化学综合复习：化学键（课件精讲）

化学综合复习化学键（精品课件精讲）欢迎来到化学键的综合复习课程！本课程旨在帮助你深入理解化学键的本质、类型、特点及其在化学反应和物质性质中的作用我们将通过精讲课件，系统梳理各种化学键的概念和应用，助你在化学学习中取得更大的进步让我们一起探索微观世界的奥秘，掌握化学键的关键知识课程大纲化学键概述1定义、类型（离子键、共价键、金属键、氢键、范德华力）、键参数各类化学键详解2离子键的形成、特点及影响因素；共价键的形成、类型（σ键、π键、极性键、非极性键）及杂化轨道理论；金属键的形成及金属的特性；氢键和范德华力的形成、影响因素及作用分子间作用力3分子间作用力的种类、大小比较及对物质性质的影响化学键与物质性质4化学键的性质（键能、键长、键角）与物质的物理性质（熔点、沸点、溶解度）及化学性质（稳定性、反应活性）的关系化学键概述定义类型键参数化学键是指相邻原子之间强烈的相互作用主要包括离子键、共价键和金属键此外，键长、键能和键角是描述化学键的重要参力，这种作用力使原子结合成分子或晶体还有氢键和范德华力等分子间作用力，它数键长是指两个原子核之间的距离，键它是构成物质微观结构的基础，决定了物们虽然不如化学键强，但也对物质的性质能是指断裂化学键所需的能量，键角是指质的性质有重要影响连接两个原子的键之间的夹角离子键定义形成条件离子键是带相反电荷的离子之间形成离子键的元素通常具有较大通过静电作用形成的化学键通的电负性差，使得一个原子容易常发生在活泼金属和活泼非金属失去电子形成阳离子，另一个原之间，例如氯化钠（NaCl）子容易得到电子形成阴离子存在形式离子键通常存在于离子化合物中，这些化合物在固态时形成离子晶体，具有较高的熔点和沸点离子键的特点静电作用高熔点硬而脆离子键本质是带相反电荷的离子之间的静电离子化合物通常具有较高的熔点和沸点，因离子晶体硬度较大，但受到外力作用时容易作用，作用力强，方向性差为需要很大的能量才能克服离子键的作用力破裂，表现出脆性离子键的形成原子失去电子活泼金属原子失去最外层电子，形成带正电荷的阳离子原子得到电子活泼非金属原子得到电子，形成带负电荷的阴离子离子间吸引带相反电荷的离子之间产生强烈的静电吸引作用，形成离子键共价键定义形成条件共价键是原子之间通过共用电子形成共价键的元素通常具有相近对形成的化学键通常发生在非的电负性，原子之间通过共用电金属元素之间，例如氢气（H₂）子达到稳定结构和水（H₂O）存在形式共价键存在于共价化合物中，这些化合物可以是分子或原子晶体，其熔点和沸点相对较低共价键的特点共用电子对低熔点溶解性共价键通过原子之间共用电子对形成，作用共价化合物通常具有较低的熔点和沸点，因共价化合物的溶解性取决于其极性，极性分力具有方向性为分子间作用力相对较弱子易溶于极性溶剂，非极性分子易溶于非极性溶剂共价键的类型σ键π键极性共价键非极性共价键σ键是指电子云沿键轴方向呈π键是指电子云在键轴两侧呈极性共价键是指共用电子对偏非极性共价键是指共用电子对圆柱形对称分布的共价键，通哑铃形分布的共价键，通常是向电负性较大的原子形成的共均匀分布在原子之间的共价键，常是单键，强度较大双键或三键的一部分，强度较价键，原子带有部分电荷原子不带电荷小极性共价键定义1极性共价键是指在不同种原子之间形成的共价键，由于原子电负性不同，共用电子对偏向电负性较大的原子，导致原子带有部分电荷特点2极性共价键形成的分子具有偶极矩，即分子中正负电荷中心不重合，分子整体表现出极性例子3水分子（H₂O）中的O-H键是极性共价键，氧原子电负性大于氢原子，共用电子对偏向氧原子非极性共价键定义1非极性共价键是指在同种原子之间形成的共价键，由于原子电负性相同，共用电子对均匀分布在原子之间，原子不带电荷特点2非极性共价键形成的分子不具有偶极矩，分子整体表现出非极性例子3氢气分子（H₂）中的H-H键是非极性共价键，两个氢原子电负性相同，共用电子对均匀分布金属键定义形成条件金属键是指金属原子通过金属阳金属原子容易失去最外层电子，离子和自由电子之间的相互作用形成带正电荷的金属阳离子，失形成的化学键它存在于金属和去的电子则形成自由电子海合金中，是金属具有良好导电性和导热性的原因存在形式金属键存在于金属晶体中，金属阳离子有规律地排列在晶格中，自由电子则在整个晶体中自由移动金属键的特点导电性导热性延展性金属具有良好的导电性，金属具有良好的导热性，金属具有良好的延展性，因为自由电子可以在电因为自由电子可以传递可以拉成细丝或压成薄场作用下定向移动，形热能片，因为金属键没有方成电流向性氢键定义形成条件氢键是指分子中已与电负性很强氢键的形成需要氢原子与电负性的原子（如O、N、F）形成共价很强的原子形成共价键，并且存键的氢原子与另一个分子中电负在另一个电负性很强的原子提供性很强的原子之间的作用力它孤对电子是一种特殊的分子间作用力存在形式氢键存在于分子之间，例如水分子之间、氨分子之间以及DNA分子中氢键的形成氢原子与电负性原子结合氢原子与电负性很强的原子（如O、N、F）形成共价键，使得氢原子带有部分正电荷电负性原子提供孤对电子另一个分子中电负性很强的原子（如O、N、F）提供孤对电子氢原子与孤对电子相互作用带有部分正电荷的氢原子与孤对电子之间产生吸引作用，形成氢键氢键的作用升高沸点稳定DNA结构影响蛋白质折叠氢键可以提高物质的沸氢键在DNA分子中连接氢键影响蛋白质的折叠点，例如水的沸点高于两条链，维持DNA的双方式，决定蛋白质的空同分子量的其他化合物螺旋结构间结构和功能范德华力定义形成条件范德华力是指分子之间普遍存在范德华力存在于所有分子之间，的一种较弱的相互作用力，包括但其大小取决于分子的极性、大取向力、诱导力和色散力它是小和形状分子间作用力的一种存在形式范德华力存在于分子晶体中，例如干冰（CO₂）和碘（I₂）范德华力的形成取向力诱导力色散力极性分子之间由于分子偶极矩的相互作用极性分子使非极性分子极化，从而产生极非极性分子由于电子的瞬时波动而产生的而产生的吸引力性分子与诱导偶极之间的吸引力瞬时偶极之间的吸引力，也称为伦敦力范德华力的作用影响熔点和沸点影响溶解度影响生物大分子结构范德华力影响物质的熔范德华力影响物质的溶点和沸点，分子量越大，解度，相似结构的物质范德华力在生物大分子范德华力越强，熔点和易于互溶（如蛋白质和DNA）的沸点越高结构稳定中起重要作用分子间作用力定义特点分子间作用力是指分子之间存在分子间作用力是短程力，随着分的相互作用力，包括氢键和范德子间距离的增大而迅速减小华力它们比化学键弱，但对物质的性质有重要影响影响分子间作用力影响物质的熔点、沸点、溶解度、表面张力等物理性质分子间作用力的种类氢键分子中已与电负性很强的原子（如O、N、F）形成共价键的氢原子与另一个分子中电负性很强的原子之间的作用力取向力极性分子之间由于分子偶极矩的相互作用而产生的吸引力诱导力极性分子使非极性分子极化，从而产生极性分子与诱导偶极之间的吸引力色散力非极性分子由于电子的瞬时波动而产生的瞬时偶极之间的吸引力，也称为伦敦力分子间作用力的大小氢键1氢键的强度相对较大，对物质的性质影响显著取向力2取向力的大小取决于分子的极性，极性越大，取向力越强诱导力3诱导力的大小取决于极性分子的极性和非极性分子的极化率色散力4色散力的大小取决于分子的分子量和形状，分子量越大，色散力越强共价键的极性定义影响因素共价键的极性是指共用电子对在共价键的极性取决于成键原子的共价键中偏离原子核的程度极电负性差电负性差越大，共价性共价键的共用电子对偏向电负键的极性越强性较大的原子偶极矩极性共价键的极性可以用偶极矩来衡量偶极矩越大，共价键的极性越强判断共价键极性的方法电负性差值法计算成键原子的电负性差值，差值越大，共价键的极性越强实验测定法通过实验测定分子的偶极矩，偶极矩越大，共价键的极性越强分子形状法根据分子的形状判断分子是否具有极性，例如水分子是极性分子，二氧化碳分子是非极性分子电负性差值定义应用例子电负性差值是指成键原子的电负性之差电负性差值可以用来判断化学键的类型氯化钠（NaCl）中钠和氯的电负性差值很电负性是原子吸引共用电子对的能力的量一般来说，电负性差值大于

1.7时，形成离大，形成离子键；水（H₂O）中氢和氧的度电负性差值越大，共价键的极性越强子键；小于

1.7时，形成共价键电负性差值较小，形成极性共价键分子形状定义影响因素分子形状是指分子中原子核的空分子形状取决于成键原子的种类、间排列方式分子形状对分子的数量以及孤对电子的存在价层物理性质和化学性质有重要影响电子对互斥理论（VSEPR理论）可以用来预测分子形状常见分子形状直线形、三角形、四面体形、角形等判断分子形状的方法价层电子对互斥理论（VSEPR）根据中心原子价层电子对的数目和孤对电子的数目，确定电子对的空间排列方式，从而确定分子形状杂化轨道理论根据中心原子的杂化方式，确定杂化轨道的空间排列方式，从而确定分子形状实验测定法通过X射线衍射等实验方法测定分子形状化学键的形成过程原子接近1原子相互接近，原子核和电子之间产生吸引力和排斥力能量降低2当吸引力大于排斥力时，体系能量降低，原子逐渐接近形成化学键3当体系能量达到最低时，原子形成化学键，达到稳定状态电子云图定义作用形状电子云图是描述原子核外电子出现概率电子云图可以用来描述原子轨道的形状s轨道是球形，p轨道是哑铃形，d轨道分布的图形电子云密度大的地方，电和能量，以及分子中电子的分布情况形状更复杂子出现的概率大；电子云密度小的地方，电子出现的概率小杂化轨道定义类型意义杂化轨道是指原子在形成化学键时，原子常见的杂化方式有sp、sp²和sp³杂化sp杂化轨道理论可以解释分子的形状和键角，轨道重新组合成新的轨道的过程杂化轨杂化形成直线形分子，sp²杂化形成三角是理解分子结构的重要工具道具有特定的形状和方向性，有利于形成形分子，sp³杂化形成四面体形分子更强的化学键键和键σπσ键σ键是指电子云沿键轴方向呈圆柱形对称分布的共价键σ键是单键，强度较大π键π键是指电子云在键轴两侧呈哑铃形分布的共价键π键是双键或三键的一部分，强度较小区别σ键和π键的电子云分布方式不同，σ键比π键更稳定，σ键是化学键的基础饱和和不饱和化合物饱和化合物不饱和化合物饱和化合物是指分子中只含有单不饱和化合物是指分子中含有双键的化合物例如烷烃键或三键的化合物例如烯烃和炔烃性质不饱和化合物比饱和化合物更容易发生加成反应，因为双键或三键中的π键容易断裂化学键的能量键能键长键角键能是指在标准状态下，气态分子断裂键长是指两个成键原子核之间的距离键键角是指连接两个原子的键之间的夹角1mol化学键形成气态原子所吸收的能量长越短，化学键越稳定键角对分子的形状和性质有重要影响键能越大，化学键越稳定化学键的强度三键1三键的强度最大，键能最高，键长最短双键2双键的强度居中，键能居中，键长居中单键3单键的强度最小，键能最低，键长最长化学键能的测定量热法1通过测定化学反应的热效应，计算反应中化学键的断裂和形成所需的能量，从而求得键能光谱法2通过分析分子的光谱，确定分子的振动频率和转动频率，从而计算键能理论计算3通过量子化学计算，模拟化学键的断裂和形成过程，从而求得键能共价键的能量键能键长极性共价键的键能取决于成键原子的种类和数共价键的键长取决于成键原子的原子半径极性共价键的键能通常比非极性共价键的量一般来说，成键原子的电负性差越大，一般来说，成键原子的原子半径越大，共键能大，因为极性共价键的形成伴随着静共价键的键能越大价键的键长越长电吸引作用离子键的能量晶格能影响因素计算离子键的能量通常用晶格能来衡量晶格晶格能取决于离子的电荷和半径离子的晶格能可以通过玻恩-哈伯循环计算能是指在标准状态下，将1mol离子晶体分电荷越大，半径越小，晶格能越大离成气态离子所吸收的能量晶格能越大，离子键越稳定金属键的能量金属的强度影响因素金属特性金属键的能量与金属的强度有关金属键金属键的能量取决于金属原子的价电子数金属键的能量决定了金属的熔点、沸点、的能量越大，金属的强度越大和原子半径价电子数越多，原子半径越硬度等物理性质小，金属键的能量越大化学键与化学性质稳定性反应活性化学键越稳定，分子越稳定，化化学键越容易断裂，分子越容易学性质越稳定发生化学反应，反应活性越高反应类型化学键的类型决定了化学反应的类型例如，含有双键或三键的化合物容易发生加成反应化学键与物理性质熔点和沸点溶解度导电性化学键越强，物质的熔相似结构的物质易于互金属具有良好的导电性，点和沸点越高离子化溶极性分子易溶于极因为金属键中存在自由合物的熔点和沸点通常性溶剂，非极性分子易电子离子化合物在熔高于共价化合物溶于非极性溶剂融状态或水溶液中具有导电性化学键的应用材料科学药物设计12通过调控化学键的类型和强度，通过研究药物分子与靶标蛋白设计和合成具有特定性质的新之间的相互作用，设计和合成材料例如，高强度聚合物、具有更好疗效和更少副作用的超导材料等药物能源化工3通过研究化学键的断裂和形成过程，开发更高效的能源转化和储存技术例如，燃料电池、太阳能电池等总结与拓展通过本课程的学习，我们系统复习了化学键的各个方面，包括其定义、类型、特点、形成过程、能量以及与物质性质的关系希望你能够运用所学知识，解决实际问题，并在化学学习中不断进步化学键是理解物质世界的基础，掌握它将为你打开更广阔的科学视野祝你在化学的道路上越走越远！。