键参数键能键长与键角课件高二化学人教版选择性必修25学年

第2课时

键参数——键能

键长

键角第二章

分子结构与性质第一节

共价键问题：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？共价键的三个键参数——键能、键长与键角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：任务一

键参数——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。2.意义键能通常是298.15K、101kPa条件下的标准值，键能可通过实验测定，更多却是推算获得的（如盖斯定律）。通常取正值，单位是kJ/mol。键能越大→断键需吸收的能量越多→共价键越牢固→分子越稳定键能通常是一个平均值。键键能键键能H－H436.0N≡N946F－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－I298.7任务一

键参数——键能

（1）同种类型的键，成键原子半径越小，键能越大，键越牢固。卤素单质键能：Cl2＞Br2＞I2（F2反常）F原子半径很小，因此F-F的键长短，而由于键长短，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。键键能键键能H－H436.0N≡N946F－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－I298.7同种元素键能：单键<双键<三键(键能)问题：双键键能不等于单键键能的两倍，说明了什么？σ键键能＞π键键能（一般）

氮氮键(反常)：σ键键能＜π键键能任务一

键参数——键能

（2）同样的成键原子之间形成的键越多，键能越大。1、由教材表2-1的数据判断,下列分子的稳定性：（1）Cl2,Br2,I2（2）NH3,H2O2、根据表2-1数据，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？3、N2、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？形成2mo1HClΔH=(436.0kJ+242.7kJ)－2×431.8kJ=－184.9kJ形成2mo1HBrΔH=(436.0kJ+193.7kJ)－2×366kJ=－102.97kJHCl释放能量比HBr释放能量多,因而生成的HCl更稳定,即HBr更容易发生热分解生成相应的单质.键能大小是：F-H>O-H>N-H键能越大，成键时放出热量越多，化学键越稳定。任务一

键参数——键能

(1)判断共价键的稳定性：键能越大，共价键越稳定(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=反应物的总键能－生成物的总键能规律：通常键能越大，共价键越牢固，由此形成的分子越稳定应用：任务二

键参数——键长

1.定义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。单位：pm（1pm＝10-12m）键长是衡量共价键强弱的另一重要参数！2.特点：原子半径决定化学键的键长，原子半径越小，共价键的键长越短。Cl2中Cl-Cl键长单位：pm（1pm＝10-12m）②成键原子相同时，键长：单键键长＞双键键长＞三键键长①同种类型的共价键，成键原子的原子半径越小，键长越短。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。科学探究任务二

键参数——键长

任务二

键参数——键长

(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。应用：1、乙烯、乙炔为什么比乙烷活泼？虽然键长C≡C＜C=C＜C－C，键能C≡C＞C=C＞C－C，但乙烯、乙炔在发生加成反应时，只有π键断裂(π键的键能一般小于σ键的键能)，即共价键部分断裂。2、为什么CH4分子的空间结构是正四面体，而CH3Cl只是四面体而不是正四面体？C—H和C—Cl的键长不相等。3、你认为键长、键能对分子的化学性质有什么影响？

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。任务三

键参数——键角

1.定义在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角。CH4

109°28′

NH3

107°18′H2O105°CO2

180°直线形

V形（角形）正四面体形三角锥形2.意义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

。

键角决定分子的空间构型。键长与键角可通过晶体的X射线衍射实验获得任务三

键参数——键角

问题：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′。

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,两原子间共用电子对数越多,则一般共价键越牢固,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:

共价键的键长越小,共价键越牢固,破坏共价键消耗的能量越多。共价键强弱的判断小结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,

形成的共价键一般越稳定。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大小决定。知识总结

原子间相互作用共价键键参数定量键角键长键能分子的稳定性特征方向性饱和性测定晶体X射线衍射实验分子空间结构原子轨道重叠σ键：轴对称分类π键：镜面对称1、下列说法中，错误的是()Ａ.键长越长，化学键越牢固Ｂ.成键原子间原子轨道重叠越多，共价键越牢固Ｃ.对双原子分子来讲，键能越大，含有该键的分子越稳定Ｄ.原子间通过共用电子对所形成的化学键叫共价键A2、下列说法中正确的是()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族和ⅦA族元素的原子间可能形成共价键C．水分子可表示为HO—H，分子中键角为180°D．H—O键键能为463kJ·mol－1，即18gH2O分解成H2和O2时，消耗能量为2×463kJB3.键长、键角和键能是描述共价键的三个重要参数，下列叙述正确的是A.键长和键角的数值可以通过晶体的X射线衍射实验获得B.因为H-O键的键能小于H-F键的键能，所以O2、F2与H2的反应能力逐渐减弱C.水分子的结构可表示为H-O-H，分子中的键角为180°D.H-O键的键能为463kJ/mol，即18gH2O分解成H2和O2时，消耗的能量为2×463kJA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和SiH4的稳定性强弱:(2)硅与碳同族,也有系列氢化物,但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多,原因是：

(3)SiH4的稳定性小于CH4,硅更易生成氧化物,原因是：

共价键C—CC—HC—O