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键参数
课时2
第2章
第
1
节
1.知道键长、键角、键能等键参数的概念。
2.能用相关键参数描述键的强弱和分子空间结构并能解释说明简单分子的某些性质(重、难点)。
学
习
目
标
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共价键的强弱用什么来衡量？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？
内
容
索
引
目标一　键参数
目标二　键参数对分子性质的影响和分子光谱
键参数
< 目标一 >
(1)概念:
(2)影响因素
两个成键原子的原子核间的距离(简称核间距)。
——成键的原子半径
原子半径越小，键长越短。
1.键长
(3)意义
①化学键的键长愈短，化学键就愈强，键就愈牢固。
②影响分子空间结构。
2.键角
(1)概念：在多原子分子中，两个化学键的夹角。
(2)意义：描述多原子分子的空间结构。
(3)几种常见分子的空间结构和键角
分子空间结构 键角 实例
正四面体形 CH4、CCl4
白磷(P4)
平面形 苯、乙烯、BF3
三角锥形 NH3
角形 H2O
直线形 CO2、CS2、CH≡CH
109°28'
60°
120°
107.3°
104.5°
180°
如图白磷和甲烷均为正四面体形结构：
不同，白磷分子的键角是指P—P键之间的夹角，为60°；而甲烷分子的键角是指C—H键之间的夹角，为109°28'。
它们的键角是否相同，为什么？
3.键能
(1)概念：
(2)表示方法：
在1×105 Pa、298 K条件下，断开1 mol 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。
EA—B
(3)单位：
kJ·mol－1
(4)应用
定量表示化学键的强弱
判断分子的稳定性
利用键能计算反应热
键能愈大，断开时需要的能量就愈多，化学键就愈牢固
一般而言，组成和结构相似的分子，化学键键能越大，分子稳定性越强
反应焓变与键能的关系ΔH＝ ∑E反应物－∑E反应产物
在化学反应中，旧化学键的断裂吸收能量，新化学键的形成放出能量
1.结合教材中常见共价键的键能数据，思考讨论：
(1)成键原子相同而共价键数目不同时，键能强弱规律：_________________
___________。
(2)判断HF、HCl、HBr、HI的热稳定性强弱：　　　　　　　　　；其中　　　更容易发生热分解生成相应的单质。
(3)若形成1 mol H—Cl键释放的能量是　　　kJ。
单键键能<双键键能
<三键键能
HF>HCl>HBr>HI
HI
431
2.C==C键的键能小于C—C键的键能的2倍。
(1)请你据此分析，σ键与π键哪个更稳定？
碳碳双键中有一个σ键和一个π键，碳碳单键只有σ键，而C==C键的键能小于C—C键键能的2倍，说明σ键的键能比π键的键能大，即σ键比π键稳定。
(2)乙烷为何不能与Br2的CCl4溶液反应，而乙烯能与Br2的CCl4溶液发生加成反应？
乙烷分子中的C—C键为σ键，强度较大，难断裂；而乙烯分子中含有的C==C键中有一个是π键，强度较小，容易断裂，所以能发生加成反应。
3.下列说法正确的是
A.分子中键能越大，键长越长，则分子越稳定
B.元素周期表中的ⅠA族(除H外)和ⅦA族元素的原子间不能形成共价键
C.水分子可表示为H—O—H，分子中键角为180°
D.H—O键的键能为467 kJ·mol-1，即18 g H2O分解成H2和O2时，消耗能量
为2×467 kJ
√
归纳总结
共价键强弱的判断
(1)由原子半径和共用电子数判断：成键原子的原子半径越小，共用电子数越多，则共价键越牢固，含有该共价键的分子越稳定。
(2)由键能判断：共价键的键能越大，共价键越牢固。
(3)由键长判断：共价键的键长越短，共价键越牢固。
(4)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的吸引力越大，形成的共价键越稳定。
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键参数对分子性质的影响和分子光谱
< 目标二 >
1.键参数对分子性质的影响
键能
键长
键角
决定
分子的稳定性
分子的空间结构
决定
决定
分子的性质
2.分子光谱
(1)概念：分子从一种能级改变到另一种能级时吸收或发射的光谱。
(2)影响因素：键长、键角和电荷分布等。
(3)应用：测定和鉴别分子结构。
下列说法正确的是
A.分子的结构是由键角决定的
B.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
C.CF4、CCl4、CBr4、CI4中C—X键的键长、键角均相等
D.NH3分子中两个N—H键之间的键角为120°
√
1.表中的数据是破坏1 mol物质中的化学键所消耗的能量：
下列物质本身具有的能量最低的是
A.H2 B.Cl2 C.Br2 D.I2
√
物质 Cl2 Br2 I2 H2
能量/ (kJ·mol－1) 243 193 151 436
2.下列有关说法不正确的是
A.CH4、NH3、CO2分子中的键角依次增大
B.HCl、HBr、HI分子中的键长依次增大
C.H2O、H2S、H2Se分子中的键能依次减小
D.H2O、PH3、SiH4分子的稳定性依次减弱
√
3.某些化学键的键能(kJ·mol－1)如表所示：
(1)1 mol H2在2 mol Cl2中燃烧，放出热量______ kJ。
184.9
化学键 H—H Cl—Cl Br—Br I—I H—Cl H—Br H—I
键能 436 242.7 193.7 152.7 431.8 366 298.7
(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
4.碳和硅的有关化学键的键能如表所示，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) 347 413 358 226 323 368
(1)通常条件下，比较CH4和SiH4的稳定性强弱：________________。
(2)硅与碳同族，硅也有一系列氢化物，但硅的氢化物在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是__________________________________________
____________________________________________________________。
CH4比SiH4稳定
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键较弱，易断裂，导致长链硅烷难以生成
化学键 C—C C—H C—O Si—Si Si—H Si—O
键能/ (kJ·mol－1) 347 413 358 226 323 368
(3)Si更易生成氧化物，原因是____________________________________
___________________________。
Si—H键的键能小于Si—O键，所以Si倾
向于形成稳定性更强的氧化物
本课结束
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