化学：3.3.1《共价键的形成》课件(苏教版选修3).ppt

预习课本，讨论并完成下列表格 氢气分子形成过程的能量变化 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）。 σ键的类型 小结： σ 键与π键的比较 原子晶体 原子晶体的物理特性 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 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（ SiO2）晶体 教科书 P51 7 3 小结： 共价键的形成条件 共价键的本质 共价键的特征 问题探讨： （1）在金刚石晶体中, 每个C与多少个C成键？形成怎样的空间结构？每个碳原子周围紧邻的碳原子有多少个？最小碳环由多少个碳原子组成？它们是否在同一平面内？键角是几度？ （2）金刚石晶体中，C原子个数与C—C键数之比 为多少？ （3）12克金刚石中C—C键数为多少NA？ (4)一个金刚石晶胞中含几个碳原子？ 金刚石的结构特征：在金刚石晶体里 ①每个碳原子都采取SP3杂化，被相邻的4个碳原子包围，以共价键跟4个碳原子结合，形成正四面体，被包围的碳原子处于正四面体的中心。②这些正四面体向空间发展，构成一个坚实的，彼此联结的空间网状晶体。③金刚石晶体中所有的C—C键长相等，键角相等（109°28’）；④晶体中最小的碳环由6个碳组成，且不在同一平面内；⑤晶体中每个C参与了4条C—C键的形成，而在每条键中的贡献只有一半，故C原子与C—C键数之比为：1 ：（4x ?）= 1：2 拓展：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。 例、如右图所示，在石墨晶体的层状结构中，每一个最小的碳环完全拥有碳原子数为___，每个环完全拥有C－C数为___ 石墨中C－C夹角为120☉， C－C键长为 1.42×10－10 m层间距 3.35× 10－10 m 2 3 (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： 金刚石与石墨的比较 比较内容 金刚石 石墨 晶体形状 晶体中的成键作用力 最小碳环和个数 碳原子成键数 每个环节键的平均数与计算方法 每个环节原子的平均数与计算方法 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 6×1/6=1 6×1/2=3 6×1/12=1/2 6×1/3=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？ 1.55×10-10m 1.42×10-10m 二氧化硅晶体 思考1：在SiO2晶体中每个硅原子周围紧邻的氧原子有多少个？每个氧原子周围紧邻的硅原子有多少个？在SiO2晶体中硅原子与氧原子个数之比是多少？ 思考2： 在SiO2晶体中每个硅原子连接有几个共价键？每个氧原子连接有几个共价键？硅原子个数与Si－O共价键个数之比是多少？氧原子个数与Si－O共价键个数之比是多少？ 思考3: 在二氧化硅的晶体结构中,最小的环由几个原子构成? 问题探讨: SiO2的结构特征：在SiO2晶体中 ①1个Si原子和4个O原子形成4个共价键，每个Si原子周围结合4个O原子；同时，每个O原子跟2个Si原子相结合。实际上，SiO2晶体是由Si原子和O原子按1：2的比例所组成的立体网状的晶体。②最小的碳环是由6个Si原子和6个O原子组成的12元环。 ③1mol SiO2中含4mol Si—O键 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: C—C C–Si Si—Si 键能：C