2019版化学选择性必修二：第九节共价键（第2课时-键能、键长及键角）

第二章分子结构与性质第二节分子的空间结构第2课时键参数—键能、键长与键角

回想•质疑HCl、HBr和HI中的化学键均为共价键，其稳定性存在一定的差异，这是为什么呢?2.CO2和H2O都是三原子分子，CO2分子是直线形结构，而H2O

分子是V形结构，这是什么原因呢？键参数——键能、键长、键角较高新知•探究一、键能键能——衡量共价键的强弱1.概念：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-1。3.条件：键能可以通过实验测定，通常是298.15K、100kPa条件下的标准值。

较高新知•探究一、键能键能可通过实验测定，更多却是推算获得的。例如，断开CH4中的4个C—H，所需能量并不相等，因此，CH4中的C—H键能只是平均值，而表2-1中的C—H键能是更多分子中的C—H键能的平均值。表2-1某些共价键的键能（kJ·mol－1）较高新知•探究一、键能[你发现了吗？]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:单键<双键<三键(键能)2.双键键能不等于单键键能的两倍，说明了什么？σ键

和π键：键能不相等C与C之间：σ键＞π键

N与N之间：σ键<π键1.对于同种元素形成的单键、双键、三键的键能有何差异？

某些共价键的键能（kJ·mol－1）较高新知•探究1.判断共价键的稳定性（键能越大，共价键越稳定）

从键能的定义可知，破坏1mol化学键所需能量越多，即共价键的键能越大，则共价键越稳定。2.判断分子的稳定性（一般键能越大，分子越稳定）

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。键能的应用3.估算化学反应的反应热

同一化学键解离成气态原子所吸收的能量与气态原子结合形成化学键所释放的能量在数值上是相等的，故根据化学键的键能数据可计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较高新知•探究[思考与交流]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？N2、O2、F2与H2的反应能力依次增强,其原因是反应物中N≡N键、O=O键、F—F键的键能依次为946kJ·mol-1、497.3kJ·mol-1、157kJ·mol-1,键能越来越小,共价键越来越容易断裂。而生成物中N-H、O-H、F-H键的键能依次为390.8kJ·mol-1、462.8kJ·mol-1、568kJ·mol-1键能越来越大，共价键越来越容易生成。一、键能较高新知•探究[思考与交流]一、键能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？如何用计算的结果说明氯化氢分子和溴化氢分子哪个更容

易发生热分解生成相应的单质？通过计算1molH2与1molCl2反应生成2molHCl时，放出184.9kJ的热量；1molH2与1molBr2(蒸气)反应生成2molHBr时,放出102.3kJ的热量。说明2molHBr分解需要吸收的能量比2molHCl低,故HBr更易分解。ΔH=反应物中化学键键能之和﹣生成物中化学键键能之和较高新知•探究二、键长1.概念：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。2.单位：pm（1pm＝10-12m）3.键长大小：原子半径决定共价键的键长。原子半径越小，共价键的键长越短。较高新知•探究4.共价键键长规律：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。请同学们观察右表，并找出键长数据中存在的规律?(从成键个数，成键原子的半径分析)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。键长是衡量共价键强弱的另一重要参数较高新知•探究[思考与交流]二、键长1.F-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。较高新知•探究2.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。3.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。二、键长较高新知•探究1.概念：在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角三、键角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。

键长和键角的数值可通过晶体的X射线衍射实验获得。较高新知•探究三、键角键长和键角决定分子的空间结构。常见分子中的键角与分子空间结构：分子立体构型键角实例正四面体109°28′甲烷、四氯化碳平面型120°苯、乙烯三角锥型107°氨气V型105°水分子直线型180°二氧化碳、乙炔3.键角的应用CH4

NH3

H2OCO2

苯

较高新知•探究[思考与交流]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？三、键角不同，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′。课堂小结新知•应用练练一1．可以反映共价键强弱的物理量是(

)A.键能 B.键能、键长

C.键能、键长、键角 D.键长、键角2．从键长的角度判断,下列共价键中最稳定的是(

)A.H—F B.N—HC.C—H D.S—H3.已知各共价键的键能如表所示，下列说法正确的是()BAC共价键H—HF—FH—FH—ClH—I键能E(kJ/mol)43615756