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(共25张PPT)
第一节 共价键
第2课时
第二章 分子结构与性质
考点
键长和键角
键能
01
02
卤化氢 HCl HBr HI
比例模型
在1 000 ℃分解的百分数/% 0.001 4 0.5 33
HCl、HBr和HI中的化学键均为共价键，其稳
定性存在一定的差异，那么，如何进行比较呢
常见卤化氢的稳定性
键参数——键能、键长与键角
键能
1 mol
吸收
※ 概念：气态分子中_______化学键解离成气态原子所______的能量
※ 单位：
※ 注意：
通常是298.15 K、100 kPa条件下的标准值
kJ·mol－1
键能越大，共价键越牢固，由此形成的分子越稳定。
某些共价键的键能
键 键能(kJ·mol-1 ) 键 键能(kJ·mol-1 )
Cl－Cl 242.7 N－O 176
Br－Br 193.7 N＝O 607
I－I 152.7 O－O 142
H－F 568 O＝O 497.3
H－Cl 431.8 C－C 347.7
H－Br 366 C＝C 615
H－I 298.7 C≡C 812
请同学们观察下表，并找出键能数据中存在的规律 (从成键个数，成键原子的半径分析)
键参数——键能、键长与键角
某些共价键的键能
键 键能(kJ·mol-1 ) 键 键能(kJ·mol-1 )
Cl－Cl 242.7 N－O 176
Br－Br 193.7 N＝O 607
I－I 152.7 O－O 142
H－F 568 O＝O 497.3
H－Cl 431.8 C－C 347.7
H－Br 366 C＝C 615
H－I 298.7 C≡C 812
※ 规律一：形成共价键的原子的原子半径越大，键能越小。
※ 规律二：单键的键能＜双键的键能＜三键的键能
键参数——键能、键长与键角
请同学们思考并回答以下问题：
问题1：根据价键理论分析氮气分子中的成键情况，并解释N2通常很稳定的原因。
问题2：N2、O2、F2与H2的反应能力依次增强，从键能的角度如何理解这一化学事实。
两个氮原子各自用三个p轨道分别形成一个σ键和两个π键。N2分子中存在N≡N，键能大，破坏它需要消耗较高的能量，因而N2通常很稳定。
从表中数据可知，N-H、O-H与H-F的键能依次增大，意味着形成这些键时放出的能量依次增大，化学键越来越稳定。所以N2、O2、F2与H2的反应能力依次增强。
应用：
键参数——键能、键长与键角
判断共价键的稳定性
※ 应用一
判断分子的稳定性
※ 应用二
利用键能估算反应热
※ 应用三
原子间形成共价键时，原子轨道重叠程度 越大 ，释放能量 越多 ，所形成的共价键键能越大，共价键越 稳定 。
一般来说，结构相似的分子，共价键的键能越大，分子越 稳定 。
ΔH＝ 反应物 总键能 － 生成物 总键能
例、某些化学键的键能(kJ·mol－1)如下表所示。
184.9
化学键 H－H Cl－Cl Br－Br I－I H－Cl H－Br H－I
键能 436 242.7 193 151 431.8 363 297
(1) 1 mol H2在2 mol Cl2中燃烧，放出热量 ______ kJ。
(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
键参数——键能、键长与键角
键长
※ 概念：构成化学键的两个原子的________，因此_________决定共价键的键长，__________越小，共价键的键长越短。
※ 单位：
※ 应用：
核间距
原子半径
原子半径
pm (1 pm＝10－10 cm)
某些共价键的键能和键长
键 键能 (kJ·mol-1) 键长 pm 键 键能 (kJ·mol-1) 键长 pm
F－F 157 141 H－F 568 92
Cl－Cl 242.7 198 H－Cl 431.8 127
Br－Br 193.7 228 H－Br 366 142
I－I 152.7 267 H－I 298.7 161
C－C 347.7 154 C≡C 812 120
C＝C 615 133
键参数——键能、键长与键角
请同学们观察下表，并找出键能数据中存在的规律 (从成键个数，成键原子的半径分析)
某些共价键的键能和键长
键 键能 (kJ·mol-1) 键长 pm 键 键能 (kJ·mol-1) 键长 pm
F－F 157 141 H－F 568 92
Cl－Cl 242.7 198 H－Cl 431.8 127
Br－Br 193.7 228 H－Br 366 142
I－I 152.7 267 H－I 298.7 161
C－C 347.7 154 C≡C 812 120
C＝C 615 133
键参数——键能、键长与键角
规律1：同种类型的共价键，成键原子的原子半径越小，键长越小。
某些共价键的键能和键长
键 键能 (kJ·mol-1) 键长 pm 键 键能 (kJ·mol-1) 键长 pm
F－F 157 141 H－F 568 92
Cl－Cl 242.7 198 H－Cl 431.8 127
Br－Br 193.7 228 H－Br 366 142
I－I 152.7 267 H－I 298.7 161
C－C 347.7 154 C≡C 812 120
C＝C 615 133
键参数——键能、键长与键角
规律1：同种类型的共价键，成键原子的原子半径越小，键长越小。
规律2：相同原子的共价键的键长：单键键长＞双键键长＞三键键长
某些共价键的键能和键长
键 键能 (kJ·mol-1) 键长 pm 键 键能 (kJ·mol-1) 键长 pm
F－F 157 141 H－F 568 92
Cl－Cl 242.7 198 H－Cl 431.8 127
Br－Br 193.7 228 H－Br 366 142
I－I 152.7 267 H－I 298.7 161
C－C 347.7 154 C≡C 812 120
C＝C 615 133
键参数——键能、键长与键角
规律1：同种类型的共价键，成键原子的原子半径越小，键长越小。
规律2：相同原子的共价键的键长：单键键长＞双键键长＞三键键长
规律3：键长越短，键能越大，共价键越牢固，分子越稳定。
某些共价键的键能和键长
键 键能 (kJ·mol-1) 键长 pm 键 键能 (kJ·mol-1) 键长 pm
F－F 157 141 H－F 568 92
Cl－Cl 242.7 198 H－Cl 431.8 127
Br－Br 193.7 228 H－Br 366 142
I－I 152.7 267 H－I 298.7 161
C－C 347.7 154 C≡C 812 120
C＝C 615 133
解释：氟原子半径很小，F-F的键长短，原子核之间的距离小，排斥力大，因此键能小。
F-F不符合“键长越短，键能越大”的规律，为什么？
键参数——键能、键长与键角
键长
※ 概念：构成化学键的两个原子的________，因此_________决定共价键的键长，__________越小，共价键的键长越短。
※ 单位：
※ 应用：
核间距
原子半径
原子半径
pm (1 pm＝10-10 cm)
一般来说，形成的共价键键长越短，键能越大，共价键越稳定，反之亦然。
CO2
直线形
H2O
V形
观察分子构型并思考：为什么CO2的空间结构是直线形，而H2O的空间结构是V形(角形)？
键参数——键能、键长与键角
键角
※ 概念：在多原子分子中，________________之间的夹角。
※ 示例：
※ 应用：
两个相邻共价键
在多原子分子中键角是一定的，这表明共价键具有______性，因此键角影响着共价分子的__________。
方向
空间结构
描述分子空间结构的重要参数
小结：
键参数
键能
键长
键角
描述分子的空间结构的重要参数
衡量共价键的稳定性
决定
分子的性质
键参数——键能、键长与键角
例、下表是从实验中测得的不同物质中的键长和键能数据：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( )
A. 成键时，电子数越多，键能越大
B. 键长越短，键能越大
C. 成键所用的电子数越少，键能越小
D. 成键时电子对越偏移，键能越大
O－O键 O2
键长/(10－12m) 149 128 121 112
键能/(kJ·mol－1) x y a＝494 b＝628
B
防晒霜的防晒原理
防晒霜之所以能有效地减轻紫外光对人体的伤害，其原因之一是它的有效成分的分子中含有π键。这些分子中的π键的电子在吸收紫外光后被激发，从而能阻挡部分紫外光。
波长为300 nm的紫外光的光子所具有的能量约为 399 kJ·mol-1，这一能量比蛋白质分子中重要的化学键C－C键、C－N键和C－S 键的键能都大。因此，紫外光的能量足以使这些化学键断裂，从而破坏蛋白质分子。
1、已知某些共价键的键能、键长数据如表所示：
共价键 Cl－Cl Br－Br I－I H－F H－Cl H－Br H－I H－O
键能/(kJ·mol－1) 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/(kJ·mol－1) 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，下同)。
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
(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。
ACD
HF
HI
大于
[2021湖南卷] 1个M2+ 中含有_____个σ键。
54
[2021八省联考河北卷] 在CO分子中，C与O之间形成___个σ键、____个π键，在这些化学键中，O原子共提供了____个电子。
1
2
4
[2018全国Ⅰ卷] LiAlH4中，存在______(填标号)。
A. 离子键 B. σ键 C. π键 D. 氢键
A B
键能
键长
和键角
概念
规律
应用
概念
规律
应用
规律一：形成共价键的原子的原子半径越大，键能越小
规律二：成键原子相同，单键的键能<双键的键能<三键的键能
判断共价键的稳定性
判断分子的稳定性
利用键能计算反应热
规律一：同种类型的共价键，成键原子的原子半径越小，键长越小
规律二：成键原子相同的共价键的键长：单键键长＞双键键长＞三键键长
规律三：一般地，键长越短, 键能越大，共价键越牢固,由此形成的分子越稳定
第一节　共价键
第2课时
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