202X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新人教版选修3

1、第第2课时共价键的键参数与等电子原理课时共价键的键参数与等电子原理课程目标课程目标核心素养建构核心素养建构1.知道键能、键长、键角等键参数的概念，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。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，学会等电子体知道等电子原理的含义，学会等电子体的判断和应用。的判断和应用。 知知 识识 梳梳 理理气态基态气态基态一、键参数一、键参数键能、键长与键角键能、键长与键角1.概念和特点概念和特点概念概念特点特点键能键能_原子形成原子形成1mol化学键化学键_的最低能量的最低能量键能越大，键越键能越大，键越_键长键长形成共价键的

2、两个原子之间的形成共价键的两个原子之间的_ 键长越短键长越短,键能键能_，键越，键越_键角键角分子内两个分子内两个_之间的夹角之间的夹角表明共价键有表明共价键有_，决定分子，决定分子的的_释放释放稳定稳定核间距核间距越大越大稳定稳定共价键共价键方向性方向性立体结构立体结构2.对物质性质的影响对物质性质的影响答案答案由教材表由教材表21中键能的数值可知：中键能的数值可知：HFHOHN，而键长：，而键长：HFHOHN，说明分子的稳定性：，说明分子的稳定性：HFH2ONH3，所以，所以N2、O2、F2跟跟H2的反应的反应能力依次增强。能力依次增强。【自主思考】【自主思考】1.N2、O2、F2跟跟H2

3、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？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？答案答案不正确，根据碳碳双键中含有不正确，根据碳碳双键中含有1个个键，由于键，由于键原子轨道重叠程度小，不如键原子轨道重叠程度小，不如键稳定，所以键稳定，所以C=C键键能小于键键能小于CC键键能的键键能的2倍。倍。3.比较比较HF、HCl、HBr、HI分子的稳定性强弱，并说明理由。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？试解释氮气为什么能在空气中稳定存在？相同、相同、相同的分子具有相似相同的分子具有相似的的，它们的许多性质是相近的。，它们的许多性质是相近

4、的。满足等电子原理的分子称为等电子体。如满足等电子原理的分子称为等电子体。如CO和和N2具有相同的原子总数和相同的价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。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二、等电子体的判断和应用1.等电子原理等电子原理2.等电子体等电子体原子总数原子总数价电子总数价电子总数化学键特征化学键特征3.应用举例应用举例直线直线平面三角平面三角三角锥三角锥正四面体正四面体答案答案11。HCN中中CN与与N2结构相同，含有三个键，一个结构相同，含有三个键，一个键和两个键和两个键；另外键；另外H和和C之间形成一个之间形成

5、一个键，所以键，所以HCN分子中分子中键与键与键数目之比为键数目之比为22，即为，即为11。【自主思考】【自主思考】1.已知已知CN与与N2互为等电子体，则互为等电子体，则HCN分子中分子中键与键与键的数目之比为多少？键的数目之比为多少？2.分别写出与分别写出与N2、CO2互为等电子体的分子或离子。互为等电子体的分子或离子。效效 果果 自自 测测（1）键长越短，键能一定越大。（）键长越短，键能一定越大。（）（2）等电子体并不都是电中性的。（）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。（）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

6、长，分子越牢固。（）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。（）双原子分子中化学键键角越大，分子越牢固。（）（6）同一分子中，）同一分子中，键与键与键的原子轨道重叠程度一样多，只是重叠的方向不同。键的原子轨道重叠程度一样多，只是重叠的方向不同。（）（）答案答案（1）（2）（3）（4）（5）（6）1.判断正误，正确的打判断正误，正确的打“”“”；错误的打；错误的打“”。A.键角是描述分子立体结构的重要参数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键等于键等于CC键

7、键能的键键能的2倍倍D.因为因为OH键的键能小于键的键能小于HF键的键能，所以键的键能，所以O2、F2与与H2反应的能力逐渐增强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（）关于键长、键能和键角，下列说法中错误的是（）解析解析键角是描述分子立体结构的重要参数，如键角是描述分子立体结构的重要参数，如H2O中两个中两个HO键的键角为键的键角为105，故，故H2O为为V形分子，形分子，A项正确；键长的大小与成键原子的半径有关，如项正确；键长的大小与成键原子的半径有关，如Cl的原子的原子半径小于半径小于I的原子半径，的原子半径，ClCl键的键长小于键的键长小于II键的键长，此外，键

8、长还和成键数键的键长，此外，键长还和成键数目有关，如乙烯分子中目有关，如乙烯分子中C=C键的键长比乙炔分子中键的键长比乙炔分子中CC键的键长要大，键的键长要大，B项正确项正确；C=C键的键能为键的键能为615kJmol1，CC键的键能为键的键能为347.7kJmol1，二者不是，二者不是2倍倍的关系，的关系，C项错误；项错误；OH键的键能为键的键能为462.8kJmol1，HF键的键能为键的键能为568kJmol1，OH键与键与HF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，化学键越来越稳定，O2、F2跟跟H2

9、反应的能力依次增强，反应的能力依次增强，D项正确。项正确。答案答案CA.SO2与与O3B.CO2与与NO2C.CS2与与NO2D.PCl3与与BF3解析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。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的最外层电子数为的最外层电子数为3；C的最外层电子数为的最外层电子数为4；N、P的最外层电子数为的最外层电子数为5；O、S的最的最外层电子数为外层电子数为6；F、Cl的最外层电子数为的最外层电子数为7。答案答案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，也由短周期元素组成的粒子，只

10、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（）对粒子中，空间结构相似的是（）提示提示不一定。不一定。FF的键能为的键能为157kJ/mol，ClCl的键能为的键能为242.7kJ/mol，说明，说明，半径越小，键能不一定越大。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一共价键参数与分子的性质【探究讨论】【探究讨论】1.半径越小，键能越大吗？半径越小，键能越大吗？提示提示不一定。例如：不一定。例如：F2、Cl

11、2、Br2、I2的键能依次为的键能依次为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？非金属性越强，单质的键能一定越大吗？（1）键能的应用）键能的应用表示共价键的强弱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。键能越大，断开化学键时需要的能量越多，化学键越稳定。判断分子的稳定性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。结构相似的分子中，共价键的键能越大，分子越稳定。判断化学反应的能量变化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

12、量，因此反应焓变在化学反应中，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与键能的关系为H反应物键能总和生成物键能总和，反应物键能总和生成物键能总和，H0时，为放热反应时，为放热反应；H0时，为吸热反应。时，为吸热反应。【点拨提升】【点拨提升】1.共价键参数的应用共价键参数的应用（2）键长的应用）键长的应用一般键长越短，键能越大，共价键越稳定，分子越稳定。一般键长越短，键能越大，共价键越稳定，分子越稳定。键长的比较方法键长的比较方法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。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

13、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。三键键长。（3）键角的应用）键角的应用键长和键角决定分子的空间构型键长和键角决定分子的空间构型常见分子的键角与分子空间构型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）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。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

14、消耗的能量越）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。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）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。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）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。大，形成的共价键越稳定。特别提醒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。稳定性

15、，由键长和键能共同决定。2.共价键强弱的判断共价键强弱的判断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只有非金属原子之间才能形成共价键C.水分子可表示为水分子可表示为HOH，分子中键角为，分子中键角为180D.HO键键能为键键能为463kJ/mol，即，即18gH2O分解成分解成H2和和O2时，消耗能量为时，消耗能量为(2463)kJ【典题例证【典题例证1】下列说法中正确的是】下列说法中正确的是()解析解析在分子中键能越大，键长越短，分子越稳定，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正确；有些

16、金属和非金属之间也能形成共价键，如间也能形成共价键，如AlCl3，B错误；水分子中两个错误；水分子中两个HO键的键角为键的键角为105，C错错误；误；HO键键能为键键能为463kJ/mol指的是拆开指的是拆开1molHO键形成气态氢原子和氧原子键形成气态氢原子和氧原子所吸收的能量为所吸收的能量为463kJ，1molH2O中含中含2molHO键，需吸收键，需吸收(2463)kJ的能量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和和O2时释放能量，即需时释放能量，即需知知HH键和键和O=O键的键能方能计算，故键的键能方能计算，故D错

17、。错。答案答案AA.PCl3分子中分子中PCl三个共价键的键长、键角都相等三个共价键的键长、键角都相等B.PCl3分子中分子中PCl三个共价键键能、键角均相等三个共价键键能、键角均相等C.PCl3分子中的分子中的PCl键属于极性共价键键属于极性共价键D.PCl3分子中分子中PCl键的三个键角都是键的三个键角都是100.1，键长相等，键长相等解析解析PCl3分子是由分子是由PCl极性键构成的极性分子，其结构类似于极性键构成的极性分子，其结构类似于NH3。答案答案D【学以致用【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】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

18、，下列关于三氯化磷分子空间构型理由的叙述，正确的是（）于三氯化磷分子空间构型理由的叙述，正确的是（）提示提示不一定。只要原子总数相同，价电子总数相同即可。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二等电子原理及应用【探究讨论】【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？等电子体的构成原子的核外电子总数一定相同吗？提示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：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的价电子总数为的价电子总数为562118。2.计算等电子体的价电子总数的方法？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。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：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：判断一些简单分子或离子的立体构型；判断一些简单分子或离子的立体构型；利用等电子体在性质上的相似性制造新材料；利用等电子