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第2章 微粒间的相互作用于物质性质
第1节 共价键模型
第2课时 键参数
诺贝尔物理学奖得主理查德·费曼曾说过，假如发生了大灾难，人类全部的科学知识只能概括为一句话传诸后世，那么这句话应该是“万物皆由原子构成”。
【思考】原子是如何构成物质的？
1.知道键能、键长、键角可以用来描述键的强弱和分子的空间结构。
2.认识微观粒子间的相互作用与物质性质的关系。
3.能利用键长、键能、键角等说明简单分子的某些性质。
1.知道影响共价键键能强弱的因素，知道键能与键长的关系。（宏观辨识与微观探析）
2.能够通过键角判断分子的空间结构。（证据推理与模型认知）
体会课堂探究的乐趣，
汲取新知识的营养，
让我们一起 吧！
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堂
一、共价键的形成与特征
【知识回顾】
1、共价键
原子间通过共用电子形成的化学键。
2、共价键的特征
⑴饱和性：每个原子所能形成共价键的总数或以单键连接的原子数目是一定的，这称为共价键的饱和性。
⑵方向性：共价键尽可能沿着电子出现概率最大的方向形成，这就是共价键的方向性。
⑴σ键：
二、共价键的类型
⑵π键：
原子轨道以“头碰头”方式相互重叠导致电子在核间出现的概率增大而形成的共价键叫σ键。形成σ键的原子轨道有s-s、s-p、p-p等类型；σ键可以沿键轴旋转；σ键较稳定,存在于一切共价键中。
原子轨道以“肩并肩”方式重叠导致导致电子在核间出现的概率增大而形成的共价键叫叫π键。电子云重叠程度不及σ键，较活泼；π键必须与σ键共存；π键不能自由旋转。
(3)非极性键和极性键
形成元素 电子对偏移 原子电性
非极性键 同种元素 因两原子电负性相同，共用电子对不偏移 两原子均不显电性
极性键 不同种元素 电子对偏向电负性大的原子 电负性较大的原子显负电性
⑴按两成键原子核间的共用电子对是否偏移，可将共价键分为极性键和非极性键。
⑵非极性键和极性键的对比
⑶分子中共价键的极性强弱对物质的性质的影响
键参数
1.键长
(1)定义：
(2)特点：
(3)对分子性质影响：
两个成键原子的原子核间的距离（简称核间距）
一般而言，化学键的键长愈短，化学键就愈强，键就愈牢固。
影响分子空间结构的因素之一
(4)应用：
(5)定性判断键长的方法
①判断共价键的稳定性：键长是衡量共价键稳定性的另一个重要参数。键长越短，往往键能越大，表明共价键越稳定。
②判断分子的空间结构：键长是影响分子空间结构的因素之一。
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。相同的两原子形成共价键时，单键键长>双键键长>三键键长。
2.键角
(1)定义：
在多原子分子中，两个化学键的夹角
(2)意义：
键角可反映分子的空间结构，是描述分子空间结构的重要参数，分子的许多性质都与键角有关。
直线形
角形
三角锥形
正四面体形
CH4
109028'
(3)常见分子的键角及分子空间结构：
分子 键角 空间结构
CO2 （O=C=O）180° 直线形
H2O （H-O）104.5° V形(或称角形)
NH3 （N-H）107.3° 三角锥形
P4 （P-P）60 正四面体形
CH4 （C-H）109 28 正四面体形
(4)测定方法：键长和键角的数值可通过晶体的X射线衍射实验获得。
多原子分子的键角一定，表明共价键具有方向性
3.键能
(1)定义：
在 101.3 kPa、298 K 条件下，断开1mol AB（g）分子中的化学键，使其分别生成气态A原子和气态B原子所吸收的能量称为A—B键的键能。
(2)表示方法：
EA—B
(3)测定方法：键能可通过实验测定，更多的却是推算获得的
(4)应用：
定量地表示化学键的强弱
键能愈大，断开时需要的能量就愈多，化学键就愈牢固;
键能愈小，断开时需要的能量就愈少，化学键就愈不牢固。
一般情况下，键长越短，键能越大，共价键越牢固
特殊情况
如F-F键、H-H键
原因：由于原子半径小，键长短，但由于键长短，两原子形成共价键时，原子核之间的距离小，排斥力大，键能小
⑴由原子半径和共用电子对数判断：成键原子的原子半径越小，共用电子对数越多，则共价键越牢固，含有该共价键的分子越稳定。
共价键强弱的判断
⑵由键能判断：共价键的键能越大，共价键越牢固。
⑶由键长判断：共价键的键长越短，共价键越牢固（一般情况）。
⑷由电负性判断：元素的电负性越大，该元素的原子对共用电子对的吸引力越大，形成的共价键越稳定。
拓展提高
⑴根据原子半径判断：在其他条件相同时，成键原子的半径越小，
键长越短。
分子的稳定性与键能和键长有关，而由分子构成的物质的熔、沸点高低与键能和键长无关(取决于分子间作用力大小)。
键长的判断方法
⑵根据共用电子对数判断：相同的两原子形成共价键时，
单键键长＞双键键长＞叁键键长。
波长为 300 nm 的紫外光的光子所具有的能量约为 399 kJ·mol'，这一能量比蛋白质分子中重要的化学键，如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。
紫外光为什么会对人体有害
化学与生命
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。
化学与技术
分子光谱
定义：分子从一种能级改变到另一种能级时吸收或发射的光谱。
影响因素：分子内部的运动；分子中键长、键角、电荷分布等
应用：测定和鉴别分子结构、测定物质浓度
分类：远红外光谱或微波谱
红外光谱
紫外—可见光谱
分子转动
分子中原子间的振动
分子中电子在不同能级的分子轨道间跃迁
键参数
键长
键能
键角
决定
分子的稳定性
决定
分子的空间结构
决定
分子的性质
1.下列叙述中的距离属于键长的是( )
A.氨分子中两个氢原子间的距离
B.氯分子中两个氯原子核间的距离
C.金刚石中任意两个碳原子核间的距离
D.氯化钠中相邻的氯离子和钠离子核间的距离
B
2.下列分子中的键角最大的是( )
A.CO2 B.NH3 C.H2O D.CH2=CH2
A
3.NH3分子的空间结构是三角锥形结构而不是平面正三角形结构，最充分的理由是(　　)
A．NH3分子内3个N—H键长均相等
B．NH3分子内3个价键的键角和键长均相等
C．NH3分子内3个N—H的键长相等，键角都等于107°
D．NH3分子内3个N—H的键长相等，键角都等于120°
C
4.(双选)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.键角是描述分子空间结构的重要参数
B.因为H-O键的键能小于H-F键的键能，所以O2、F2与H2反应的能力逐渐增强
C.水分子可表示为H-O-H,分子中的键角为180°
D.H-O键的键能为463kJ·mo1-1,即18gH2O分解成H2和O2时，消耗的能量为2×463kJ
AB
5、碳和硅的有关化学键键能如下所示，简要分析和解释下列有关事实：
化学键 C—C C—H C—O Si—Si Si—H Si—O
键能/kJ·mol-1 347 413 358 226 318 452
回答下列问题：
(1)硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________。
C—C键和C—H键较强，所形成的烷烃稳定，而硅烷中
Si—Si键和Si—H键的键能较低，易断裂，导致长链硅烷难以生成。

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