【正文】 第二章 分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 20世紀(jì)初，在原子結(jié)構(gòu)理論的基礎(chǔ)上，建立了化學(xué)鍵的電子理論。共價(jià)鍵是現(xiàn)代化學(xué)鍵的理論核心． 定義 : 成鍵元素 : 類型 : 本質(zhì) : 表示方法 : 原子之間通過 共用電子對(duì) 所形成的相互作用，叫做 共價(jià)鍵。 原子間的靜電作用 共價(jià)鍵 極性共價(jià)鍵 非極性共價(jià)鍵 非金屬與非金屬 用電子式表示 知識(shí)回顧 存在 ： 不僅存在于非金屬單質(zhì)和共價(jià)化合物中，也存在于有些離子化合物中 第一節(jié) 共價(jià)鍵 １．共價(jià)鍵的形成 ．（以氫分子的形成為例） 按共價(jià)鍵的共用電子對(duì)理論，有沒有可能存在 H3 、 Cl3 、 H2Cl分子？為什么？ 用電子式表示 H HCl、 Cl2分子的形成過程 共價(jià)鍵具有 飽和性 問題與討論 H2 N2 HCl H2O HF 等均以共價(jià)鍵形成分子 H－ H N三 N H－ Cl H－ O－ H H－ F ２．共價(jià)鍵的特征． （１）共價(jià)鍵具有飽和性． 自旋方向相反的未成對(duì)電子配對(duì)形成共價(jià)鍵后， 就不能再和其他原子中的未成對(duì)電子配對(duì)．所以 每個(gè)原子所能形成共價(jià)鍵的數(shù)目取決于該原子中 的未成對(duì)電子的數(shù)目．這就是共價(jià)鍵的飽和性． （２）共價(jià)鍵具有方向性． 當(dāng)原子通過原子軌道重疊形成共價(jià)鍵時(shí)，兩原子軌道重疊的越多，兩核間電子云越密集，形成的共價(jià)鍵就越牢固，這稱為原子軌道的 最大重疊原理 ．因此，共價(jià)鍵具有方向性． 價(jià)鍵理論的要點(diǎn) 兩原子各自提供 1個(gè)自旋方向相反的電子彼此配對(duì) 。 現(xiàn)代物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論認(rèn)為 : 共價(jià)鍵的形成是由于成鍵原子電子云的重疊 . 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。 —— 方向性 H2分子的形成過程 用電子云來描述共價(jià)鍵的形成過程 H H HHσ鍵 的特征：以形成化學(xué)鍵的兩原子核的連線做為軸旋轉(zhuǎn)操作，共價(jià)鍵電子云的圖形不變 ,稱為 軸對(duì)稱 。 （ ssσ鍵） H Cl H－ Cl － Cl的 pp σ 鍵的形成 － Cl的 sp σ 鍵的形成 Cl Cl Cl Cl SS重疊 SP重疊 小結(jié) : σ鍵成鍵方式 “ 頭碰頭 ” PP重疊 用電子云來描述共價(jià)鍵的形成過程 ppπ鍵形成過程 ?鍵 特點(diǎn) :兩個(gè)原子軌道以平行或“肩并肩” 方式重疊；原子重疊的部分分別位于兩原子核構(gòu)成平面的兩側(cè)，如果以它們之間包含原子核的平面為鏡面，它們互為鏡像，稱為 鏡像對(duì)稱 由于 ?鍵重疊程度要比 ?鍵小 ,所以?鍵的強(qiáng)度要比 ?鍵大。 “ 肩并肩 ” 形成 π鍵的電子稱為 π電子。 σ鍵 π鍵 成鍵方向 電子云形狀 牢固程度 成鍵判斷規(guī)律 項(xiàng)目 鍵型 σ鍵與 π鍵的對(duì)比 沿軸方向 “ 頭碰頭 ” 平行或 “ 肩并肩 ” 軸對(duì)稱 鏡像對(duì)稱 σ鍵強(qiáng)度大 , 不容易斷裂 π鍵強(qiáng)度較小 , 容易斷裂 共價(jià)單鍵是 σ鍵 ,共價(jià)雙鍵中一個(gè)是 σ鍵,另一個(gè)是 π鍵 ,共價(jià)三鍵中一個(gè)是 σ鍵 ,另兩個(gè)為 π鍵 ?以上原子軌道相互重疊形成的 σ 鍵和 π 鍵 ，總稱價(jià)鍵軌道 N2中 ppσ鍵和 ppπ鍵的形成過程 科學(xué)探究 σ πy N N πz πz πy N2 N≡N 分子結(jié)構(gòu) ３．共價(jià)鍵的類型． σ鍵：“頭碰頭” 形成 σ鍵的電子 稱為 σ電子。 ss σ鍵 (如 H2) sp σ鍵 (如 HCl) pp σ鍵 (如 Cl2) 電子云形狀呈軸對(duì)稱 π鍵：“肩并肩” 電子云形狀呈鏡像對(duì)稱 鍵的類型與成鍵原子電負(fù)性的關(guān)系： 科學(xué)探究 原子 Na Cl H Cl C O 電負(fù)性 電負(fù)性之差（絕對(duì)值） 結(jié)論：當(dāng)原子的電負(fù)性相差很大，化學(xué)反應(yīng)形成的電子對(duì)不會(huì)被共用，形成的將是 鍵；而 鍵是電負(fù)性相差不大的原子之間形成的化學(xué)鍵。 離子 共價(jià) 科學(xué)探究 乙烷、乙烯、乙炔分子中的共價(jià)鍵分別是由幾個(gè) σ鍵和幾個(gè) π鍵組成。 乙烷： 7個(gè) σ 鍵 乙烯 ： 5個(gè) σ 鍵一個(gè) π 鍵 乙炔： 3個(gè) σ 鍵兩個(gè) π 鍵 課堂反饋 σ鍵與 π鍵的形成方式有何不同，有何形象的比喻？ σ鍵與 π鍵在對(duì)稱上有何不同 ? σ鍵與 π鍵誰更牢固 ? 形成共價(jià)鍵的電子云是指成對(duì)電子還是未成對(duì)電子？ 哪些共價(jià)鍵是 σ鍵，哪些共價(jià)鍵是 π鍵 ? 二、鍵參數(shù) :鍵長(zhǎng)、鍵能、鍵角 鍵長(zhǎng)與鍵能的關(guān)系？ 鍵長(zhǎng)越短， 往往 鍵能越大，共價(jià)鍵越穩(wěn)定。 鍵能： 鍵長(zhǎng)： 氣態(tài)基態(tài)原子形成 1mol化學(xué)鍵釋放的最低能量 形成共價(jià)鍵的兩個(gè)原子之間的核間距 鍵角： 在原子數(shù)超過 2的分子中，兩個(gè)共價(jià)鍵之間的夾角 思考與交流 ? 試?yán)面I能數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算， 1 mol H2分別跟 1mol Cl 1 mol Br2(g)反應(yīng)，分別生成 2 mol HCl分子和 2 mol HBr分子，哪一個(gè)反應(yīng)釋放的能量更多？如何用計(jì)算結(jié)果說明 HCl分子和 HBr分子哪個(gè)更容易發(fā)生熱分解反應(yīng)生成相應(yīng)的單質(zhì)？ ? N O F2跟 H2的反應(yīng)能力依次增強(qiáng)，從鍵能的角度應(yīng)如何理解這一化學(xué)事實(shí)？ ? 通過上例子，你認(rèn)為鍵長(zhǎng)、鍵能對(duì)分子的化學(xué)性質(zhì)有什么影響？ 形成 2 mo1HCl釋放能量： 2 kJ －(+)= kJ 形成 2 mo1HBr 釋放能量： 2 366kJ －(+)= HCl釋放能量比 HBr釋放能量多 ,因而生成的 HCl更穩(wěn)定 ,即 HBr更容易發(fā)生熱分解生成相應(yīng)的單質(zhì) . 鍵能大小是： FHOHNH 鍵長(zhǎng)越長(zhǎng) ， 鍵能越小 ， 鍵越易斷裂 ， 化學(xué)性質(zhì)越活潑 。 如 鍵長(zhǎng) IHBrHClHFH 匯報(bào) H2O 105176。 NH3 107176。 CH2＝ CH2分子結(jié)構(gòu) CH≡CH分子結(jié)構(gòu) CO2 180176。 CH4 109176。 28’ CH3－ CH3分子結(jié)構(gòu) 7 3 分子中最多幾個(gè)原子共面，幾個(gè)共線？最少呢？ 三、等電子體原理 等電子體：原子總數(shù)、價(jià)電子總數(shù)相同的分子 等電子體原理：原子總數(shù)、價(jià)電子總數(shù)相同的分子具有相似的化學(xué)鍵特征，它們的許多性質(zhì)相近。 分子 熔點(diǎn) /℃ 水中溶解度 (室溫 ) 分子解離能 (kJ/mol) 分子的價(jià)電子總數(shù) CO mL 10 N2 沸點(diǎn) /℃ mL 1075 946 10 例舉一些常見的等電子體： SO2 O3 NO2 SO3 NO3 SiO32 C6H6 B3N3H6 NO2 NO2 N2 CO C22 CO2 N2O CS2 NH3 H3O+ CH4 NH4+ CN－ AlO2 例題 : 2022年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)表彰的是在 “ 看清 ” 生物大分子真面目方面的科技成果 ， 一項(xiàng)是美國科學(xué)家約翰 芬恩與日本科學(xué)家田中耕一 “ 發(fā)明了對(duì)生物大分子的質(zhì)譜分析法 ” ；另一項(xiàng)是瑞士科學(xué)家?guī)鞝柼鼐S特里希 “ 發(fā)明了利用核磁共振技術(shù)測(cè)定溶液中生物大分子三維結(jié)構(gòu)的方法 ” 。 質(zhì)子核磁共振（ PMR） 是研究有機(jī)物結(jié)構(gòu)的有力手段之一 ， 在所有研究的化合物分子中 ， 每一結(jié)構(gòu)中的等性氫原子在 PMR中都給出了相應(yīng)的峰 （ 信號(hào) ） ， 譜中峰的強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)中的等性 H原子個(gè)成正比 。 例如乙醛的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 CH3— CHO， 在 PMR中有兩個(gè)信號(hào) ，其強(qiáng)度之比為 3:1。 （ 1） 結(jié)構(gòu)式為 的有機(jī)物 ， 在