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第一节　共价键
第2课时　键参数——键能、键长与键角
第二章　分子结构与性质
[学习目标]
1.了解共价键键参数的含义， 能用键能、键长、键角说明简单分子
的某些性质(重、难点)。
2.通过认识共价键的键参数对物质性质的影响， 探析微观结构对宏
观性质的影响。
引入新课
1.概念
气态分子中1 mol化学键解离成气态原子所吸收的能量，单位是kJ·mol－1。
通常是298.15 K(25 ℃)、101 kPa条件下的标准值。
可通过实验测定，更多是推算获得。
注意：甲烷中四个碳氢键键能相同吗？
不同
键能数据是平均值
一、键能
C—H键能 413.4 kJ·mol－1
一、键能
2.应用
(1)定量衡量共价键强弱
键能越大，共价键越牢固。
(2)判断分子的稳定性
一般结构相似的分子，键能越大，分子越稳定。
(3)利用键能估算化学反应热效应
ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能。
某些共价键键能/kJ·mol-1
EH-F>EH-Cl>EH-Br>EH-I
H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g)
ΔH =436.0 kJ·mol-1 + 242.7 kJ·mol-1 -2×431.8 kJ·mol-1
= -184.9 kJ·mol-1
一、键能
1.正误判断
(1)N—H的键能是很多分子中的N—H的键能的平均值
(2)O—H的键能是指在298.15 K、101 kPa下，气态分子中1 mol O—H解离成气态原子所吸收的能量
(3)C==C的键能等于C—C的键能的2倍
(4)σ键一定比π键牢固
√
×
√
×
思考交流
一、键能
2.表中的数据是破坏1 mol物质中的化学键所消耗的能量：
物质 Cl2 Br2 I2 H2
能量/(kJ·mol－1) 242.7 193.7 152.7 436
下列物质本身具有的能量最低的是
A.H2 B.Cl2 C.Br2 D.I2
√
思考交流
一、键能
3.结合教材中表2－1某些共价键的键能数据，思考讨论：
(1)成键原子相同而共价键数目不同时，键能强弱规律：______________________________。
单键键能<双键键能<三键键能
(2)判断HF、HCl、HBr、HI的热稳定性强弱：
________________；
其中_____更容易发生热分解生成相应的单质。
(3)若形成1 mol H—Cl，释放的能量是________kJ。
HF>HCl>HBr>HI
HI
431.8
思考交流
二、键长
1.概念
构成化学键的两个原子的核间距；
原子半径决定共价键的键长，原子半径越小，共价键的键长越短。
二、键长
2.应用
一般键长越短，键能越大，表明共价键越稳定，反之亦然。
某些共价键键能(kJ/mol)键长/pm (1 pm=10-12 m)
键 键能 键长 键 键能 键长
H-H 436 74 C-C 347.7 154
F-F 157 141 C=C 615 133
Cl-Cl 242.7 198 C≡C 812 120
Br-Br 193.7 228 C－H 413.4 109
I-I 152.7 267 O－H 462.8 96
二、键长
思考交流
1.正误判断
(1)双原子分子中化学键键长越长，分子越稳定
(2)键长：H—I>H—Br>H—Cl、C—C>C==C>C≡C
(3)键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关
×
√
×
2.已知X—X、Y—Y、Z—Z的键长分别为198 pm、74 pm、154 pm，则他们单质分子的稳定性： 。
Y2>Z2>X2
二、键长
3.下表是从实验中测得的不同物质中的键长和键能数据：
O—O O2
键长/(10－12 m) 149 128 121 112
键能/(kJ·mol－1) x y a＝494 b＝628
其中x、y的键能数据尚未测定，但可根据规律推导键能大小的顺序是b>a>y>x，该规律性是 。
键长越短，键能越大
思考交流
二、键长
定性判断键长的方法
(1)根据原子半径进行判断
在其他条件相同时，成键原子的半径越小，键长越短。
(2)根据共用电子对数判断
相同的两原子形成的共价键，形成双键或者三键时，原子轨道重叠程度增大，原子核间距减小，键长变短，故单键键长＞双键键长＞三键键长。
归纳总结
三、键角
1.概念
多原子分子中两个相邻共价键之间的夹角。
2.数据：
键长、键角数值可通过晶体的X射线衍射实验获得。
CO2为直线形分子，H2O为V形(或称角形)分子，NH3为三角锥形分子。
三、键角
3.应用
键角
键长
分子几何构型及某些性质
键角表明共价键具有方向性
三、键角
思考交流
1.下列说法正确的是
A.分子的结构是由键角决定的
B.共价键的键能越大，共价键越牢固，由该键形成的分子越稳定
C.CF4、CCl4、CBr4、CI4中C—X的键长、键角均相等
D.NH3分子中两个N—H之间的键角为120°
√
三、键角
思考交流
2.试根据空间结构填写下列分子的键角。
分子的空间结构 键角 实例
正四面体形 __________ CH4、CCl4
平面形 ______ 苯、乙烯、BF3等
三角锥形 ______ NH3
109°28′
120°
107°
三、键角
共价键稳定性强弱的判断方法
(1)根据原子半径和共用电子对数目判断：
原子半径越小，共用电子对数越多，共价键越牢固，分子越稳定。
(2)根据键能判断：
共价键的键能越大，共价键越牢固，破坏共价键消耗的能量越多。
(3)根据键长判断：
共价键的键长越短，共价键越牢固，破坏共价键所消耗的能量越多。
特别提醒
自我测试
1.键长、键角和键能是描述共价键的三个重要参数，下列叙述正确的是
A.键角是两个相邻共价键之间的夹角，说明共价键有方向性
B.因为O—H的键能小于H—F的键能，所以O2、F2与H2反应的能力逐渐减弱
C.水分子可表示为H—O—H，分子中的键角为180°
D.O—H的键能为462.8 kJ·mol－1，即18 g H2O分解成H2和O2时，消耗能量为2×462.8 kJ
√
2.下列有关说法不正确的是
A.CH4、NH3、CO2分子中的键角依次增大
B.HCl、HBr、HI分子中的键长依次增大
C.H2O、H2S、H2Se分子中的键能依次减小
D.H2O、PH3、SiH4分子的稳定性依次减弱
√
自我测试
自我测试
3.某些化学键的键能(kJ·mol－1)如表所示：
化学键 H—H Cl—Cl Br—Br I—I H—Cl H—Br H—I
键能 436 242.7 193.7 152.7 431.8 366 298.7
(1)1 mol H2在2 mol Cl2中燃烧，放出热量________kJ。
184.9
(2)在一定条件下，1 mol H2与足量的Cl2、Br2、I2分别反应，放出热量由多到少的顺序是____(填字母)。
a.Cl2＞Br2＞I2 b.I2＞Br2＞Cl2 c.Br2＞I2＞Cl2
预测1 mol H2在足量F2中燃烧比在Cl2中燃烧放热____(填“多”或“少”)。
a
多
自我测试
4.已知某些共价键的键能、键长数据如表所示：键能(kJ·mol－1)
共价键 Cl—Cl Br—Br I—I H—F H—Cl H—Br H—I O—H
键能 242.7 193.7 152.7 568 431.8 366 298.7 462.8
键长/pm 198 228 267 96
共价键 C—C C==C C≡C C—H N—H N==O O—O O==O
键能 347.7 615 812 413.4 390.8 607 142 497.3
键长/pm 154 133 120 109 101
(1)下列推断正确的是________(填字母)。
A.热稳定性：HF>HCl>HBr>HI B.氧化性：I2>Br2>Cl2
C.沸点：H2O>NH3 D.还原性：HI>HBr>HCl>HF
ACD
(2)在HX(X＝F、Cl、Br、I)分子中，键长最短的是______，最长的是______；O—O的键长________ (填“大于”“小于”或“等于”)O==O的键长。
HF
HI
大于
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