【课件】键参数-键能、键长与键角高二化学人教版（2019）选择性必修2

第二章

分子结构与性质第一节共价键2、键参数——键能、键长与键角问题引导2.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？结论：HCl、HBr、HI越来越易分解共价键的三个键参数——键能、键长与键角说明：①卤化氢的热稳定性大小为：HCl＞HBr＞HI1.分析下表：1000℃时，卤化氢分解率，你能得出什么结论？卤化氢HClHBrHI比例模型在1000℃分解的百分数/%0.00140.533②σ键牢固程度大小顺序为：HCl＞HBr＞HI任务一：共价键的键参数——键能①气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量。键能越大，键越稳定。破坏1mol化学键形成气态基态原子所需的最低能量。1、键能：②单位：kJ·mol－1，

常用

EA－B表示保证释放能量最低如：H—H键能436.0kJ·mol－1N≡N键能946.0kJ·mol－1[注]①形成化学键通常放出热量，键能为通常取正值；②键能可以通过实验测定，更多却是推算获得的。；任务一：共价键的键参数——键能不同分子中，同一种共价键的键能

，我们一般用的是

。不同平均值某些共价键的键能键键能(kJ·mol-1)键键能(kJ·mol-1)Cl-Cl242.7N-O176Br-Br193.7N=O607I-I152.7O-O142H-F568O=O497.3H-Cl431.8C-C347.7H-Br366C=C615H-I298.7C≡C812请同学们观察下表，并找出键能数据中存在的规律?(从成键个数，成键原子的半径分析)任务一：共价键的键参数——键能某些共价键的键能键键能(kJ·mol-1)键键能(kJ·mol-1)Cl-Cl242.7N-O176Br-Br193.7N=O607I-I152.7O-O142H-F568O=O497.3H-Cl431.8C-C347.7H-Br366C=C615H-I298.7C≡C812规律2：成键原子相同，形成共价键的原子的原子半径越大，键能越小单键的键能<双键的键能<三键的键能规律1：任务一：共价键的键参数——键能N2、O2、F2与氢气的反应能力依次增强，从键能的角度如何理解这一事实？N—H、O—H、H—F的键能依次为390.8kJ•mol-1、462.8kJ•mol-1、568kJ•mol-1，键能依次增加，分子的稳定性增强，故N2、O2、F2与氢气的反应能力依次增强。【思考与讨论】2.1molH2分别与1molCl2、1molBr2(蒸气)反应，分别形成2molHCl

和2molHBr，哪一

个反应释放的能量更多？通过计算，1molH2分别与1molCl2、1molBr2(蒸气)反应，分别形成2molHCl

和2molHBr，放出能量依次为184.9kJ、102.3kJ，1molH2与1molCl2反应形成2molHCl放出的能量多，任务一：共价键的键参数——键能c.计算化学反应的反应热键能与反应热的关系③键能的应用：∆H=反应物键能总和-生成物键能总和ΔH<0时，放热反应；ΔH>0时，吸热反应a.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。b.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。如分子的稳定性：HF＞HCl＞HBr＞HI。评价任务一正误判断(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、100kPa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()√√√××评价任务一练习1.根据下表中的H—X键的键能回答下列问题：共价键H—FH—ClH—BrH—I键能/kJ·mol－1568431.8366298.7①若使2molH—Cl键断裂为气态原子，则发生的能量变化是

。②表中共价键最难断裂的是

，最易断裂的是

。③由表中键能大小数据说明键能与分子稳定性的关系：HF、HCl、HBr、HI的键能依次

，说明四种分子的稳定性依次

，即HF分子很稳定，最

分解，HI分子最不稳定，

分解。吸收863.6kJ的能量H—FH—I减小减弱难易任务二：共价键的键参数——键长2、键长：形成共价键的两个原子之间的核间距为键长①键长小于成键原子的原子半径之和成键原子轨道重叠键长②键长是衡量共价键稳定性的另一个参数一般原子半径越小，键长越短，键能越大，共价键越稳定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。常用单位：pm（皮米）1pm=10-12m=10-10cm任务二：共价键的键参数——键长【思考与讨论】2、再结合课本P37表2-1的数据，F-F键、Cl-Cl键的键能大小，讨论键能与键长的关系。3、已知CH4是正四面体结构，CH3Cl是不是也是四面体结构？为什么？1、查看课本P38表2-2的数据，C-C、C=C、C≡C的键长是否相同？有什么规律？4、C和Ge是同族元素，为什么C原子间可形成双键、三键，但Ge原子间难形成双键或三键

任务二：共价键的键参数——键长【思考与讨论】2、再结合课本P37表2-1的数据，F-F键、Cl-Cl键的键能大小，讨论键能与键长的关系。3、已知CH4是正四面体结构，CH3Cl是不是也是四面体结构？为什么？1、查看课本P38表2-2的数据，C-C、C=C、C≡C的键长是否相同？有什么规律？4、C和Ge是同族元素，为什么C原子间可形成双键、三键，但Ge原子间难形成双键或三键

不同就相同原子形成的共价键：单键键长＞双键键长＞三键键长一般而言，共价键键长越短，键能越大，共价键越稳定CH3Cl分子不是正四面体形，C-H、C-Cl键的键长不相等Ge原子半径大，原子间形成的σ键键长较长，p轨道“肩并肩”重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形成π键任务二：共价键的键参数——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pmF-F157141H-F56892Cl-Cl242.7198H-Cl431.8127Br-Br193.7228H-Br366142I-I152.7267H-I298.7161C-C347.7154C≡C812120C=C615133F-F不符合“键长越短，键能越大”的规律，为什么？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。【思考与讨论】任务三：共价键的键参数——键角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)任务三：共价键的键参数——键角原子数超过2的分子中，两个共价键间的夹角3、键角：①键角决定分子的空间构型H2O105°NH3107°CO2180°CH4

109º28’表明共价键具有方向性任务三：共价键的键参数——键角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？提示不同，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′。【思考与讨论】总结键能键长共价键的稳定性

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。键角分子的空间结构决定分子的性质键参数决定决定【课堂评价】共价键C—CC—HC—OSi—SiSi—HSi—O348413351226318452CH4比SiH4稳定C—C键和C—H键键能较大,所形成的烷烃较稳定,而硅烷中Si—Si键和Si—H键的键能较小,易断裂,导致长链硅烷难以生成C—H键的键能大于C—O键,C—H键比C—O键稳定,而Si—H的键能却远小于Si—O键,所以Si—H键不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si—O键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

。

【课堂评价】1．下列说法中正确的是(

)A．双原子分子中化学键键能越大，分子越稳定B．双原子分子中化学键键长越长，分子越稳定C．双原子分子中化学键键角越大，分子越稳定D．在双键中，σ键的键能要小于π键的键能键能越大，键长越短时，分子越稳定

A√没有键角××σ键的重叠程度要大于π键×2．下列说法中正确的是(

)A．分子中所含共价键的键能越大，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键的键能为463kJ·mol－1，即18g水分子生成H2和O2时，放出能量为(2×463)kJA【课堂评价】补充：等电子体从表中可以看出，CO分子与N2分子在许多性质上十分相似。这些相似性，可以归结为它们具有相等的价电子数，导致它们具有相似的化学结构。CO和N2的某些性质分子熔点/℃水中溶解度(室温)分子解离能(kJ/mol)分子的价电子总数CO-205.052.3

mL10N2沸点/℃-210.00-190.49-195.811.6

mL107594610补充：等电子体1.等电子体：

原子总数、价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征，它们的许多性质是相近的。(物理性质)

原子总数相同、价电子总数相同的分子或离子。2.等电子体原理：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子体。3.应用：如N2与CO、O3与SO2、N2O与CO2、CH4与NH4+等。补充：等电子体