共价键》课件-新人教选修

共价键化学键的奥秘在化学反应中,原子之间如何形成牢固的相互作用被称为化学键共价键是最常见的键类型之一,它揭示了原子如何通过共享电子来达成化学平衡让我们深入探讨共价键的奥秘课程目标掌握共价键的定义理解单键和多键了解共价键的形成过程和特点,为后续学习如何通过电子式分析单键和多键的课程奠定基础的形成及其特点区分不同类型共价键探讨共价键形成和断裂掌握非极性共价键、极性共价键以及了解共价键的形成过程,以及如何通过它们与离子键的区别和联系化学反应破坏共价键共价键的定义电子共享原子相互吸引分子的形成共价键是两个相邻原子之间通过共享电子而共价键是由两个原子的原子核对彼此的价电共价键的形成使得两个原子结合成为一个稳形成的化学键这种键使两个原子都能达到子产生的相互吸引力形成的这种结合使得定的分子这种键的形成是化学反应中常见稳定的电子构型两个原子都能够达到稳定的电子层结构的一种方式共价键的形成电子对共享1原子间通过电子对共享而结合电子云重叠2电子云相互重叠以降低势能两原子靠近3原子间距离缩短使电子对形成共价键的形成需要两个原子通过电子对共享结合在一起这样可以使电子云相互重叠,降低两个原子的总势能在此过程中,原子间距会逐渐缩短,直至电子对稳定形成共价键共价键的特点强度高方向性强12共价键由两个原子共享电子而共价键的方向性很强,成键原子形成,键合力强,能量大,能抵抗的位置受到限制,具有特定的取外力作用向热稳定性强导电性差34共价键由于键能大,能耐受较高共价键物质中没有自由移动的的温度而不会断裂电子,导电性较差单键和多键单键多键单键是指两个原子之间只有一对共享电子形成的共价键单键相多键是指两个原子之间有两对或三对共享电子形成的共价键多对较弱,但是在很多分子中起着重要的稳定作用键相对较强,能提高分子的稳定性和反应活性单键的电子式单键是由两个原子之间通过共享一对电子而形成的化学键每个参与形成共价键的原子都为外层电子提供一个电子，这样每个原子都可以获得满足稳定电子构型的八个价电子单键的电子示意图可表示为两个参与原子各贡献一个电子对,形成稳定的八电子结构这种电子配对方式可以稳定化学键,使化合物更加稳定多键的电子式与单键相比，多键具有更复杂的电子式每个原子都提供参与键合的电子,共同形成多重共价键多键的键程较短,键能较高,分子更稳定常见的多键包括双键和三键参考价电子数非极性共价键对称性电荷分布非极性共价键中,束缚电子对在两两个原子间的电子云密度相等,电个原子之间的分布是对称的,不会荷均匀分布,不会形成局部电荷形成偶极矩极性强度由于电负性差异小,共价键的极性强度较弱,可以视为非极性键极性共价键电子不对称分布局部电荷分布极性共价键中,两原子之间的共这种电子分布不平衡会在分子中享电子呈现不对称分布,导致了形成局部正电荷和负电荷区域,分子间存在正负电性差异引起分子内的偶极矩化学活性增强极性共价键带来的局部电荷差异,使得分子更容易发生化学反应和相互作用离子键与共价键的区别形成方式键能强度离子键是通过电子的完全转移形离子键通常比共价键更强,因为电成的,而共价键是通过电子的共享子完全转移产生了离子间的强库形成的仑引力导电性熔沸点离子化合物通常具有良好导电性,离子化合物的熔沸点一般较高,而而共价化合物通常为绝缘体共价化合物的熔沸点较低离子键与共价键的联系电荷转移离子键和共价键均涉及电子在原子或分子间的转移,形成电荷分离或电荷共享键的极性离子键具有明显的极性,而共价键可以是极性或非极性的,取决于成键原子的电负性差异键的强度一般来说,离子键比共价键更强,但共价键也可以通过多键形成而增强离子键和共价键虽然成键机制不同,但二者之间存在密切联系它们都涉及原子间电子的转移和重新分配,反映了化学键的本质同时,两种键能够相互转化,共同决定着物质的化学性质和物理性质分子间共价键的形成分子间接近1当两个分子彼此靠近时,分子中的原子会发生相互作用当两个原子的电子云重叠时,共价键就能在分子间形成电子云重叠2当两个原子的电子云重叠时,它们共享电子从而形成稳定的分子间共价键这种重叠使分子之间能够结合在一起分子结构形成3分子间共价键的形成使得两个或多个分子结合成为一个更大的分子结构这种结构更加稳定和牢固分子间共价键的特点结构稳定影响物理化学性质易于断裂分子间共价键是通过电子偶对的共享而形成分子间共价键的形成决定了材料的熔点、沸分子间共价键相比共价键内部更容易被破坏的强化学键,具有较高的结合能,使得分子结点、导电性等重要物理化学性质,当外界施加足够的能量时就会断裂构非常稳定金属键的特点高导电性高热导性高强度和韧性高熔点和沸点金属键使金属具有高度的自由金属键让金属原子之间的振动金属键使金属原子之间结合紧金属键强度高,需要大量能量电子,能够轻易地导电传导电更强,能够较好地传导热量,使密,形成坚固的晶体结构,使金才能打断,因此金属通常具有流这使金属成为优良的导电金属具有优良的导热性能属具有很高的机械强度和韧性很高的熔点和沸点材料金属键的形成价电子1金属原子具有可以自由移动的价电子电子云2价电子形成了一个均匀分布的电子云原子核排列3金属原子核按有序方式排列形成晶体结构金属键是由金属原子的价电子共同形成的键合这些可自由移动的价电子形成了一个均匀分布的电子云，而金属原子核则按有序方式排列形成晶体结构这种结构使得金属具有良好的导电性、延展性和抗压性金属键与共价键的区别金属键共价键金属键是由金属原子中的自由共价键是由两个原子共享电子电子组成的键,具有高导电性形成的键,具有定向性和高强和热传导性金属键没有方向度共价键的形成需要满足八性,金属原子间的距离可以自个电子规则,电子分布有限由变化共价键的断裂热量影响辐射作用12加热可以打破共价键,使原子分离高温可以克服键能,使共强大的辐射也能够提供足够的能量,使共价键断裂,原子分离价键断裂化学反应机械力作用34在化学反应中,新的相互作用力可以打破原有的共价键,使其外力的作用也可以克服共价键的强度,导致键的断裂断裂共价键的形成过程原子接近电子共享键长形成键能释放两个原子在一定条件下如高原子的价电子被共享以达到稳共享电子在两个原子核之间形形成共价键时会释放出一定的温、电离等会靠近彼此定的电子构型成一定的距离,即键长能量,即键能共价键的破坏热量的影响辐射的影响腐蚀的影响过大的热量会使共价键里的原子对和价电子强烈的辐射能量可以破坏分子内的共价键,化学腐蚀会导致金属表面上的共价键断裂,振动剧烈,甚至达到破坏键合的程度,从而导从而引起化合物的分解这是很多辐射化学从而降低金属的强度和耐久性这需要对金致化合物分解反应的基础属进行防腐处理共价键对材料性质的影响强度硬度共价键由两个原子之间的共享电对于许多共价键材料,如金刚石、子形成,使材料具有高度的结构稳碳化硅等,其高度的原子间结合力定性和机械强度使其具有出色的硬度特性高温稳定性绝缘性共价键材料通常在高温环境下也许多共价键材料如陶瓷具有优异能保持良好的化学稳定性和机械的绝缘性,可广泛应用于电子、电性能,适用于高温工作场合力等领域单键与多键对材料性质的影响键力大小单键的键力较弱,而多键的键力较强,这影响了材料的强度和硬度灵活性单键的材料较为柔软灵活,而多键的材料较为刚硬脆性热稳定性多键的材料通常具有更高的熔点和沸点,热稳定性更强共价键材料的应用电子元器件共价键材料广泛应用于电子电路中的半导体器件、电容器、电阻器等其优良的导电和绝缘性能确保了电子产品的性能和可靠性建筑材料高强度和高硬度的共价键材料如钻石、石英被广泛用于工程建筑中它们是理想的结构材料,能够承受高压和耐磨损医疗器械一些生物相容性好、耐腐蚀的共价键材料被用于制造人工关节、义肢等医疗器械,为患者提供长期可靠的服务金属键材料的应用电子设备建筑结构12金属材料的优异导电性使其广金属材料的强度和韧性使其成泛应用于电子设备的制造,如电为建筑工程的理想材料,用于制路板、电线电缆、电池等造钢结构、管材等交通工具家用电器34金属材料广泛应用于汽车、飞金属材料优异的导热性和加工机、船舶等交通工具的制造,为性使其成为家用电器如锅碗瓢其提供结构支撑和防护盆的理想选择离子键材料的应用陶瓷材料电池与电器光学材料电磁材料离子键材料常被用于制造耐高一些含有离子键结构的材料可离子键材料如氧化物玻璃具有部分离子键材料表现出优异的温、耐腐蚀的陶瓷制品,如瓷作为电池、电容器的电解质或优异的透光性和折射率,广泛电磁性能,可用于制造各种电砖、保温材料等,广泛应用于绝缘材料,提高电器设备的性用于制造光学镜片、光纤等光磁元件和电磁屏蔽材料建筑、电子、航空航天等领域能和可靠性学器件各种键对应用材料的影响共价键材料离子键材料金属键材料共价键材料通常具有高硬度、高耐热性离子键材料通常具有高熔点、高硬度和金属键材料性能柔软、延展性好,广泛应、化学稳定性好等特点,广泛应用于刀具绝缘性好等特点,适用于电子陶瓷、耐火用于金属结构件、电导体等,是工业生产、建材等领域材料等领域中不可或缺的材料主要内容总结分子间共价键金属键特点离子键材料应用分子间通过共价键结合形成更复杂的分子结金属键的特点是能自由移动,使得金属具有具有离子键的材料常用于制造陶瓷、玻璃等构,这种键结构十分稳定,能够决定分子的形良好的导电和导热性,同时也赋予了金属一硬质耐腐蚀的材料,在工业和日常生活中广状和性质定的延展性和韧性泛使用思考问题本课程涵盖了共价键的定义、形成、特点以及与其他键类型的区别和联系在学习过程中，请思考以下问题:

1.共价键是如何形成的它有哪些特点

2.单键和多键有何不同对材料性质有什么影响

3.共价键材料、离子键材料和金属键材料的应用有哪些异同通过思考这些问题,你能更深入地理解共价键的本质,并将知识应用于实际生活中本课总结通过本课程的学习,我们深入理解了共价键的概念、形成机理以及在材料科学中的应用从单键到多键、从非极性到极性,我们全面掌握了共价键的特点和分类同时也认识到共价键与金属键、离子键的联系和区别希望同学们能够运用所学知识,更好地服务于材料科学的发展。