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第一节 共价键
课时 2 键参数
1. 了解共价键的键能、键长、键角
2. 能通过键参数判断分子的稳定性及空间结构
请比较 HCl、HBr 和 HI 的稳定性
非金属性、氧化性、氢化物稳定性、电负性、最高价氧化物对应水化物的酸性增强
如何解释卤化氢稳定性的差异？
本节课将从键参数来解释物质的性质
键参数
键能
键长
键角
一、
键能
1. 定义：
气态分子中 1mol 化学键解离成气态原子所吸收的能量
通常是 298.15 K、101 kPa条件下的标准值
2. 单位：
kJ·mol-1
键能大小与分子稳定性有何关系？
键能越大，共价键越牢固，分子越稳定
键 键能 / kJ·mol-1 键 键能 / kJ·mol-1
H—H 436.0 N≡N 946
F—F 157 N—O 176
Cl—Cl 242.7 N＝O 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 O—H 462.8
C≡C 812 N—H 390.8
C—O 351 H—F 568
C＝O 745 H—Cl 431.8
N—N 193 H—Br 366
N＝N 418 H—I 298.7
键能可通过实验测定，更多却是推算获得的。
如断开CH4中的4个C—H，所需能量并不相等。因此，CH4中的 C—H 只是平均值
表中的 C—H 键能是更多分子中的 C—H 键能的平均值
一、
键能
观察键能数据，你能找出其中的规律吗？
数据太多，找规律的思路/方向是什么？
键 键能 / kJ·mol-1 键 键能 / kJ·mol-1
H—H 436.0 N≡N 946
F—F 157 N—O 176
Cl—Cl 242.7 N＝O 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 O—H 462.8
C≡C 812 N—H 390.8
C—O 351 H—F 568
C＝O 745 H—Cl 431.8
N—N 193 H—Br 366
N＝N 418 H—I 298.7
一、
键能
键 键能 / kJ·mol-1 键 键能 / kJ·mol-1
H—H 436.0 N≡N 946
F—F 157 N—O 176
Cl—Cl 242.7 N＝O 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 O—H 462.8
C≡C 812 N—H 390.8
C—O 351 H—F 568
C＝O 745 H—Cl 431.8
N—N 193 H—Br 366
N＝N 418 H—I 298.7
成键原子相同的共价键的键能
单键＜ 双键＜ 三键
一、
键能
键 键能 / kJ·mol-1 键 键能 / kJ·mol-1
H—H 436.0 N≡N 946
F—F 157 N—O 176
Cl—Cl 242.7 N＝O 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 O—H 462.8
C≡C 812 N—H 390.8
C—O 351 H—F 568
C＝O 745 H—Cl 431.8
N—N 193 H—Br 366
N＝N 418 H—I 298.7
形成共价键的原子的
原子半径越大，键能越小。
成键原子相同的共价键的键能
单键＜ 双键＜ 三键
一、
键能
键 键能 / kJ·mol-1 键 键能 / kJ·mol-1
H—H 436.0 N≡N 946
F—F 157 N—O 176
Cl—Cl 242.7 N＝O 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 O—H 462.8
C≡C 812 N—H 390.8
C—O 351 H—F 568
C＝O 745 H—Cl 431.8
N—N 193 H—Br 366
N＝N 418 H—I 298.7
N2、O2、F2与氢气的反应能力依次增强，从键能的角度如何理解这一事实？
N—H、O—H、H—F 的键能依次增加，分子的稳定性增强，故N2、O2、F2与氢气的反应能力依次增强。
一、
键能
键 键能 / kJ·mol-1 键 键能 / kJ·mol-1
H—H 436.0 N≡N 946
F—F 157 N—O 176
Cl—Cl 242.7 N＝O 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 O—H 462.8
C≡C 812 N—H 390.8
C—O 351 H—F 568
C＝O 745 H—Cl 431.8
N—N 193 H—Br 366
N＝N 418 H—I 298.7
一、
键能
1mol H2分别与1mol Cl2、1mol Br2(蒸气)反应，分别形成 2mol HCl 和 2mol HBr，哪一个反应释放的能量更多？
HCl：
436+242.7-431.8×2= -184.9
HBr：
436+193.7-366×2= -102.3
一、
键能
3. 应用：
（1）判断共价键的稳定性
（键能越大，共价键越稳定）
（3）计算反应热
（2）判断分子的稳定性
（键能越大，分子越稳定）
△H＝反应物总键能－生成物总键能
二、键长
1. 定义：
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)
2. 单位：
pm
键长取决于什么因素？
（1 pm＝10-12 m）
Cl2中 Cl-Cl 键长
二、键长
键 键长/ pm 键 键长 / pm
F-F 141 H-F 92
Cl-Cl 198 H-Cl 127
Br-Br 228 H-Br 142
I-I 267 H-I 161
C-C 154 C≡C 120
C=C 133
观察键长数据，找出其中的规律
同种类型的共价键，成键原子的原子半径越大，键长越大
成键原子相同的共价键的键长:
单键 ＞ 双键 ＞ 三键
二、键长
观察键长与键能的数据，找出其中的规律
一般地，键长越短，键能越大，共价键越牢固，分子越稳定
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
二、键长
F-F不符合“键长越短，键能越大”的规律，为什么？
　　
键 键能 / kJ·mol-1 键长/ pm
F-F 157 141
Cl-Cl 242.7 198
Br-Br 193.7 228
I-I 152.7 267
一般地，键长越短，键能越大，共价键越牢固，分子越稳定
F 原子半径很小，因此 F-F 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。
观察 CO2 与 H2O 的空间结构，同为三原子分子，为什么结构不同？
CO2——直线形
H2O——V形（角形）
180°
105°
三、键角
1. 定义：
在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角
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
多原子分子的键角一定，表明共价键具有方向性
CO2——直线形
H2O——V形（角形）
180°
105°
键参数
键能
键长
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
键参数是如何影响分子的性质的？
1. 在分子中，两个成键的原子间的距离叫键长(　　 )
2. C=C键等于C-C键键能的2倍 (　　 )
3. O—H键能是指在298.15 K、101 kPa下，1 mol气态分子中1 mol O—H 键
解离成气态原子所放出的能量(　　)
4. 通常情况下，分子中键长越短，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(　　)
明辨是非
×
×
√
×
知识点都掌握了吗？来做几道题检测下~
【例1】下列事实不能用键能的大小来解释的是(　　)
A．氮元素的电负性较大，但 N2 的化学性质很稳定
B．稀有气体一般难发生反应
C．HF、HCl、HBr、HI 的稳定性逐渐减弱
D．HF 比 H2O 稳定
题型一：键能
B
【例2】已知 H—H 的键能为436 kJ·mol－1，O==O的键能为497.3 kJ·mol－1，Cl—Cl 的键能为242.7 kJ·mol－1，N≡N 的键能为946 kJ·mol－1，则下列叙述中正确的是(　　)
A．N—N的键能为1/3 ×946 kJ·mol－1＝315.3 kJ·mol－1
B．氮气分子中的共价键的键长比氢气分子中的短
C．氧气分子中氧原子是以共价单键结合的
D．氮气分子比氯气分子稳定
题型一：键能
D
【例3】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
题型二：键长
B
知识导图

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