原子間 的斥力使體系的能量迅速上升， 這種排斥作用又將氫原子推回到平衡位置。氫分子的形成過(guò)程中能量（主要指勢(shì)能）隨核間距的變化如右圖曲線a所示。 若兩個(gè)氫原子核外電子的自旋方向相同，當(dāng)它們相互接近時(shí)，原子間總是排斥作用占主導(dǎo)地位（如右圖曲線b所示）。所以兩個(gè)帶有自旋方向相同的電子的氫原子不可能形成氫分子。 【板書(shū)】 二、共價(jià)鍵的形成 1、共價(jià)鍵形成的條件 （1）電子配對(duì)原理： 兩原子各自提供1個(gè)自旋方向相反的電子彼此配對(duì)。 （2）最大重疊原理：兩個(gè)原子軌道重疊部分越大，兩核間電子的概率密度越大，形成的共價(jià)鍵越牢固，分子越穩(wěn)定。 2、共價(jià)鍵形成本質(zhì)：成鍵原子相互接近時(shí)，原子軌道發(fā)生 重疊 ，自旋方向 相反 的 未成對(duì) 電子形成 共用電子對(duì) ，兩原子核間的電子密度 增加 ，體系的能量 降低 。 【問(wèn)題探究2】金屬鍵、離子鍵不具有飽和性和方向性，共價(jià)鍵是否也沒(méi)有飽和性和方向性？閱讀教材P44，為什么N、O、F與H形成簡(jiǎn)單的化合物（NH3、H2O、HF）中H原子數(shù)不等？ 【板書(shū)】 3、共價(jià)鍵的特點(diǎn) （1）具有飽和性：共價(jià)鍵數(shù) == 未成對(duì)電子數(shù) 【講述】 與離子鍵不同，共價(jià)鍵具有飽和性。這是因?yàn)樾纬晒矁r(jià)鍵時(shí)，只有成鍵原子中自旋方向相反的未成對(duì)電子才能形成共用電子對(duì)。在成鍵過(guò)程中，每種元素的原子有幾個(gè)未成對(duì)電子，通常就只能和幾個(gè)自旋方向相反的電子形成幾個(gè)共價(jià)鍵。所以在共價(jià)分子中，每個(gè)原子形成共價(jià)鍵數(shù)目是一定的，這就是共價(jià)鍵的飽和性。 【板書(shū)】 （2）具有方向性 【設(shè)問(wèn)】 是不是所有的共價(jià)鍵都具有方向性？ 【生】 因?yàn)閟軌道是球形對(duì)稱的，所以s軌道與s軌道形成的共價(jià)鍵沒(méi)有方向性。 【講述】 成鍵原子軌道只有采用最大重疊才能形成穩(wěn)定的共價(jià)鍵，由于p、d,、f軌道在空間有不同的伸展方向，即有方向性，因此共價(jià)鍵有方向性。 【小結(jié)】 共價(jià)鍵的形成 ① 形成的條件：電子配對(duì)原理、最大重疊原理； ② 形成的本質(zhì)：原子軌道重疊，形成共用電子對(duì)，體系能量降低。 ③ 共價(jià)鍵特點(diǎn)：飽和性決定了各種原子形成分子時(shí)相互結(jié)合的數(shù)量關(guān)系。 方向性決定了分子的立體結(jié)構(gòu)。