共价键原子晶体.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,一、共价键,共价键,1,、定义：,2,、成键微粒：,3,、成键本质：,4,、成键元素：,5,、,存在范围,：,6,、,表示方法：,原子之间通过共用电子对所形成的相互作用。,原子,原子间通过,共用电子对,所产生的强烈的相互作用。,一般非金属之间,部分金属与非金属之间,非金属单质,(H,2,、,O,2,),、共价化合物,(NH,3,、,CH,4,、,H,2,O),、离子化合物,(,NaOH,、,NH,4,Cl),电子式、结构式,不稳定要趋于稳定；体系能量降低,7,、成键原因：,a,、电子式：,b,、结构式：,共价键的表示方法,H-H H-,Cl,N N,共价键的形成,交流与讨论：两个氢原子如何,形成,氢分子,?,（,1,）氢原子电子排布式：,（,2,）基态氢原子轨道表示式：,（,3,）原子之间形成共价键的原因：,原子轨道填满电子，且电子自旋相反，体系能,量最底，最稳定。,v,r,0,V,：,势能,r,：,核间距,两个核外电子,自旋方向,相反,的氢原子靠近,r,0,v,r,0,r,0,V,：势能,r,：核间距,r,0,v,r,0,r,0,V,：势能,r,：核间距,r,0,v,r,0,r,0,V,：势能,r,：核间距,v,r,0,V,：势能,r,：核间距,两个核外电子,自旋方向,相同,的氢原子靠近,氢气分子形成过程的能量变化,相距很远的,两个核外电子,自旋方向,相反,的,氢原子相互逐渐接近,在这一过程中体系能量将,先变小后变，,成键后能量达到最低，形成稳定的氢气分子。,两个自旋方向相同的电子不能配对成键。,从核间距和成键电子的自旋方向来观察能量的变化情况。,1,、共价键的形成条件,A,、两原子电负性,或,。,B,、一般成键原子有,电子。且自旋方向,相反,C,、成键原子的原子轨道在空间,。,一,、,共价键的形成,相同,之差小于,1.7,未成对,重叠,2,、共价键的本质,成键原子相互接近时，原子轨道发生,，自旋方向,的,电子形成,，两原子核间的电子密度,，体系的能量,。,重 叠,相 反,未成对,共用电子对,增 加,降 低,3,、共价键的特征,（,1,）具有饱和性,在成键过程中,每种元素的原子有几个,未成对电子,通常就只能形成,几个共价键,，所以在共价分子中每个原子形成共价键数目是一定的。,形成的共价键数,未成对电子数,（,2,）具有方向性,在形成共价键时，,两个参与成键的原子轨道总是,尽可能沿着电子出现机会最大的方向重叠成键,，而且,原子轨道重叠越多，电子在两核间出现的机会越多，,体系的能量下降也就越多，形成的共价键越牢固。,因此，一个原子与周围的原子形成的共价键就表,现出,方向性,（,s,轨道与,s,轨道重叠形成的共价键无,方向性，例外）。,4,、共价键的类型,键和,键,S,轨道和,p,轨道形成稳定共价键的几种重叠方式,H+H H:H,相互,靠拢,ss,键,（,1,）头碰头重叠,键,pp,键,+,Cl,+,Cl,Cl,Cl,H,+,Cl,H,Cl,p s,键,（,2,）,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,键的类型,键的类型,s,s(,键,),pp,(,键,),s,p,(,键,),p,p,(,键,),p,p,(,键,),氮分子中原子轨道重叠方式示意图,【,归纳,】,键与,键的对比,键,键,重叠方式,重叠方向,重叠形状,牢固程度,成键规律,“头碰头”,“肩并肩”,沿键轴的方向,与轨道对称轴相互平行的方向,轴对称,镜面对称,重叠程度较大，比较牢固,重叠程度较小，较易断裂,共价,单键,为,键；,共价,双键,中有一个,键，另一个是,键。,共价,三键,由一个,键和两个,键组成。,乙烷：,个,键,乙烯：,个,键,个,键,乙炔：,个,键,个,键,7,5,1,3,2,相 同,不发生,相 同,不 同,发 生,不 同,按键的极性分：,极性键与非极性键,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,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,一般情况下，两个成键原子间的电负性差值越大，形成的共价键的极性越强,H N,H,H,HN,H,H,H,氮原子有孤对电子，氢离子有空轨道。,氨分子中各原子均达稳定结构，为什么还,能与氢离子结合？,H,+,H N,H,H,H,或,3,、配位键,由一个原子,提供一对电子,与另一个,接受电子对,的原子形成共价键，这样的共价键成为配位键,铵根离子和水合氢离子等是通过配位键形成的。,H O,H,H,+,H O,H,H,本节总结：,离子键,离子化合物,极性键,非极性键,配位键,共价,分子,单质 化合物,化学键,共价键,成键,方式,键的,极性,键,键,二、原子晶体,金刚石具有很高的熔、沸点和很大的硬度。你能结合金刚石晶体的结构示意图解释其中的原因吗？,由于金刚石晶体中所有原子都是通过共价键结合的，而共价键的键能大，如,C,C,键的键能为,348kJmol,-1,。所以金刚石晶体熔、沸点很高，硬度很大。,二,.,原子晶体,相邻,间通过,结合而成的具有,结构的晶体,2,、组成微粒,:,3,、微粒间作用力,:,知识回顾,1,、定义：,共价键,空间网状,原子,原子,共价键,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,某些氧化物：,二氧化硅（,SiO,2,）晶体,4,、原子晶体的特点,、晶体中,单个分子存在；化学式只代表,。,没 有,原子个数之比,、熔、沸点,；硬度,；,溶于一般溶剂；,导电。,很 高,很 大,难,不,5,、影响原子晶体熔沸点、硬度大小的因素：,共价键的强弱,键长的大小,一般形成共价键的两原子半径,越小,键长,越小,，键能越,，原子晶体的熔沸点越,，硬度越,。,大,高,大,正四面体,金刚石 的晶体结构模型,最小环为六元环,在金刚石晶胞中占有的碳原子数,:,8,1/8+6,1/2+4=8,1,在金刚石晶体中每个碳原子周围紧邻的碳原子有,个,2,在金刚石晶体中每个碳原子形成,共价键,3.,在金刚石晶体中最小碳环由,碳原子来组成,4.,每个碳原子可形成,个六元环,每个,C-C,键可以形成,个六元环。,5,在金刚石晶体中碳原子个数与,C,C,共价键个数之比是,.,在金刚石晶胞中占有的碳原子数,4,个,1,2,6,个,4,8,个,12,小结：,180,109,28,Si,O,共价键,二氧化硅的晶体结构,1.,在,SiO,2,晶体中，每个硅原子与,个氧原子结合；每个氧原子与,个硅原子结合；在,SiO,2,晶体中硅原子与氧原子个数之比是,。,2.,在,SiO,2,晶体中，每个硅原子形成,个共价键；每个氧原子形成,个共价键；,3.,在,SiO,2,晶体中，最小环为,元环。,2,1,：,2,4,4,2,1,：,4,1,：,2,12,4.,每个十二元环中平均含有,硅原子,=6,1/12=1/2,硅原子个数与,Si,O,共价键个数之是,；氧原子个数与,Si,O,共价键个数之比是,。,每个十二元环中平均含有,Si,O,键,=12,1/6=2,小结：,石墨的晶体结构模型,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,=6,1/3=2,每个六元环中平均含有,C-C,键,=6,1/2=3,即碳原子数,:C-C,键键数,=2:3,小结：,