高中化学 第2章 第1节 第2课时 共价键的键参数与等电子体课件 新人教版选修3.pptVIP

成才之路 化学 路漫漫其修远兮吾将上下而求索 人教版 选修3 分子结构与性质 第二章 第一节共价键 第二章 第2课时共价键的键参数与等电子体 第二章 学习目标 1 键能 1 键能是指 形成 mol化学键释放的 能量 2 键能与共价键的稳定性之间的关系 化学键的键能越大 化学键 越不容易 2 键长 1 键长是指形成共价键的两个原子之间的 因此 决定化学键的键长 越小 共价键的键长越短 气态基态原子 1 最低 越稳定 被打断或断裂 核间距 原子半径 原子半径 2 键长与共价键的稳定性之间的关系 共价键的键长越短 往往键能 这表明共价键 反之亦然 3 键角键角是指 在多原子分子中键角是一定的 这表明共价键具有 性 因此键角决定着共价分子的 越大 越稳定 两个共价键之间的夹角 方向 空间构型 稳定性 空间构型 4 等电子原理是指 相同 相同的分子具有相似的化学键特征 它们的许多性质 主要是物理性质 是 的 5 仅第二周期元素组成的共价分子中 为等电子体的是 原子总数 价电子总数 相近 n2和co co2和n2o 自主探究 1 电负性大的双原子分子 键长短的键能一定大吗 提示 电负性大的双原子分子 键长短的键能不一定大 例如 f2分子中f原子的半径很小 因此其键长短 而两f原子形成共价键时核间距离很小 排斥力很大 故其键能不大 因此f2的稳定性差 性质活泼 2 根据所学知识和等电子原理 试举出几种等电子体 提示 co和n2so2和o3cs2和co2h2o和h2s 教材点拨 结构相似的分子中 化学键键能越大 分子越稳定 如eh f eh cl eh br eh i 稳定性hf hcl hbr hi 2 键长 形成共价键的两个原子之间的核间距为键长 因成键时原子轨道发生重叠 键长小于成键原子的原子半径之和 键长是衡量共价键稳定性的另一个参数 键长越短 键能越大 共价键越稳定 3 键角 在原子数超过2的分子中 两个共价键之间的夹角称为键角 键角决定分子的空间构型 多原子分子中共价键间形成键角 表明共价键具有方向性 常见分子中的键角 co2分子中的键角为180 为直线形分子 h2o分子中键角为105 为角形 v形 分子 ch4分子中键角为109 28 为正四面体形分子 提示 常见分子的空间构型与键角 一般来说 如果知道分子中的键长和键角 这个分子的几何构型就确定了 如nh3分子的h n h键角是107 n h键的键长是101pm 就可以断定nh3分子是三角锥形分子 如下图 f f键键长短 键能小的解释 f原子的半径很小 因此其键长短 而由于键长短 两f原子形成共价键时 原子核之间的距离很近 排斥力很大 因此键能不大 f2的稳定性差 很容易与其他物质反应 键能与键长均是衡量共价键稳定程度的物理量 在应用键长比较键能时 应为组成和结构相似的共价键 如c cc sisi si 因为键长c cc si si si 这时才有键长越短 键能越大的结论 2 共价键强弱的判断 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 如原子半径 fh cl h br h i 稳定性 hf hcl hbr hi 如共用电子对数n n cl cl 则共价键的牢固程度 n n cl cl 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 3 共价键的键能与化学反应热 1 化学反应的实质 化学反应的实质就是反应物分子内旧化学键的断裂和生成物中新化学键的形成 2 化学反应过程有能量变化 反应物和生成物中化学键的强弱决定着化学反应过程中的能量变化 3 放热反应和吸热反应 放热反应 旧键断裂消耗的总能量小于新键形成放出的总能量 吸热反应 旧键断裂消耗的总能量大于新键形成放出的总能量 4 反应热 h 与键能的关系 h 反应物的键能总和 生成物的键能总和 典例透析 f 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 n n键的键能是946kj mol n n键的键能为193kj mol 经过计算后可知n2中 键比 填 或 键稳定 解析 1 键角是描述分子立体结构的重要参数 如h2o中的2个h o键的键角为105 故h2o为角形 v形 分子 a正确 键长的长短与成键原子的半径有关 如cl的原子半径小于 的原子半径 cl cl键的键长小于 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键的键长要长 b正确 1 已知键能 键长部分数据如下表 变式训练 1 下列推断正确的是 填字母 下同 a 稳定性 hf hcl hbr hib 氧化性 i2 br2 cl2c 沸点 h2o nh3d 还原性 hi hbr hcl hf 2 下列有关推断正确的是 a 同种元素形成的共价键 稳定性 三键 双键 单键b 同种元素形成双键键能一定小于单键的2倍c 键长越短 键能一定越大d 氢化物的键能越大 其稳定性一定越强 3 在相同条件下 将乙烯 乙炔以同速率通入等体积同浓度的溴的四氯化碳溶液中 下列观察到的现象正确的是 a 前者和后者同时褪色b 前者后褪色 后者先褪色c 前者先褪色 后者后褪色d 无法判断 4 在hx分子中 键长最短的是 最长的是 o o键的键长 填 大于 小于 或 等于 o o键的键长 解析 1 根据表中数据 同主族气态氢化物的键能从上至下逐渐减小 稳定性逐渐减弱 a项正确 从键能看 氯气 溴单质 碘单质的稳定性逐渐减弱 由原子结构知 氧化性也逐渐减弱 b项错误 由表格数据知 eh o en h 又因为ro rn 则h2o的沸点比nh3高 还原性与失电子能力有关 还原性 hi hbr hcl hf d项正确 2 由碳碳键的数据知a项正确 由o o键 o o键的键能知 b项错误 c h键的键长大于n h键的键长 但是n h键的键能反而较小 c项错误 由c h n h的键能知 ch4的键能较大 而稳定性较弱 d项错误 3 乙烯断裂一个 裂 键能为 615 347 7 kj mol 1 267 3kj mol 1 乙炔断裂2个 键总键能为 812 347 7 kj mol 1 464 3kj mol 1 说明乙炔断裂两个 键难于乙烯断裂一个 键 c项正确 答案 1 a c d 2 a 3 c 4 hfhi大于 教材点拨 2 co分子和n2分子具有相同的原子总数 相同的价电子数 是等电子体 其性质对比如下 co分子和n2分子的某些性质 3 常见等电子体 4 等电子原理的应用 1 判断一些简单分子或离子的空间构型 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 典例透析 2 1 根据等电子原理 仅由第二周期元素组成的共价分子中 互为等电子体的是 和 和 2 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 也可互称等电子体 它们也具有相似的结构特征 在短周期元素组成的物质中 与no互为等电子体的分子有 变式训练 解析 1 仅由第二周期元素组成的共价分子中 即c n o f组成的共价分子 如n2与co价电子数均为14 co2与n2o价电子数均为22 2 依题意 只要原子数相同 各原子最外层电子数之和也相同 可互称等电子体 no为三原子 各原子最外层电子数之和为 5 6 2 1 so2 o3也为三原子 各原子最外层电子数之和为6 3 18 答案 1 n2coco2n2o 2 so2 o3 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 键的键能要小于 键的键能 解析 在双原子分子中没有键角 故c项错 当其键能越大 键长越短时 分子越稳定 故a项对 b项错 d项中 键的重叠程度要大于 键的 故 键的键能要大于 键的键能 答案 a 3 2014 济南一中月考 下列关于键长或键角的叙述中正确的是 a 氨分子中两个氢原子间的距离是h h键的键长b 氯气中两个氯原子间的距离是cl cl键的键长c 键长 c c c c c cd 键角 ch4 nh3 h2o 解析 化学键的键长是指形成共价键的两个原子核间的距离 仅仅说成是原子间的距离是错误的 a项nh3分子中两个氢原子间不存在化学键 错误 b项未指出是核间距离 可能是两个cl2分子的cl原子间的距离 错误 ch4 nh3 h2o分子中的键角分别是109 5 107 3 104 5 d项错 c c c c c c中原子重叠程度减小 键长变长 c项正确 答案 c 4 2014 常州高中期中 能够用键能的大小作为主要依据来解释的是 a 常温常压下氯气呈气态而溴单质呈液态b 硝酸是挥发性酸 而硫酸 磷酸是不挥发性酸c 稀有气体一般难以发生化学反应d 氮气在常温下很稳定 化学性质不活泼 解析 共价分子构成的物质的状态与分子内共价键的键能无关 物质的挥发性与分子内键能的大小无关 稀有气体是单原子分子 无化学键 难以发生化学反应的原因是它们的价电子已形成稳定结构 氮气分子稳定是由于n2分子中共价键的键能 946kj mol 很大 在化学反应中很难断裂的缘故 答案 d 点评 共价分子构成的物质的熔沸点 挥发性都与化学键断裂无关 稳定性是化学性质 分子分解必然断键 与化学键有关 5 2014 黄冈调研 长期以来一直认为氟的含氧酸不存在 但是1971年斯图杰尔和阿佩里曼 美 成功地合成次氟酸后 这种论点被剧烈地动摇了 他们是在0 以下将氟化物从细冰末的上面通过 得到毫克量的次氟酸 1 以下两种结构式 能正确地表示次氟酸的结构的是 理由是 a h o fb h f o 2 次氟酸中氧元素的化合价为 价 次氟酸的电子式为 次氟酸的分子中共价键的键角 填 或 180 3 下表给出了几种分子和基团化学键的键能 请计算