高中化学第一章原子结构与元素的性质第2节第2课时元素周期律课件选修3

第2课时共价键的键参数与等电子原理课程目标核心素养建构1.知道键能、键长、键角等键参数的概念，能用键参数说明简单分子的某些性质。2.知道等电子原理的含义，学会等电子体的判断和应用。

[知

识

梳

理]气态基态一、键参数——键能、键长与键角1.概念和特点

概念特点键能______________原子形成1mol化学键________的最低能量键能越大，键越________键长形成共价键的两个原子之间的________键长越短,键能_____，键越______键角分子内两个________之间的夹角表明共价键有________，决定分子的____________释放稳定核间距越大稳定共价键方向性立体结构2.对物质性质的影响答案由教材表2­1中键能的数值可知：H—F＞H—O＞H—N，而键长：H—F＜H—O＜H—N，说明分子的稳定性：HF＞H2O＞NH3，所以N2、O2、F2跟H2的反应能力依次增强。【自主思考】2、O2、F2跟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？答案不正确，根据碳碳双键中含有1个π键，由于π键原子轨道重叠程度小，不如σ键稳定，所以C==C键键能小于C—C键键能的2倍。3.比较HF、HCl、HBr、HI分子的稳定性强弱，并说明理由。4.试解释氮气为什么能在空气中稳定存在？

相同、

相同的分子具有相似的

，它们的许多性质是相近的。满足等电子原理的分子称为等电子体。如CO和N2具有相同的原子总数和相同的价电子总数，属于等电子体，它们的许多性质相似。二、等电子体的判断和应用1.等电子原理2.等电子体原子总数价电子总数化学键特征3.应用举例直线平面三角三角锥正四面体答案1∶1。HCN中CN－与N2结构相同，含有三个键，一个σ键和两个π键；另外H和C之间形成一个σ键，所以HCN分子中σ键与π键数目之比为2∶2，即为1∶1。【自主思考】1.已知CN－与N2互为等电子体，则HCN分子中σ键与π键的数目之比为多少？2.分别写出与N2、CO2互为等电子体的分子或离子。[效

果

自

测]（1）键长越短，键能一定越大。（）（2）等电子体并不都是电中性的。（）（3）双原子分子中化学键键能越大，分子越牢固。（）（4）双原子分子中化学键键长越长，分子越牢固。（）（5）双原子分子中化学键键角越大，分子越牢固。（）（6）同一分子中，σ键与π键的原子轨道重叠程度一样多，只是重叠的方向不同。（）答案（1）×（2）√（3）√（4）×（5）×（6）×1.判断正误，正确的打“√”；错误的打“×”。A.键角是描述分子立体结构的重要参数B.键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关C.C===C键等于C—C键键能的2倍D.因为O—H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2.关于键长、键能和键角，下列说法中错误的是（）解析键角是描述分子立体结构的重要参数，如H2O中两个H—O键的键角为105°，故H2O为V形分子，A项正确；键长的大小与成键原子的半径有关，如Cl的原子半径小于I的原子半径，Cl—Cl键的键长小于I—I键的键长，此外，键长还和成键数目有关，如乙烯分子中C===C键的键长比乙炔分子中C≡C键的键长要大，B项正确；C===C键的键能为615kJ·mol－1，C—C键的键能为347.7kJ·mol－1，二者不是2倍的关系，C项错误；O—H键的键能为462.8kJ·mol－1，H—F键的键能为568kJ·mol－1，O—H键与H—F键的键能依次增大，意味着形成这些键时放出的能量依次增大，化学键越来越稳定，O2、F2跟H2反应的能力依次增强，D项正确。答案C2与O32与NO22与NO23与BF3解析由题中信息可知，只要算出分子中各原子的最外层电子数之和即可判断。B的最外层电子数为3；C的最外层电子数为4；N、P的最外层电子数为5；O、S的最外层电子数为6；F、Cl的最外层电子数为7。答案A3.由短周期元素组成的粒子，只要其原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，也可互称为等电子体。等电子体的结构相似、物理性质相近。根据上述原理，下列各对粒子中，空间结构相似的是（）提示不一定。F—F的键能为157kJ/mol，Cl—Cl的键能为242.7kJ/mol，说明，半径越小，键能不一定越大。探究一共价键参数与分子的性质【探究讨论】1.半径越小，键能越大吗？提示不一定。例如：F2、Cl2、Br2、I2的键能依次为157kJ/mol、242.7kJ/mol、193.7kJ/mol、152.7kJ/mol。2.非金属性越强，单质的键能一定越大吗？（1）键能的应用①表示共价键的强弱键能越大，断开化学键时需要的能量越多，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判断化学反应的能量变化在化学反应中，旧化学键断裂吸收能量，新化学键的形成释放能量，因此反应焓变与键能的关系为ΔH＝反应物键能总和－生成物键能总和，ΔH＜0时，为放热反应；ΔH＞0时，为吸热反应。【点拨提升】1.共价键参数的应用（2）键长的应用①一般键长越短，键能越大，共价键越稳定，分子越稳定。②键长的比较方法a.根据原子半径比较，同类型的共价键，成键原子的原子半径越小，键长越短。b.根据共用电子对数比较，相同的两个原子间形成共价键时，单键键长＞双键键长＞三键键长。（3）键角的应用①键长和键角决定分子的空间构型②常见分子的键角与分子空间构型（1）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。（2）由键能判断：共价键的键能越大，共价键越牢固，破坏共价键消耗的能量越多。（3）由键长判断：共价键的键长越短，共价键越牢固，破坏共价键消耗的能量越多。（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对的吸引力越大，形成的共价键越稳定。特别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，由键长和键能共同决定。2.共价键强弱的判断A.分子中键能越大，键长越短，则分子越稳定B.只有非金属原子之间才能形成共价键C.水分子可表示为H—O—H，分子中键角为180°D.H—O键键能为463kJ/mol，即18gH2O分解成H2和O2时，消耗能量为(2×463)kJ【典题例证1】下列说法中正确的是(

)解析在分子中键能越大，键长越短，分子越稳定，A正确；有些金属和非金属之间也能形成共价键，如AlCl3，B错误；水分子中两个H—O键的键角为105°，C错误；H—O键键能为463kJ/mol指的是拆开1molH—O键形成气态氢原子和氧原子所吸收的能量为463kJ，1molH2O中含2molH—O键，需吸收(2×463)kJ的能量形成气态氢原子和氧原子，但氢原子和氧原子进一步形成H2和O2时释放能量，即需知H—H键和O===O键的键能方能计算，故D错。答案A3分子中P—Cl三个共价键的键长、键角都相等3分子中P—Cl三个共价键键能、键角均相等3分子中的P—Cl键属于极性共价键3分子中P—Cl键的三个键角都是100.1°，键长相等解析PCl3分子是由P—Cl极性键构成的极性分子，其结构类似于NH3。答案D【学以致用1】三氯化磷分子的空间构型是三角锥形而不是平面正三角形，下列关于三氯化磷分子空间构型理由的叙述，正确的是（）提示不一定。只要原子总数相同，价电子总数相同即可。探究二等电子原理及应用【探究讨论】1.等电子体的构成原子的核外电子总数一定相同吗？提示等电子体的价电子总数可由其电子式或构成微粒的原子的价电子数来判断：电子式中的键合电子数和孤对电子数之和即为价电子总数；离子中各原子的价电子数之和与离子所带电荷相加（或相减）即得价电子总数。如NO的价电子总数为5＋6×2＋1＝18。2.计算等电子体的价电子总数的方法？原子总数相同，价电子总数相同的粒子。等电子体的许多性质是相近的，空间构型是相同的。利用等电子体可以：①判断一些简单分子或离子的立体构型；②利用等电子体在性质上的相似性制造新材料；③利用等电子原理针对某物质找等电