高中化学人教版 (2019)必修 第一册第三节 化学键说课ppt课件

这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第一册第三节 化学键说课ppt课件，共60页。PPT课件主要包含了ClCl，结构式，HCl，共用电子对，SO2，HNO3，相邻的原子，静电作用，极性键，非极性键等内容，欢迎下载使用。
学习任务一　共价键和共价化合物【课前自主预习】一、共价键1.(1)共价键(以氯原子形成氯分子为例分析)
(2)结构式在化学上,常用“—”表示1对共用电子,如氯气分子可以表示为　　　　　,这种图示叫作　　　　。 不同种非金属元素化合时,它们的原子之间也能形成共价键。例如,HCl的形成过程可用下式表示:　　　　　　　　　　　　　　,氯化氢的结构式为　　　　 。 
不发生
二、共价化合物1.概念以　　　　　　　　形成分子的化合物。 2.四类常见的共价化合物(1)非金属氢化物:如　 　　　　　　　等。 (2)非金属氧化物:如　　　　　　　　等。 (3)含氧酸:如　　　　　　　　等。 (4)大多数有机化合物:如　 　　　　　　　等。 
HCl、H2O(答案合理即可,后同)
CH4、CH3CH2OH
浓氨水挥发出的NH3能够与Cl2反应,生成NH4Cl和N2,该原理可用于检验Cl2管道是否漏气,如果某处管道漏气,将会出现白烟。分析该反应原理并思考:问题:写出该反应原理,并分析上述参与反应的物质中,含有共价键的物质有哪些?属于共价化合物的物质有哪些?
【核心知识讲解】一、根据元素所在族判断共价键的形成1.第ⅠA族氢元素与第ⅣA族、ⅤA族、ⅥA族和ⅦA族非金属元素形成共价键。2.第ⅡA族中Be、第ⅢA族中Al和Cl均形成共价键3.第ⅣA族元素与第ⅥA族、ⅦA族非金属元素易形成共价键。4.第ⅤA族元素与第ⅥA族、ⅦA族元素易形成共价键。
二、判断8e-稳定结构的方法1.原子序数小于或等于5的元素,不可能达到8电子结构。如NH3中的H元素、BF3中的B元素,都不可能达到8电子结构。2.化合价法(1)金属元素若在第三周期或第三周期以外的第ⅠA族、ⅡA族,当元素化合价=最高正价时,金属阳离子满足8电子稳定结构(如Na+、Mg2+、K+、Ca2+等)。(2)非金属元素,最外层电子数+化合价的绝对值=8,则满足8电子稳定结构(如CCl4、PCl3、COCl2等)。
例1 如图形象地表示了氯化氢分子的形成过程。下列有关氯化氢分子的叙述不正确的是(　　)A.氯化氢是共价化合物 B.分子中所有原子最外层都有8个电子C.氯化氢分子比氯原子和氢原子都稳定 D.氯化氢分子中含有1对共用电子对
[解析] 由图可知,H原子和Cl原子通过共用电子对形成HCl,则HCl是共价化合物,A正确;HCl分子中H原子最外层达到2个电子的稳定结构,B错误;Cl原子和H原子均未达到稳定结构,形成HCl后均达到稳定结构,则HCl分子比Cl、H原子更稳定,C正确;HCl分子中,H和Cl原子各提供1个电子形成1对共用电子对,D正确。
例2 已知五种短周期元素的原子序数的大小顺序为C>A>B>D>E;A、C同周期,B、C同主族;A与B形成的离子化合物A2B中,所有离子的电子数相同,其电子总数为30;D和E可形成4核10电子分子。试回答下列问题:(1)写出五种元素的名称:A　　　,B　　　,C　　　,D　　　,E　　　。 (2)写出D元素形成的单质的结构式:　　　。 (3)用电子式表示DE3的形成过程:　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)写出B与E形成的化合物的电子式:　　　　　　　　　　　　　　　。 (5)A、B、E形成的化合物中含有　 　　　　　　　键。 
[解析] 离子化合物A2B中存在的离子是A+、B2-,由于电子总数是30且A+、B2-的电子数相同,故A+、B2-为10电子微粒,则A为Na、B为O;而B、C是短周期元素且同主族,故C为S;D和E可形成4核10电子分子且原子序数D>E,故D是N,E是H。
学习任务二　化学键和分子间作用力【课前自主预习】一、化学键1.化学键概念　　　　　　之间强烈的相互作用。 
3.化学反应的本质一个化学反应过程,本质上就是旧化学键的　　　和新化学键的　 　过程。  [注意] 只存在化学键的断裂和形成的过程都不是化学反应。
二、分子间作用力1.分子间作用力是指把　　　　　　　　　的作用力,又叫范德华力。范德华力比化学键　　　得多,对物质的熔点、沸点等有影响。 2.氢键分子间形成的氢键也是一种分子间作用力。它比化学键　　　,但比范德华力　　　,氢键会使物质的熔点和沸点升高。 
如图为N2、H2在Fe催化下合成NH3的反应机理图,结合图示思考下列问题: 问题:结合上述图示分析合成氨反应中化学键发生了怎样的变化?化学反应的实质是什么?
[答案]提示:反应过程中,N2中的氮氮三键(N≡N)和H2中的氢氢键(H—H)断裂,生成N和H,N和H结合成NH3,形成N和H之间的化学键N—H。化学反应的实质是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。
【核心知识讲解】一、化学键类型与物质类别的关系
二、物质变化过程中化学键的变化1.由分子构成的物质发生三态变化时,克服的是分子间作用力,无化学键被破坏。2.发生化学变化时,既有化学键的断裂又有化学键的形成。有化学键断裂或形成的变化不一定是化学变化,发生物理变化时可能有化学键的断裂或形成,如晶体的析出。3.离子化合物的溶解或熔化过程离子化合物溶于水或熔化后均电离成自由移动的阴、阳离子, 离子键被破坏。
4.共价化合物的溶解过程(1)有些共价化合物溶于水后,能与水反应,发生电离,其分子内共价键被破坏,如 CO2、SO2等。(2)有些共价化合物溶于水后,发生电离,其分子内的共价键被破坏,如 HCl、H2SO4等。(3)部分溶于水后,其分子内的化学键不被破坏,如蔗糖(C12H22O11)、酒精(C2H5OH) 等。5.单质的溶解过程某些活泼的非金属单质溶于水后,能与水反应,其分子内的共价键被破坏,如Cl2、F2等。
例3 下列有关化学键的说法正确的是(　　)A.任何物质中一定存在化学键B.氢键属于极弱的共价键C.Na2O2中既含有离子键又含非极性共价键D.化学键断裂,一定发生化学变化
[解析] 稀有气体是单原子分子,不存在化学键,A项错误;氢键属于分子间作用力,不属于共价键,B项错误;C项正确;只存在化学键断裂,不一定发生化学变化,如HCl溶于水电离出H+和Cl-,断裂共价键,但不是化学变化。
例4 下面是我们熟悉的物质:①O2 ②金刚石　③NaBr　④H2SO4　⑤Na2CO3⑥NH4Cl　⑦NaHSO4　⑧Ne　⑨Na2O2　 ⑩NaOH(1)这些物质中,只含共价键的是 　　　;只含离子键的是　　;既含共价键又含离子键的是　　 　　;不存在化学键的是　 　。 (2)属于共价化合物的是　　;属于离子化合物的是　　　　　　　。 (3)将NaHSO4溶于水,破坏了NaHSO4中的　 　　　 　　　　,写出其电离方程式:　　　　　 　　　　　　;NaHSO4熔融状态下电离,破坏了　　 　　,写出其电离方程式:　　　　　　　　　　　　　。 
[解析] 非金属单质(O2、金刚石)、共价化合物(H2SO4)中只含共价键,简单离子构成的离子化合物(NaBr)中只含离子键,含有复杂离子的离子化合物(Na2CO3、NH4Cl、NaHSO4、Na2O2、NaOH)中既含离子键又含共价键,稀有气体(Ne)中不存在化学键。
[归纳总结] 离子化合物和共价化合物的判断1.根据构成化合物的微粒间是以离子键还是以共价键结合来判断一般说来,活泼的金属原子和活泼的非金属原子间形成的多是离子键,同种或不同种非金属原子间形成的多是共价键。2.根据化合物的类型来判断大多数碱性氧化物、强碱和盐都属于离子化合物;非金属氢化物、非金属氧化物、含氧酸都属于共价化合物。
3.根据化合物的性质来判断熔、沸点较高的化合物(SiO2、SiC等除外)是离子化合物。熔融状态下不导电的化合物是共价化合物,熔融状态下能导电的化合物是离子化合物。
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。(1)化学键既可存在于原子之间,又可存在于分子之间。 (　　)(2)在水中氢、氧原子间均以化学键相结合。 (　　)(3)由电离方程式HCl=H++Cl-可知,HCl分子中存在离子键。 (　　)(4)加热熔化氯化钠晶体和加水溶解氯化氢时,均发生化学键的断裂。(　　)(5)非极性键可能存在于单质分子、共价化合物、离子化合物中。(　　)
2.下列各组物质中,均属于共价化合物并且化学键类型完全相同的是(　　)A.N2和H2B.H2S和CO2 C.O2和CCl4 D.Cl2和NH4NO3
[解析] N2和H2中均存在非极性键,二者是非金属单质,A错误;H2S和CO2分子中均含有极性共价键,都是共价化合物,B正确;O2分子中含有非极性键,是非金属单质,C错误;Cl2分子中含有非极性键,是非金属单质,D错误。
3.活泼金属氢化物是火箭燃料的重要供氢剂,如氢化钠、氢化钙等。例如,氢化钙的供氢原理是CaH2+2H2O=Ca(OH)2+2H2↑,下列有关分析中正确的是(　　)A.氢化钙中含共价键,水中含非极性键B.水分子和氢分子中都存在氢氢非极性共价键C.氢氧化钙中只存在离子键D.该反应断裂离子键和共价键,形成离子键和共价键
[解析] CaH2由Ca2+和H-构成,只含离子键,H2O分子中含有极性键,A错误;水分子中只存在H—O极性键,B错误;Ca(OH)2由Ca2+和OH-构成,存在离子键和极性键,C错误;H2O和H2中含有共价键,CaH2和Ca(OH)2中含有离子键,故该反应中存在离子键和共价键的断裂及形成,D正确。
[解析] N2分子中N原子之间存在3对共用电子对,电子式为 ,A错误;NH4Cl的电子式应为 ,B错误;HClO的结构式为H—O—Cl,其电子式为 ,C正确;CO2分子中C、O原子之间存在2对共用电子对,电子式为 ,D错误。
5. 下列说法不正确的是(　　)A.纯碱和烧碱熔化时克服的化学键类型相同B.加热蒸发氯化钾水溶液的过程中有分子间作用力的破坏C.CO2溶于水和干冰升华都只有分子间作用力改变D.石墨转化为金刚石既有共价键的断裂和生成,也有分子间作用力的破坏
[解析] 纯碱和烧碱均为离子化合物,熔化时克服离子键,A项正确;加热蒸发时,水变为水蒸气,克服分子间作用力,B项正确;CO2溶于水生成H2CO3,有化学键的断裂和形成,C项错误;
石墨转化为金刚石发生了化学反应,所以有共价键的断裂和生成,石墨为层状结构的混合晶体,层与层之间存在分子间作用力,金刚石为原子晶体,仅存在共价键,所以该过程也克服了分子间作用力,D项正确。
6.现有下列物质:①Cl2　②Na2O2　③NaOH　④HCl ⑤H2O2　⑥MgF2　⑦NH4Cl(1)只由离子键构成的物质是　　　　。 (2)只由极性键构成的物质是　　　　。 (3)只由非极性键构成的物质是　　　　。 (4)只由非金属元素组成的离子化合物是　　　　。 (5)由极性键和非极性键构成的物质是　　　　。 (6)由离子键和极性键构成的物质是　　　　。 (7)由离子键和非极性键构成的物质是　　　　。 (8)属于离子化合物的物质是　　　　。 (9)属于共价化合物的物质是　　　　。 
1.下列各组物质中,化学键类型不同的是(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　A.NaCl和K2S B.H2O和NH3C.CaF2和CsCl D.CCl4和Na2O
[解析] NaCl和K2S中均存在离子键;H2O和NH3中均存在共价键;CaF2和CsCl中均存在离子键;CCl4中只存在共价键,Na2O中只存在离子键,两物质所含化学键类型不同。
2.下列各组原子序数所表示的两种元素,能形成AB3型共价化合物的是(　　)A.1和6 B.8和16 C.11和16 D.12和7
[解析] 1号是H,6号是C,能形成CH4等共价化合物,A错误;8和16号元素分别为O和S,可形成AB3型共价化合物SO3,B正确;11和16号元素分别为Na和S,形成离子化合物Na2S,C错误;12和7号元素分别为Mg和N,形成离子化合物Mg3N2,D错误。
3.短周期元素X、Y、Z所在的周期数依次增大,它们的原子序数之和为20,且Y2-与Z+核外电子层结构相同。下列化合物中同时存在极性键和非极性键的是(　　)A.Z2Y B.X2Y2 C.Z2Y2 D.ZYX
[解析] 短周期元素X、Y、Z所在的周期数依次增大,则X是H,Y、Z分别处于第二、三周期;Y2-和Z+核外电子层结构相同,则Y是O,Z是Na。Z2Y是Na2O,只含离子键,A错误;X2Y2是H2O2,含有极性键(H—O)和非极性键(O—O),B正确;Z2Y2是Na2O2,含有离子键和非极性键,C错误;ZYX是NaOH,含有离子键和极性键,D错误。
4.有下列七种物质:A.干冰　 B.氧化镁　 C.氯化铵　D.固态碘　E.烧碱　　F.冰　G.过氧化钾(1)加热时需要破坏共价键和离子键的是　 　(填字母代号,下同)。 (2)熔点最低的是　 　。 (3)既有离子键又有共价键的是　 　。 (4)只含有极性键的是　 　。 (5)只含非极性键的是　 　。 
探究点一　原子结构的模型认知例1 下列说法不正确的是(　　)A.原子结构模型的演变为古希腊哲学家提出原子概念→道尔顿原子学说→汤姆孙葡萄干面包式模型→卢瑟福带核原子模型→玻尔电子轨道理论→量子力学模型B..在原子结构分层排布中,M层(第三层)容纳电子数最多为18,最少为8C.　40K与40Ca原子中的中子数不同D.互为同位素的两种核素,它们原子核内的质子数一定相等
[解析] 在原子核外电子排布中,M层最多容纳18个电子,作为最外层时最多排布8个电子,没有最少排布电子数的限制,B错误;
例1 下列说法不正确的是(　　)A.原子结构模型的演变为古希腊哲学家提出原子概念→道尔顿原子学说→汤姆孙葡萄干面包式模型→卢瑟福带核原子模型→玻尔电子轨道理论→量子力学模型B..在原子结构分层排布中,M层(第三层)容纳电子数最多为18,最少为8C.　40K与40Ca原子中的中子数不同D.互为同位素的两种核素,它们原子核内的质子数一定相等
40K的中子数是21,40Ca原子的中子数是20,C项正确;同位素是质子数相同、中子数不同的原子,D项正确。
[归纳总结] 1.原子结构模型的演变提出原子概念(古希腊哲学家)→道尔顿原子模型→汤姆孙原子模型→卢瑟福原子模型→玻尔原子模型→量子力学模型(电子云模型)。2.原子核外电子排布的规律①由里到外,能量由低到高;②各电子层最多容纳的电子数为2n2(n是电子层序号);③最外层电子数≤8(K层电子数≤2);④次外层电子数≤18。
3.原子的构成及核素数量关系:①质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)②质子数=核电荷数=核外电子数=原子序数
探究点二　“位、构、性”综合推断例2 元素周期表是学习化学的重要工具,它隐含许多信息和规律。下表所列是六种短周期元素的原子半径及主要化合价(已知铍元素的原子半径为0.089 nm)。
[解析] A的主要化合价是+1价,原子半径最小,A是H;C的主要化合价是+6和-2价,因此C是S;B的主要化合价是+3价,原子半径最大,所以B是Al;D和X的主要化合价分别是-1和-2价,则根据原子半径可判断D是Cl,X是O。Y的主要化合价是+5和-3价,原子半径大于氧原子而小于氯原子,则Y是N。
(1)C元素在周期表中的位置为　 　　　　　　,其离子结构示意图为　 　　　　。 (2)B的最高价氧化物对应的水化物与Y的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式为　 　　　　　　　　　　 。
Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O
(3)关于C、D 两种元素说法正确的是　　(填序号)。 a.简单离子的半径D>C b.气态氢化物的稳定性D比C强c..最高价氧化物对应的水化物的酸性C比D强 
[解析]硫离子和氯离子均是18电子,核电荷数越大离子半径越小,则简单离子的半径DS,非金属性越强,气态氢化物越稳定,则气态氢化物的稳定性D比C强,b项正确;非金属性越强,最高价含氧酸的酸性越强,则最高价氧化物对应的水化物的酸性D比C强,c 项错误。
(4)在100 mL 18 ml·L-1的C的最高价氧化物对应的水化物的浓溶液中加入过量的铜片,加热使其充分反应,产生气体的体积为6.72 L(标况下),则该反应过程中转移的电子数为　　　　。 
[解析]浓硫酸和铜反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,硫元素化合价从+6价降低到+4价,得到2个电子。反应中生成二氧化硫物质的量是6.72 L÷22.4 L·ml-1=0.3 ml,则转移电子的物质的量是0.6 ml。
(5)写出由A、D、X三种元素组成的某种可以消毒杀菌物质的电子式:　　　　　。(6)比较Y元素和与其同族短周期元素的气态氢化物的熔沸点高低:　 >　 　 ,(填氢化物化学式),理由:　 , 。 
[解析] (5)由H、O、Cl三种元素组成的某种可以消毒杀菌物质是次氯酸,其电子式为 。(6)由于NH3存在分子间氢键,增强分子间作用力,从而导致熔沸点比PH3高。
NH3存在分子间氢键,增强分子间作用力,导致熔、沸点比PH3高
3.已知元素在周期表中的位置
[解析] 水分子间形成氢键时,形成氢键的氢、氧原子间的作用力不是化学键,故①错;金属和非金属化合时不一定形成离子键,如AlCl3中的化学键为共价键,故②错;
在离子化合物中,阴、阳离子间存在相互作用,但不单指吸引力,还有排斥力,故③错;HNO3分子属于共价化合物,分子中不存在离子键,④错;化学反应的本质是旧键断裂、新键形成的过程,但HCl中存在共价键而非离子键,故⑤错。
[归纳总结] 化学键概念“六澄清”(1)稀有气体中不含化学键。(2)离子化合物一定含离子键,可能含共价键。(3)共价化合物只含共价键,一定无离子键,含共价键的也可能是非金属单质。(4)含活泼金属元素的化合物不一定是离子化合物,如AlCl3。(5)不含金属元素的化合物可能是离子化合物,如铵盐。(6)化学键被破坏不一定发生化学变化,但化学反应中一定有化学键的断裂和形成。
1.2018年1月,复旦大学魏大程团队在石墨烯量子点研究领域取得重大进展。该项研究在未来光学和光电器件方面具有巨大潜力。下列说法中正确的是(　　)A.石墨烯和C60互为同位素B. 12C和14C是两种不同的原子C.金刚石是碳元素的一种核素D. 13C的原子核有13个中子
[解析] 石墨烯和C60是碳元素形成的两种不同单质,二者互为同素异形体,A错误。12C和14C是碳元素的两种不同核素,即不同原子,二者互为同位素,B正确。金刚石是碳元素形成的一种单质,不是核素,C错误。13C的原子核内有6个质子,则其中子数为13-6=7,D错误。
3.下列事实不能用于判断金属性强弱的是(　　)A.金属间发生的置换反应B.1 ml金属单质在反应中失去电子的多少C.金属元素的最高价氧化物对应水化物的碱性强弱D.金属元素的单质与水(或酸)反应置换出氢气的难易程度
[解析] 金属单质在反应中失去电子的多少不能作为判断金属性强弱的依据,如1 ml Al反应失去的电子比1 ml Mg多,但Al的金属性比Mg弱。
[解析] 由四种元素在周期表中的位置可知,A、C处于第二周期,B、D处于第三周期,设A的质子数为x,则B、C的质子数分别为x+9、x+2。B原子的原子核内质子数等于中子数,则B原子的质量数为2(x+9),又知A、B、C三种元素的原子核外电子数之和等于B原子的质量数,则有
元素的非金属性:F>S,则气态氢化物的稳定性:HF>H2S,C正确;电子层结构相同的离子,核电荷数越小,离子半径越大,则离子半径:S2->Cl-,D错误。
5.A、B、C是元素周期表中前18号元素中的3种元素,甲是常见化合物,常温下呈液态,A元素的原子在同周期中半径最小,它们之间存在如图所示关系。下列说法错误的是(　　)A.原子半径大小:B>A>CB.气态时稳定性:乙>甲C.与甲含相同元素的另一化合物既有极性键也有非极性键D.等浓度时,乙的水溶液在A的同主族无氧酸中酸性最强
[解析] 甲是常见化合物,常温下为液态,即甲为H2O,A元素的原子在同周期中半径最小,即属于第ⅦA族,根据A的单质+H2O→乙+B的单质,属于置换反应,即A的单质为F2,B的单质为O2,乙为HF,C为H2。原子半径大小是O>F>H,A项正确;F的非金属性强于O,因此HF的稳定性强于H2O,B项正确;与甲含相同元素的另一化合物是H2O2,结构式为H—O—O—H,含有极性键和非极性键,C项正确;HF是弱酸,HCl、HBr、HI是强酸,D项错误。
6.下表列出了a~m 13种元素在周期表(已省略了过渡元素)中的位置:(1)元素b为　　　(填名称);画出g的原子结构示意图:　　　　　　。 
[解析]元素b处于第二周期第ⅢA族,则b为硼元素。g处于第三周期第ⅣA族,则g为Si,其原子结构示意图为 。
(2)元素f、i、j的原子半径从大到小的顺序是　　 　　　(用元素符号表示);这三种原子分别形成简单离子后,离子半径从大到小的顺序是　　　　　　(用离子符号表示)。 
[解析] f为Mg,i为Cl,j为K。同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小,则原子半径:K>Mg>Cl。电子层数越多,离子半径越大;电子层结构相同的离子,核电荷数越小,离子半径越大,则离子半径:Cl->K+>Mg2+。
Cl->K+>Mg2+
(3)h和k的原子序数相差　　　　(填数字)。 
[解析] h是P,k是As,分别处于第三、四周期,则二者的原子序数相差18。
(4)元素d和e形成的一种化合物为淡黄色固体,该化合物的电子式为　 　　　 　　。该化合物中化学键有　 　　　　　　　。该化合物与c的最高价氧化物反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　。 
离子键和共价键(非极性键)　
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2