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1、第三单元 共价键 原子晶体,化学选修专题3,一.共价键,1.定义：,2.成键微粒：,3.成键本质：,原子间通过共用电子对所形成的化学键。,原 子,共用电子对,复习旧知,4.成键的元素：,非金属原子之间 或部分金属原子与非金属原子,5.存在范围：,非金属单质 共价化合物 离子化合物,思考：含有共价键的物质一定是共价分子吗？,能量,E0,核间距,E0为两个远离的氢原子的能量之和,两个核外电子自旋方向相同的氢原子靠近的模拟动画,能量,E0,核间距,E0为两个远离的氢原子的能量之和,E1=-436kJ/mol,r=74pm,两个核外电子自旋方向相反的氢原子靠近的模拟动画,思考：由此可知共价键形成的本质
2、是什么？,F原子,思考1：当F原子与H原子成键后，F原子能否再与其它氢原子形成共价键,思考2：比较离子键成键特点，总结共价键的成键特点,HF中共价键的形成,共价键有方向性和饱和性,问题解决（1）写出氮原子的轨道表示式（2）写出N2分子的电子式和结构式（3）分析氮分子中氮原子的原子轨道是如何形成共价键的？,N原子,键,键,键：“头碰头”,键：“肩并肩”,二、共价键的分类,1、按轨道重叠方式分,键：有s-s s-p p-p等,键：p-p,小结：,键与键的比较,“头碰头”重叠,肩并肩重叠,单键是键，双键、三键中只有一个是键,单键不可能是键，双键中有一个、三键中有两个是键,乙烷：个键；乙烯：个键 个键
3、；乙炔：个键 个键,7,5,1,3,2,请指出乙烷、乙烯、乙炔分子中存在哪些类型的共价键，分别有几个键，几个键？,7,3,苯分子中的大键,不偏移,偏向氯,不偏移,偏向氧,(1)非极性键：,两个成键原子吸引电子的能力(电负性)，共用电子对 偏移的共价键,相 同,不发生,相 同,(2)极性键：,两个成键原子吸引电子的能力(电负性)，共用电子对 偏移的共价键,不 同,发 生,不 同,极性键和非极性键,二、共价键的分类,1、按轨道重叠方式分,键：有s-s s-p p-p等,键：p-p,2、按共用电子对是否偏移的方式分,极性共价键,非极性共价键,练习：完成教材p47交流与讨论,NH3+H+=NH4+,形
4、成配位键,二、共价键的分类,1、按轨道重叠方式分,键：有s-s s-p p-p等,键：p-p,2、按共用电子对是否偏移的方式分,极性共价键,非极性共价键,3、按共用电子的方式分,一般共价键,配位键,共价键的键参数,（1）键长：（2）键能：,两原子核间的平均间距,1mol气态AB分子生成气态A原子和B原子过程中吸收的能量,键强度量度：,定量可用键能定性可用键长引申到原子半径,常见的原子晶体,某些非金属单质：金刚石（C）、晶体硅(Si)、晶体硼（B）等某些非金属化合物：碳化硅（SiC）晶体、氮化硼（BN）晶体某些金属化合物 氮化铝（AlN）某些氧化物：二氧化硅（SiO2）晶体、,原子晶体的物理特性
5、,在原子晶体中，由于原子间以较强的共价键相结合，而且形成空间立体网状结构，所以原子晶体的 熔点和沸点高 硬度大 一般不导电 且难溶于一些常见的溶剂,三、原子晶体,1、构成微粒,3、影响原子晶体熔点、硬度的因素,2、作用力,1.单质硼有无定形和晶体两种，参考下表数据,晶体硼的晶体类型属于_晶体，理由是_。已知晶体硼结构单元是由硼原子组成的正二十面体，其中有20个等边三角形的面和一定数目的顶点，每个项点上各有1个B原子。通过视察图形及推算，此晶体体结构单元由_个硼原子构成。其中BB键的键角为_。共含有_个BB,原子,熔点高、硬度大,12,60,30,问题解决2（1）观察金刚石晶胞，判断碳原子的成键
6、情况及每个晶胞中所含碳原子数,（2）推测同为原子晶体的晶体硅和碳化硅SiC的晶胞是怎样的？,（3）比较三种原子晶体的熔点和硬度的高低，说明理由？,金刚石,晶体硅,碳化硅,（4）对照三种原子晶体的键长、键能数据，体会影响原子晶体熔点和硬度大小的因素,石墨的晶体结构,石墨晶体是层状结构，在每一层内，碳原子排成六边形，每个碳原子都与其他3个碳原子以共价键结合，形成平面的网状结构。在层与层之间，是以分子间作用力相结合的。由于同一层的碳原子间以较强的共价键结合，使石墨的熔点很高。但由于层与层之间的分子间作用力较弱，容易滑动，使石墨的硬度很小。像石墨这样的晶体一般称为过渡型晶体或混合型晶体。,(1)层状结
7、构,最小碳环为平面正六边形,即为六元环(在同一平面上)。,(2)每个碳原子为3个六元环所共有,每个C-C键为2个六元环所共有。,(3)每个六元环中平均含有碳原子,=61/3=2,每个六元环中平均含有C-C键,=61/2=3,即碳原子数:C-C键键数,=2:3,小结：,金刚石与石墨的比较,正四面体空间网状,正六边形平面层状,共价键,共价键与范德华力,6个原子不同面,6个原子同面,4,3,61/6=1,61/2=3,61/12=1/2,61/3=2,仔细观察左边的示意图后，回答下列问题：金刚石与石墨的熔点均很高，那么二者熔点是否相同？为什么？若不相同，哪种更高一些？,晶体硅（Si）、金刚沙（SiC）都是与金刚石相似的原子晶体，请根据表3-6中数据分析其熔点、硬度的大小与其结构之间的关系。,键长:CC CSi SiSi,所以熔点、硬度:金刚石SiCSi,结构相似的原子晶体，成键的原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体熔点越高,硬度越大。,
