【化学课件】键参数 课件 2022-2023学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修2

第二章分子结构与性质第一节

共

价

键第2课时

键参数——键能、键长、键角知识回顾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：考思读阅

共价键的强弱用什么来衡量？又用什么来描述分子的空间结构？H2H2OCH4CH2=CH2CH3CH2OH

请阅读课本37~38页。共价键的三个键参数——键能、键长与键角一、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、单位：kJ•mol-14、意义：衡量共价键的强弱。键能越大3、条件：

可通过实验测定，通常是298.15K、100kPa条件下的标准值。→共价键越牢固→断键需吸收的能量越多→分子越稳定1mol化学键断裂吸收的能量=形成时释放的能量不易受热分解共价键键能(kJ·mol-1)H-CH3→·CH3

＋H·439.3H-CH2

→·CH2＋H·442.0H-CH→·CH＋H·442.0H-C→·C·＋H·338.6···········断开CH4中的4个C-H，所需能量是否相等？C-H键能平均值：

断开CH4中的4个C-H，所需能量并不相等，因此，CH4中C-H键的键能是平均值。

键能可以通过实验测定，更多的却是推算获得的，键能数据是平均值。键键能键键能F－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－I298.7N≡N946H－H436.0观察表2-1，你能发现哪些规律？①相同原子间的键能：单键＜双键＜三键C=C键能___C-C键能的两倍，C≡C键能___C-C的三倍：N=N键能___N-N键能的两倍，N≡N键能___N-N的三倍：(不存在倍数关系)＜＜>>σ键键能＞π键键能

氮氮键(反常)：σ键键能＜π键键能键键能键键能F－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－I298.7N≡N946H－H436.0观察表2-1，你能发现哪些规律？②卤素单质键能：Cl2＞Br2＞I2F2反常③氢化物键能：同周期从左到右递增N-H反常同主族从上到下递减5、键能的应用(1)判断共价键的稳定性：键能越大，共价键越牢固(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。根据热效应判断：同类型反应，反应放出的热量越多，产物越稳定。根据能量判断：能量越低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=反应物中化学键键能之和－生成物中化学键键能之和在计算中一定要数准反应物和生成物中化学键的个数。1molH2O中有2molH—O键；1molNH3中有3molN—H键;1molCH4中有4molC—H键；1molCO2中有2molC＝O键；1molN2H4中有4molN—H键，1molN—N键；1mol金刚石中有2molC—C键；1molSi中有2molSi—Si键；1molSiO2中有4molSi—O键；1mol石墨中有1.5molC—C键；1molP4中有6molP—P键。

流交与考思1、键能越大，物质的活泼性就一定越弱吗？

反应物键能越大，反应物在化学反应中完全断裂就越困难，可用同族元素氢化物的键能大小，判断氢化物的热稳定性。但物质的活泼性，键能是影响其一因素，不是唯一因素，如Cl2比Br2活泼，但键能前者大，因此上述说法不正确。流交与考思2、N2、O2、F2与H2的反应能力依次增强，从键能的角度如何理解这一化学事实。(利用课本P37表2-1的相应数据分析)

从表2-1的数据可知，N≡N、O=O、F-F的键能依次减小，共价键越来越容易断裂，而产物中N—H、O—H与H—F的键能依次增大，共价键越来越容易生成，所以N2、O2、F2与H2的反应能力依次增强。流交与考思3、已知N—N、N=N和N≡N键能之比为1.00∶2.17∶4.90，而C—C、C=C、C≡C键能之比为1.00∶1.77∶2.34。如何用这些数据理解氮分子不容易发生加成反应而乙烯和乙炔容易发生加成反应？

键能数据表明，N≡N的键能大于N—N的键能的三倍，N==N的键能大于N—N的键能的两倍；而C≡C的键能却小于C—C的键能的三倍，C==C的键能小于C—C的键能的两倍，说明乙烯和乙炔中的π键不牢固，易发生加成反应，而N2分子中N≡N非常牢固，所以氮分子不易发生加成反应。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、101kPa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()✔×✔✔×特例：N≡N、N=N的σ键键能＜π键键能2.某些化学键的键能(kJ·mol－1)如表所示：化学键H-HCl-ClBr-BrI-IH-ClH-BrH-I键能436242.7193.7152.7431.8366298.7(1)1molH2在2molCl2中燃烧，放出热量_________kJ。184.9(2)在一定条件下，1molH2与足量的Cl2、Br2、I2分别反应，放出热量由多到少的顺序是___(填字母)。a.Cl2＞Br2＞I2

b.I2＞Br2＞Cl2

c.Br2＞I2＞Cl2预测1molH2在足量F2中燃烧比在Cl2中燃烧放热____(填“多”或“少”)。a多二、键长

键长是构成化学键的两个原子的核间距。不过，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。键长可以通过晶体的X射线衍射实验测得。原子半径与键长是什么联系？元素CNOClH共价半径/pm7770669937共价半径：相同原子的共价单键键长的一半，即原子半径。键C－CC=CC≡CCl－ClC－HN－HO－H键长/pm15413312019810910196原子半径决定化学键的键长，原子半径越小，键长越短。注意：键长不是成键两原子半径的和！H-FH-ClH-BrH-IC-CC=CC≡CCl-ClF-F键长(pm)92128141161154134120198141键能(kJ/mol)567431366298347598820242.7157从以下数据中可以得到什么结论？①通常，键长越短，键能越大，共价键越牢固。同种类型的键，键长越短，键能越大，分子越稳定。②相同的成键原子的键长：单键>双键>三键1、为什么F－F的键长比Cl－Cl的键长短，但键能却比Cl－Cl的键能小？流交与考思

氟原子的半径很小，因而F－F的键长比Cl－Cl的键长短，但也是由于F－F的键长短，两个氟原子在形成共价键时，原子核之间的距离就小，排斥力大，因此键能比Cl－Cl的键能小。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。下列说法正确的是（）A.在分子中，两个成键的原子间的距离叫键长B.键长：N—H>P—HC.H—Cl的键能为431.8kJ·mol－1，H—Br的键能为366kJ·mol－1，这可以说明HCl比HBr分子稳定D.键长越短，键能越大，表示该分子越容易受热分解C三、键角

在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角称为键角。键角的数值可通过晶体的X射线衍射实验获得。白磷和甲烷均为正四面体形结构，但键角不相同。60°109°28′105°H2OV形(或角形)CO2NH3CH4P4直线形180°107.5°三角锥形正四面体形109°28′60°多原子分子的键角一定，表明共价键具有方向性。键角是描述分子空间结构的重要参数，分子的许多性质都与键角有关。键参数键能键长键角决定共价键的稳定性

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。决定分子的空间结构决定分子的性质1.下列说法正确的是()A.分子的结构是由键角决定的B.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C.CF4、CCl4、CBr4、CI4中C—X的键长、键角均相等D.NH3分子中两个N—H的键角为120°B2.二氯化二硫(S2Cl2)，非平面结构，常温下是一种黄红色液体，有刺激性恶臭，熔点：－80℃，沸点：137.1℃。下列对于二氯化二硫叙述正确的是()A.二氯化二硫的电子式为B.分子中只有σ键C.分子中S—Cl的键长大于S—S的键长D.分子中S—Cl的键能小于S—S的键能B3.下列事实不能够用键能解释的是()A.氮气的化学性质比氧气稳定B.稀有气体一般难发生反应C.F2比O2更容易和氢气反应D.卤化氢的热稳定性随原子序数递增依次递减E