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第一节 共价键
第2课时 键参数
第二章 分子结构与性质
目 录
CONTENTS
1
2
键能
键长和键角
学习目标
1. 理解键能、键长和键角等键参数的含义，能利用键参数解释物质的某些特性。
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。
旧知复习
共价键
本质：原子之间通过共用电子对（或原子轨道重叠）形成共价键
特征：具有方向性和饱和性
成键方式
σ键
特征
原子轨道“头碰头”重叠
电子云呈轴对称
π键
特征
原子轨道“肩并肩”重叠
电子云呈镜面对称
一般规律
共价单键——1个σ键
共价双键——1个σ键、1个π键
共价三键——1个σ键、2个π键
决定分子组成
决定分子空间结构
新课导入
C60
石墨
H2O
这几种分子都是由共价键组成的，但是它们的性质却有很大差别。那么是什么决定了这些共价键在性质上的不同呢？
我们如何用化学语言来描述不同分子的空间结构和稳定性？
任务一 键参数——键能
1、概念：
H
H
H-H(g)
H
H
H(g)
H(g)
+
H=+436.0 kJ mol-1
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
298.15 K、101 kPa条件下的标准值。
①实验测定，②盖斯定律计算。
3、意义：
4、获得数据:
键能越大，化学键越牢固，物质越稳定。
键能通常是一个平均值
一、键能
任务一 键参数——键能
键 键能 （kJ·mol－1） 键 键能
（kJ·mol－1）
H-H 436.0
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 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 298.7
N≡N 946
【思考】你能发现什么规律呢？
单键键能＜双键键能＜三键键能
【思考1】碳碳双键键能不等于单键键能的两倍，碳碳叁键不等于碳碳单键的三倍，说明了什么？
【思考2】氮氮双键键能不等于单键键能的两倍，氮氮叁键不等于氮氮单键的三倍，说明了什么？
碳碳键：σ键键能 ＞ π键键能
氮氮键：σ键键能 ＜ π键键能（特例：氮气中π键比σ键稳定）
【思考3】卤素单质之间键能大小有什么关系？
卤素单质键能：Cl2 >Br2>I2 F2反常
键能规律：成键原子相同，
任务一 键参数——键能
键 键能 （kJ·mol－1） 键 键能
（kJ·mol－1）
H-H 436.0
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 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 298.7
N≡N 946
【思考】你能发现什么规律呢？
【思考4】第二周期非金属氢化物之间键能大小有什么关系？
从上到下逐渐减小
第二周期氢化物键能依次增大，N-H反常
【思考5】卤素氢化物氢化物之间键能大小有什么关系？
形成共价键的原子的原子半径越大，键能越小
键能规律：
探究课堂
【思考与讨论】课本P38
（1）计算，1 mol H2分别跟1 mol Cl2、1 mol Br2(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？
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。
解析：对于反应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。
对于反应H2(g)＋Br2(g) ===2HBr(g)
ΔH＝436.0 kJ·mol－1＋193.7 kJ·mol－1－2×366 kJ·mol－1＝－102.3 kJ·mol－1。
探究课堂
【思考与讨论】课本P38
(2)N2、O2、F2与H2的反应能力依次增强,从键能的角度应如何理解这一化学事实
键 键能 （kJ·mol－1） 键 键能
（kJ·mol－1）
N≡N 946 N-H 390.8
O=O 497.3 O-H 462.8
F-F 157 F-H 568
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。
任务一 键参数——键能
4、应用
（1）判断共价键的稳定性
键能越大,断开化学键需要吸收的能量越多,化学键越稳定。
（2）判断分子的稳定性
结构相似的分子中,共价键的键能越大,分子越稳定。
（3）判断化学反应中的能量变化
如分子的稳定性：HF＞HCl＞HBr＞HI。
H=反应物键能总和―生成物键能总和
一、键能
学习评价
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)O—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)σ键一定比π键牢固( )
√
√
√
×
×
规律：C≡C、C=C的 σ键键能 ＞ π键键能
特例：N≡N、N=N的 σ键键能 ＜ π键键能
任务二 键参数——键长
构成化学键的两个原子的核间距。
1、概念：
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:
皮米pm（1pm=10-12m=10-10cm）
键长
二、键长
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
任务二 键参数——键长
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：
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3：
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。
3、键长与键能的关系
任务二 键参数——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
F-F不符合“键长越短，键能越大”的规律，为什么？
原因：由于F原子半径太小，因此F-F的键长太短，而由于键长太短，两个F原子形成共价键时，原子核之间的距离太小，排斥力大，因此键能比Cl-Cl键小。（物极必反）
任务二 键参数——键长
4、键长的应用
键长越短，键能越大，共价键越稳定。
如CH4分子的空间结构为正四面体形，而CH3Cl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-Cl 的键长不相等。
①判断共价键的稳定性
②影响分子的空间结构
任务三 键参数——键角
1、概念：
在多原子分子中，两个相邻化学键之间的夹角。
180°
CO2 直线形
104.5°
H2O V形
107.3°
NH3三角锥形
109°28′
CH4正四面体
109°28′
2、意义：
多原子分子的键角一定，表明共价键具有方向性，因此键角影响分子的空间结构。
三、键角
描述分子空间结构的重要参数。
键长和键角的数值可通过晶体的X射线衍射实验获得。
任务三 键参数——键角
三、键角
描述分子空间结构的重要参数。
原子个数 化学式 结构式 键角 空间结构
2 H2 180°
3 CO2 H2O 105°
4 BF3 120°
NH3 107°
P4 60°
5 CH4 109°28′ 直线形
V形
正四面体形
三角锥形
平面三角形
3.常见分子中的键角与分子空间结构
学习评价
不同，白磷分子的键角是指P—P之间的夹角，为60°；而甲烷分子的键角是指C—H的夹角，为109°28′。
3、如图白磷和甲烷均为正四面体结构，它们的键角是否相同，为什么？
4、下列能说明BF3 分子中4个原子在同一平面的理由是( @54@ )
A、任意两个键的夹角为120° B、B-F 是非极性共价键
C、3个B-F的键能相等 D、3个 B-F的键长相等
A
课堂小结
键能
键长
共价键的稳定性
键角
分子的空间结构
决定分子的性质
键参数
决定
决定
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。
学习评价
5、关于键长、键能和键角，下列说法不正确的是（ ）
A．键长越长，键能越大，共价化合物越稳定
B．通过反应物和生成物分子中键能数据可以粗略预测反应热的大小 C．键角是确定多分子立体结构的重要参数
D．同种原子间形成的共价键键长：三键＜双键＜单键
A
学习评价
6、下列描述不正确的是（ ）
A．碳碳键键长：碳碳单键>碳碳双键>碳碳三键
B．最高价含氧酸的酸性：H2CO3C．微粒半径：Li+D．键角：BF3>CH4>H2O
C
学习评价
7、二氯化二硫(S2Cl2)，非平面结构，常温下是一种黄红色液体，有刺激性恶臭，熔点：－80 ℃，沸点：137.1 ℃。下列对于二氯化二硫叙述正确的是（ ）
A.二氯化二硫的电子式为
B.分子中既有极性键又有非极性键
C.分子中S—Cl的键长大于S—S的键长
D.分子中S—Cl的键能小于S—S的键能
B
下 课
Thanks!
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