共价键参数课件高二化学人教版选择性必修2

第二章分子结构与性质第一节

共

价

键第2课时

键参数——键能、键长、键角学习目标：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。知识回顾共价键类型特征方向性饱和性按原子轨道的重叠方式σ键π键s-sσ键，如H-Hs-pσ键，如H-Clp-pσ键，如Cl-Cl“头碰头”重叠方式：种类轴对称对称方式：种类:p-pπ键“肩并肩”重叠方式：镜面对称对称方式：考思读阅

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？H2H2OCH4CH2=CH2CH3CH2OH

请阅读课本37~38页。共价键的三个键参数——键能、键长与键角一、键能气态分子中1mol化学键解离成气态原子所吸收的能量1、概念：2、条件：

可通过实验测定，通常是、100kPa条件下的标准值，但更多是推算出来的，键能数据是平均值。例:断开1molN≡N键吸收的

等于

形成lmolN≡N键释放的能量为946kJ3、意义：衡量共价键的强弱。键能越大→共价键越牢固→断键需吸收的能量越多→分子越稳定不易受热分解例:CH4中C-H键的键能是平均值。共价键键能(kJ·mol-1)H-CH3→·CH3

＋H·439.3H-CH2

→·CH2＋H·442.0H-CH→·CH＋H·442.0H-C→·C·＋H·338.6···········断开CH4中的4个C-H，所需能量是否相等？C-H键能平均值：

断开CH4中的4个C-H，所需能量并不相等，因此，CH4中C-H键的键能是平均值。

键能可以通过实验测定，更多的却是推算获得的，键能数据是平均值。

键键能键键能F－F157N－O176Cl－Cl242.7N＝O607Br－Br193.7O－O142I－I152.7O＝O497.3C－C347.7C－H413.4C=C615N－H390.8C≡C812O－H462.8C－O351H－F568C＝O745H－Cl431.8N－N193H－Br366N＝N418H－I298.7N≡N946H－H436.0观察表2-1，你能发现哪些规律？①相同原子间的键能：单键＜双键＜三键σ键键能＞π键键能（一般）

氮氮键(反常)：σ键键能＜π键键能键键能键键能F－F157N－O176Cl－Cl242.7N＝O607Br－Br193.7O－O142I－I152.7O＝O497.3C－C347.7C－H413.4C=C615N－H390.8C≡C812O－H462.8C－O351H－F568C＝O745H－Cl431.8N－N193H－Br366N＝N418H－I298.7N≡N946H－H436.0观察表2-1，你能发现哪些规律？②卤素单质键能：Cl2＞Br2＞I2F2反常③氢化物键能：同周期从左到右递增N-H反常同主族从上到下递减4、键能的应用(1)判断共价键的稳定性：键能越大，共价键越牢固(2)判断分子的稳定性：一般来说，结构相似的分子中，共价键的键能越大，分子越稳定。如分子的稳定性：HF＞HCl＞HBr＞HI。(3)估算化学反应的反应热：ΔH=反应物中化学键键能之和－生成物中化学键键能之和一、键能常见物质中所含化学键的数目物质化学键1mol物质中化学键的数目/molCH4C—H4H2OO—H2NH3N—H3P4P—P6石墨C—C1.5金刚石C—C2晶体硅Si—Si2二氧化硅Si—O4二、键长1、概念：2、键长大小：键长是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。

键长是衡量共价键稳定性的另一个参数3、原子半径与键长的关系元素CNOClH共价半径/pm7770669937键C－CC=CC≡CCl－ClC－HN－HO－H键长/pm15413312019810910196原子半径决定化学键的键长，原子半径越小，键长越短。H-FH-ClH-BrH-IC-CC=CC≡CCl-ClF-F键长(pm)92128141161154134120198141键能(kJ/mol)567431366298347598820242.7157从以下数据中可以得到什么结论？①通常，键长越短，键能越大，共价键越牢固。同种类型的键，键长越短，键能越大，分子越稳定。②相同的成键原子的键长：单键>双键>三键反常：原子核之间的距离太小，排斥力大，因此键能比Cl-Cl键小。①判断共价键的稳定性键长越短，键能越大，共价键越稳定。②影响分子的空间结构如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。二、键长4、键长的应用：论讨与考思P38(1)试利用表2-1数据进行计算，1molH2分别跟1molCl2、1molBr2（蒸气）反应，分别生成2molHCl和2molHBr分子，哪个反应放出的能量更多？如何用计算结果说明氯化氢和溴化氢哪个更容易发生热分解生成相应的单质？由计算结果可知：生成2molHCl比生成2molHBr释放的能量多。生成的HBr分子中H-Br的键能比HCl分子中H-Cl的键能小，说明H-Br比H-Cl容易断裂，所以HBr分子更容易发生热分解生成相应的单质。化学键N≡NO=OF－F键能946kJ/mol157kJ/mol化学键N－HO－HF－H键能568kJ/mol（2)N2、O2、F2与H2的反应能力依次增强，从键能的角度如何理解这一化学事实。(利用课本P37表2-1的相应数据分析)N-H、O-H与H-F的键能依次增大，共价键越来越容易生成。所以N2、O2、F2与H2的反应能力依次增强。论讨与考思P38(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？论讨与考思P38

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。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298.15K、101kPa下，1mol气态分子中1molO—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()✔×✔✔×特例：N≡N、N=N的σ键键能＜π键键能

观察上述分子构型并思考：为什么CO2的空间结构是直线形，而H2O的空间结构是V形(角形)？CO2H2O直线形V形(角形)三、键角在多原子分子中，两个相邻化学键之间的夹角。三、键角1、概念：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。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

。

2、意义：—键角决定分子的空间构型键长和键角决定分子的空间结构。常见分子中的键角与分子空间结构。化学式结构式键角空间结构CO2180°直线形H2O105°V形NH3107°三角锥形BF3120°平面三角形CH4109°28′正四面体形3、键角的应用：三、键角如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？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′。论讨与考思归纳总结键参数键能键长键角决定共价键的稳定性

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。决定分子的空间结构决定分子的性质1.二氯化二硫(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.分子中只有σ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课堂评价2.下列事实不能够用键能解释的是()A.氮气的化学性质比氧气稳定B.稀有气体一般难发生反应2比O2更容易和氢气反应D.卤化氢的热稳定性随原子序数递增依次递减2O的热稳定性比HF差F.H2O的熔沸点比H2S高B

F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。3.有关碳和硅的共价键键能如下表所示:简要分析和解释下列有关事实。(1)比较通常条件下，CH4