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第二章分子结构
第一节共价键
第2课时 键参数
立 目 。
1.通过认识共价键的键能、键长和键角，从微观角度模型化解释
分子的空间结构。
2.掌握用共价键的强弱解释物质稳定性的方法
知识导航
2
得出：在1000℃时，卤化氢分解率大小比较为：HCl说明：卤化氢的稳定性大小比较为：HCl>HBr>HI 。
1 、为何H Cl、HBr 、H I的稳定性的差异呢
卤化氢
在1000℃分解的百分数/%
HCl
0.0014
HBr
0.5
HI
33
观察思考
思考讨论
1 H-Cl 、H-Br 和H-I的强度不同
稳定性差异的猜想 2 Cl、Br和I的原子半径依次增大
3 H 与Cl 、Br 和I 反应放出的热量变化
HCl、HBr、HI
如何衡量共价键的强度呢
原子半径是如何影响
共价键的强度呢
化学反应中热量变化与共价 键的强度的关系是什么
思考讨论
键参数——键能、 键长和键角
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
2.单位：kJ·mol-1
3.测定条件：298.15 K 、100kPa
4. 意义：键能越大，共价键越牢固，由此形成的分子越稳定。 5.应用：键能可以用于计算反应的热效应
△H= 反应物键能总和-生成物键能总和
注意：断开CH 中的4个C—H, 所需能量并不相等，因此，CH 中的C—H只 能是平均值，而表2-1中的C—H 键能是更多分子中的C—H 键能的平均值。
一、键能 键能是共价键强弱的一种标度
键 键能 键
键能
H-H 436.0 N=N
946
F-F 157 N-O
176
Cl-Cl 242.7 N=0
607
Br -Br 193.7 O-O
142
I-I 152.7 O=O
497.3
C-C 347.7 C-H
413.4
C=C 615 N-H
390.8
C=C 812 O-H
462.8
C-O 351 H-F
568
C=0 745 H-Cl
431.8
N-N 193 H-Br
366
N=N 418 H-I
298.7
思考：表2-1
1、对比卤素单质的键能，与卤 素氢化物的键能，你能发现什么规
律 从上到下，卤素原子半 径越大，键能越小(F 除外)
2、对于同种元素形成的单键、 双键、三键的键能有何差异
同种元素键能：单键<双键<三键
键 键能 键
键能
H-H 436.0 N=N
946
F-F 157 N-O
176
Cl-Cl 242.7 N=0
607
Br -Br 193.7 O-O
142
I-I 152.7 O=O
497.3
C-C 347.7 C-H
413.4
C=C 615 N-H
390.8
C=C 812 O-H
462.8
C-O 351 H-F
568
C=O 745 H-Cl
431.8
N-N 193 H-Br
366
N=N 418 H-I
2987
3、双键键能不等于单键键能 的两倍，说明了什么
σ键和π键键能不相等： 碳碳键：σ键>π键
氮氮键：σ键<π键
4、特 例 ：
卤素单质键能：Cl >Br >I F 反 常 第二周期氢化物键能依次增大，
N-H 反常
思考：表2-1
正误判断
(1)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(
(2)N—H 的键能是很多分子中的N—H 的键能的平均值( √)
(3)0—H 的键能是指在298.15 K、100 kPa下，1 mol气态分子中1 mol O—H 解离成气态原子所吸收的能量(√ )
(4)C=C 的键能等于C—C 的键能的2倍( ×
(5)o键一定比π键牢固( × )
及时演练
【思考与讨论
(1)计算，1 mol H 分别跟1 mol Cl 、1 mol Br (蒸气)反应，分别形成2 mol HCl和2 mol HBr,哪一个反应释放的能量更多 如何用计算的结果 说明氯化氢分子和溴化氢分子哪个更容易发生热分解生成相应的单质
解析：对于反应H (g)+Cl (g)===2HCl(g)
△H=436.0+242.7 -2×431.8=-184.9 kJ·mol-1。
对于反应H (g)+Br (g)===2HBr(g)
△H=436.0+193.7 -2×366=-102.3 kJ·mol-1。
通过计算1mol H 与1 mol Cl 反应生成2 mol HCI时 ，放出184.9 kJ的热量；1 mol H 与1 mol Br (蒸气)反应生成2 mol HBr时 ，放出102.3 kJ的热量。说明2 mol HBr分解 需要吸收的能量比2 mol HCl低，故HBr 更易分解。
键 键能 (kJ ·mol ) 键
键能
(kJ ·mol )
N=N 946 N-H
390.8
O=0 497.3 O-H
462.8
F-F 157 F-H
568
【思考与讨论】课本P38
(2)N 、O 、F 与H 的反应能力依次增强，从键能的角度应如何理解这一化
N=N 键、O=O 键、F—F 键的键能越来越小，共价键越来越容易断裂。
而N-H 、O-H 、F-H键的键越来越大，共价键越来越容易生成。
学事实
◆概念：构成化学键的两个原子的核间距。
分子中的原子始终处于不断振动之中，键长只是振动着的原子处 于平衡位置时的核间距。
◆单位：皮米pm( 1pm=10-1 m=10-10cm)
键长是衡量共价键稳定性的另一个参数。
原子半径决定化学键的键长，一般原子半径越小，共价键的键长 越短，键能越大，共价键越稳定
知识梳理
共价键键长规律：
(1)对于同种类型的共价键，成键原子的原子半径越大，键长越大。 (2)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 ( 3 ) 一 般 地 ，键长越短，键能越大，共价键越牢固，其分子越稳定。
卤素
原子半径 (pm)
F
71
Cl
99
Br
114
I
133
键
键长(pm)
F-F
141
Cl-Cl
198
Br-Br
228
I-I
267
键
键长(pm)
H-F
92
H-Cl
127
H-Br
142
H-I
161
键
键 长 ( p m )
C-C
154
C=C
133
C=C
120
你能发现哪些规律呢
某些共价键的键长
资料卡片
键 键长/pm 键
键长/pm
H—H 74 C=C
120
F—F 141 C—H
109
Cl—Cl 198 0—H
96
Br—Br 228 N—H
101
I—I 267 N=N
110
C—C 154 Si—Si
235
C=C 133 Si—0
162
F原子半径很小，因此
F-F的键长短，而由于键长 短，两个F原子形成共价键 时，原子核之间的距离小， 排斥力大，因此键能小。
思考：F-F不符合“键长越短，键能越大”的规律，为什么
表2-2 某些共价键的键长
如CH 分子的空间结构为正四面体形，而CH C1分子的空间结
构是四面体形而不是正四面体形，原因是C-H和C-CI的键长 不相等。
二 、键 长
◆键长的应用
键长越短，键能越大，共价键越稳定。
②影响分子的空间结构
①判断共价键的稳定性
知识梳理
键
键能
(kJ ·mol-1)
H-Cl
431.8
H-Br
366.0
H-I
298.7
键能越大，共价键 越牢固，由此构成 的分子越稳定。
HCl、HBr、HI 稳定性差异的分析
H-Cl 、H-Br和H-I的强度不同
知识梳理
键 键长 (pm)
键能(kJ ·mol-
1)
H-Cl 127
431.8
H-Br 142
366
H-I 161
298.7
知识梳理
键能
H-Cl 、H-Br和H-I的强度不同
一般地，原子半径 越大，形成的共价 键键长越长，键能 越小，共价键越不 牢固，形成的分子
卤素
原子半径 (pm)
Cl
99
Br
114
I
133
HCl 、HBr 、HI
稳定性差异的猜想
2 Cl 、Br和I的原子半径依次增大
越不稳定。
键长
1
(3)通过上述例子，你认为键长、键能对分子的化学性质有什么影响
键长越短、键能越大，则化学键越稳定，分子的化学性质越不活泼。
反之键长越长、键能越 小，则化学键越不稳定，分子的化学性质越活泼。
109°28′ 180° 104.5° 107.3°
CH 正四面体 CO 直线形 H O V形 NH 三角锥形
◆意义：多原子分子的键角一定，表明共价键具有方向性。
键角是描述分子结构的重要参数，分子的许多性质都与键角有关 。 键长和键角的数值可通过晶体的X 射线衍射实验获得。
知识梳理
三、键角—键角决定分子的空间构型
◆概念：在多原子分子中，两个相邻化学键之间的夹角。
知识梳理
共价键的稳定性
分子的空间结构
一般地，形成的共价键的键能越大，键长越短，共价键越稳定，含
有该键的分子越稳定，化学性质越稳定。
特别提醒
由分子构成的物质，其熔、沸点与共价键的键能和键长无关，而分子的稳定性由键长
和键能大小决定。
键能
键长 键角
决定
决定
决定分子的性质
键参数

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