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1、 第第2课时课时 键键参数参数第一节 共价键情景素材CH4CH3CH2OHCH3COOHC6H6C8H8CH3OH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？1.键能指气态分子中 1 mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。说明：二、键参数二、键参数键能、键长与键角键能、键长与键角键能越大，化学键越牢固，分子越稳定。键能越大，化学键越牢固，分子越稳定。键能可以通过实验测定，更多是推算获得的（如盖斯定律）键能通常是298.15K、101kPa条件下的标准值，单位：kJmol-1。P37共价键共价键键能（键能（kJ/mol）CH4 CH3 H 439.3CH3 :CH2H 442CH2:C
2、H H 442:CH C H 338.6键能的理解断开断开CH4中的四个中的四个C-H键，所需的能量键，所需的能量并并不相同不相同，因此因此CH4中中C-H键能取的是其键能取的是其平均值平均值。小技巧小技巧1.键能指气态分子中 1 mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。说明：二、键参数二、键参数键能、键长与键角键能、键长与键角同样的共价键在不同的分子中键能也略有区别，如甲烷中的C-H键和乙烯中C-H键键能不严格相等键能越大，化学键越牢固，分子越稳定。键能越大，化学键越牢固，分子越稳定。键能可以通过实验测定，更多是推算获得的（如盖斯定律）键能通常是298.15K、101kPa条件下的标准值，单
3、位：kJmol-1。P37平均值平均值P37 表表2-1 某些共价键的键能某些共价键的键能该表中的该表中的CHCH键能键能是是更多分子中的更多分子中的CHCH键能的平均值。键能的平均值。P37 表表2-1 某些共价键的键能某些共价键的键能讨论1：碳碳碳单键、碳碳双键碳单键、碳碳双键和碳碳三键之间键能关系？和碳碳三键之间键能关系？键键能 键键能 碳碳单键碳碳单键 碳碳双键碳碳双键 碳碳碳碳三三键键 (且且不存在倍数不存在倍数关系关系)讨论2：氮氮单键、氮氮双键氮氮单键、氮氮双键和氮氮三键和氮氮三键之间键能关系？之间键能关系？氮氮单键氮氮单键 氮氮氮氮双键双键 氮氮氮氮三三键键 (且且不存在倍数不
4、存在倍数关系关系)键键能键键能 键键键能键能 特殊特殊分析数据，有何结论？分析数据，有何结论？P37 表表2-1 某些共价键的键能某些共价键的键能分析数据，有何结论？分析数据，有何结论？解题规律相同原子间的键能：相同原子间的键能：单键双键三键键 键 Cl2 Br2 I2P37 表表2-1 某些共价键的键能某些共价键的键能分析数据，有何结论？分析数据，有何结论？特殊特殊卤素单质键能：卤素氢化物键能：F2键能反常低从上到下逐渐减小第二周期氢化物键能：从左至右整体增大，C和N反常 P37 表表2-1 某些共价键的键能某些共价键的键能分析数据，有何结论？分析数据，有何结论？(1)同种同种类型的键，成键
5、原子类型的键，成键原子半径越小，键能越半径越小，键能越大大特殊特殊(2)(2)氢化物氢化物键能：键能：同周期从左到右递增(C和N反常）同主族从上到下递减（1）判断共价键的稳定性键能越大键能越大,断开化学键需要吸收的能量越多断开化学键需要吸收的能量越多,化学键越稳定化学键越稳定。（2）判断分子的稳定性结构相似的分子中结构相似的分子中,共价键的共价键的键能越大键能越大,分子越稳定分子越稳定。（3）判断化学反应中的能量变化H H=反应物键能总和反应物键能总和-生成物键能生成物键能总和总和3.键能的应用(1)(1)试试利用利用P P3737表表2-12-1中的数据进行计算，中的数据进行计算，1 mol
6、 H1 mol H2 2分别跟分别跟1 mol Cl1 mol Cl2 2、1 mol Br1 mol Br2 2(蒸气蒸气)反反应应，分别形成，分别形成2 mol HCl2 mol HCl和和2 mol HBr2 mol HBr，哪一个反应释放的能量更多？如何用计算，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？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？【思考与讨论思考与讨论】P38H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H H436.0kJ/mol436.0kJ/mol242.7kJ/mol242.7kJ/m
7、ol2 2431.8kJ/mol431.8kJ/mol-184.9kJ/mol184.9kJ/molH2(g)Br2(g)=2HBr(g)H436.0 kJ/molkJ/mol193.7 kJ/molkJ/mol2366 kJ/molkJ/mol102.3 kJ/molkJ/mol由由计算结果可知：生成计算结果可知：生成2 mol HCl比生成比生成2 mol HBr释放的能量多。释放的能量多。HBrHBr的键能的键能比比HClHCl的键能小，说明的键能小，说明HBrHBr比比HClHCl容易断裂，所容易断裂，所以以HBrHBr分子更容易发生热分解生成相应的单质。分子更容易发生热分解生成相应的
8、单质。(2)N(2)N2 2、O O2 2、F F2 2与与H H2 2的反应能力依次增强，从键能的角度如何理解这一化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。学事实。(利用课本利用课本P37P37表表2-12-1的相应数据分析的相应数据分析)由于由于NNN N、O=OO=O、F-FF-F的键能依次减小的键能依次减小，同时同时N-HN-H、O-HO-H、F-HF-H键键键键能依次增大。即旧键易断裂，新键形成后很稳定。故能依次增大。即旧键易断裂，新键形成后很稳定。故N N2 2、O O2 2、F F2 2跟跟H H2 2的反应能力依次增强。的反应能力依次增强。键NNO=OF-FN-H
9、O-HF-H键能能（kJ/mol）946497.3157390.8462.8568【思考与讨论思考与讨论】P38提示键能数据表明，键能数据表明，NNNN的键能大于的键能大于NNNN的键能的三倍，的键能的三倍，N N=N N的键的键能大于能大于NNNN的键能的两倍；而的键能的两倍；而CCCC的键能却小于的键能却小于CCCC的键能的三倍，的键能的三倍，C C=C C的键能小于的键能小于CCCC的键能的两倍，的键能的两倍，说明乙烯和乙炔中的说明乙烯和乙炔中的 键不牢固，键不牢固，易发生加成反应，而易发生加成反应，而N N2 2分子中分子中NNNN非常牢固，所以氮分子不易发生加非常牢固，所以氮分子不易
10、发生加成反应。成反应。(3)(3)查阅查阅课本课本P37P37表表2-12-1的相应的相应数据数据，可可知知NNNN、N N=N N和和NNNN键能之比为键能之比为1.002.174.901.002.174.90，而，而CCCC、C C=C C、CCCC键能之比为键能之比为1.001.772.341.001.772.34。如何用这些数据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？成反应？【思考与讨论思考与讨论】一般地，键比键更稳定，但N N2 2例外例外(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()
11、(2)NH的键能是很多分子中的NH的键能的平均值()(3)OH的键能是指在298.15 K、100 kPa下，1 mol气态分子中1 mol OH解离成气态原子所吸收的能量()(4)C=C的键能等于CC的键能的2倍()(5)键一定比键牢固()规律：CC、C=C的的 键键能键键能 键键能键键能 特例：NN、N=N的的键键能键键能 键键键能键能解题规律：键能越大共价键越牢固分子越稳定1.判断判断正误正误应用体验2.2.下列事实不能用键能的大小来解释的是下列事实不能用键能的大小来解释的是A.NA.N元素的电负性较大，但元素的电负性较大，但N N2 2的化学性质很稳定的化学性质很稳定B.B.稀有气体一
12、般难发生化学反应稀有气体一般难发生化学反应C.HFC.HF、HClHCl、HBrHBr、HIHI的热稳定性逐渐减弱的热稳定性逐渐减弱D.FD.F2 2比比O O2 2更容易与更容易与H H2 2反应反应B B应用体验3.对比以下几个反应式：ClCl Cl2H1247 kJmol1；OO O2H2493 kJmol1；NN N2H3946 kJmol1。可以得出的结论是A.在常温下氮气比氧气和氯气稳定 B.氮、氧和氯的单质常温下为气体C.氮、氧和氯都是双原子分子 D.氮气、氧气和氯气的密度不同A A应用体验4.某些化学键的键能(kJmol1)如表所示：化学键HHClClBrBrIIHClHBrH
13、I键能436242.7193.7152.7431.8366298.7(1)1 mol H2在2 mol Cl2中燃烧，放出热量 kJ。184.9(2)在一定条件下，1 mol H2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.Cl2Br2I2b.I2Br2Cl2c.Br2I2Cl2预测1 mol H2在足量F2中燃烧比在Cl2中燃烧放热 (填“多”或“少”)。a多应用体验2.键长二、键参数二、键参数键能、键长与键角键能、键长与键角共价半径：共价半径：相同原子的共价键键长的一半称为共价半径相同原子的共价键键长的一半称为共价半径 构成共价键的两个原子的核间距。成键
14、原子的半径越小，键长越短P39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。二、键参数二、键参数键能、键长与键角键能、键长与键角单位：单位：pmpm（1pm1pm1010-12-12 m m）ClCl2 2中中Cl-ClCl-Cl键长键长2.键长 构成共价键的两个原子的核间距。P38请找出数据中的规律。请找出数据中的规律。键键键长键长pmpmH-FH-F9292H-ClH-Cl127127H-BrH-Br142142H-IH-I161161同种类型的共价键，成键原子的半径越小，键长越小。键长键长规律规律P38请找出数据中的规律。请找出数据中的规律。同种类型的共价
15、键，成键原子的半径越小，键长越小。键长键长规律规律成键原子相同的共价键的键长:单键键长 双键键长 三键键长键键键能键能（kJmolkJmol-1-1）键长键长pmpm键键键能键能（kJmolkJmol-1-1）键长键长pmpmF-FF-F157157141141H-FH-F5685689292Cl-ClCl-Cl242.7242.7198198H-ClH-Cl431.8431.8127127Br-BrBr-Br193.7193.7228228H-BrH-Br366366142142I-II-I152.7152.7267267H-IH-I298.7298.7161161C-CC-C347.734
16、7.7154154CCCC812812120120C=CC=C615615133133某些共价键的某些共价键的键能键能和和键长键长请找出数据中的规律。请找出数据中的规律。通常，通常，键长越短键长越短,键能越大键能越大规律：规律：小 结同种同种类型的共价键，类型的共价键，成键原子成键原子的半径的半径越小，越小，键长越键长越小小。成键原子相同的的共价键，键数越多，键能越大，键长越短共价键，键数越多，键能越大，键长越短。键长键长:单键单键键长键长 双键键长双键键长 三键键长三键键长键能键能:单键单键的键能双键的键能三键的键能的键能双键的键能三键的键能解题规律：键长越短键能越大键越牢固分子越稳定F-F
17、F-F不符合不符合“键长越短，键能越大键长越短，键能越大”的规律，为什么的规律，为什么？想一想键键键能键能（kJmolkJmol-1-1）键长键长pmpmF-FF-F157157141141Cl-ClCl-Cl242.7242.7198198Br-BrBr-Br193.7193.7228228I-II-I152.7152.7267267F F原子原子半径很小，因此半径很小，因此F-FF-F键键的的键长短键长短，但但也是由于也是由于FFFF的键长短的键长短，两两个个F F原子形成原子形成共价键时，共价键时，原子核之间的距离原子核之间的距离小小，排斥力，排斥力大大，因此键能，因此键能小小,化学性质
18、很活泼化学性质很活泼。键长的应用（1）键长越小,一般键能越大,共价键越稳定,含该共价键的分子越稳定。（2）键长的比较方法根据成键原子的原子半径比较。同类型的共价键,原子半径越小,键长越小。如键长：如键长：H HI HI HCl HCl HF F；Si SiSi SiSi SiC CC CC C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。如键长：如键长：C CC C=C CCC C=C CC原子半径：原子半径：Cl Cl Br Br I I键键 长长：H-Cl H-Cl H-Br H-Br H-IH-I键键 能能：H-Cl H-Cl H-Br H-Br H-I
19、H-I所以所以，在相同的温度下，在相同的温度下，HClHCl最稳定最稳定，HIHI最最不稳定。不稳定。如何解释HCl、HBr和HI的稳定性的差异1.1.二氯化二硫二氯化二硫(S(S2 2ClCl2 2)，非平面结构，常温下是一种黄红色液体，有刺激，非平面结构，常温下是一种黄红色液体，有刺激性恶臭，熔点：性恶臭，熔点：80 80，沸点：，沸点：137.1 137.1。下列。下列对于对于S S2 2ClCl2 2叙述叙述正确的是正确的是A A.二氯化二硫的电子式为二氯化二硫的电子式为B B.分子中既有极性键又有非极性键分子中既有极性键又有非极性键C.C.分子中分子中SClSCl的键长大于的键长大于
20、SSSS的键长的键长D.D.分子中分子中SClSCl的键能小于的键能小于SSSS的键能的键能B B应用体验2.2.下列说法正确的是下列说法正确的是A.A.在分子中，两个原子间的距离叫键长在分子中，两个原子间的距离叫键长B.B.非极性键的键能大于极性键的键能非极性键的键能大于极性键的键能C.C.键能越大，表示该分子越容易受热分解键能越大，表示该分子越容易受热分解D.HClD.HCl的键能为的键能为431 kJmol431 kJmol1 1，HIHI的键能为的键能为297 kJmol297 kJmol1 1，这这可可说明说明HClHCl分子比分子比HIHI分子稳定分子稳定应用体验D D应用体验3.
21、下表是从实验中测得的不同物质中的键长和键能数据：OOO2键长/(1012 m)149128121112键能/(kJmol1)xya494b628其中其中x、y的键能数据尚未测定，但可根据规律推导键能的键能数据尚未测定，但可根据规律推导键能大小的顺序是大小的顺序是bayx，该规律性是，该规律性是A.成键时，电子数越多，键能越大成键时，电子数越多，键能越大 B.键长越短，键能越大键长越短，键能越大C.成键所用的电子数越少，键能越小成键所用的电子数越少，键能越小 D.成键时电子对越偏移，键能越大成键时电子对越偏移，键能越大B B3.键角二、键参数二、键参数键能、键长与键角键能、键长与键角 在多原子分
22、子中，两个相邻共价键之间的夹角称为键角。CH4 10928正四面体形键角决定分子的空间构型键角决定分子的空间构型H2O 约为约为105NH3 约为约为107V形(角形)三角锥形CO2 180直线形分子的空间结构分子的空间结构键角键角实例实例正四面体形正四面体形_平面形平面形_三角锥形三角锥形V V形形(角形角形)_直线形直线形_10928120105180一些典型分子的键角107107CHCH4 4、CClCCl4 4苯、乙烯、苯、乙烯、BFBF3 3等等NHNH3 3PHPH3 3PClPCl3 3H H2 2O OH H2 2S SSOSO2 2COCO2 2、CSCS2 2、CHCHCH
23、CH3.键角二、键参数二、键参数键能、键长与键角键能、键长与键角 在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角称为键角。键角决定分子的空间构型键角决定分子的空间构型键角键角是描述分子是描述分子立体结构立体结构的重要参数，分子的许多性质与键角有关。的重要参数，分子的许多性质与键角有关。键角键角一定一定，表明，表明共价键具有方向性共价键具有方向性。讨论讨论.如图白磷和甲烷均为正四面体结构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？它们的键角是否相同，为什么？提示提示不同，白磷分子的键角是指不同，白磷分子的键角是指PPPP之间的夹角，为之间的夹角，为6060；而甲烷分；而甲烷分子的键角是指
24、子的键角是指CHCH的夹角，为的夹角，为1092810928。键能键长共价键的稳定性小 结 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决定决定注：键长和键角的数值可通过晶体的X射线衍射实验获得。小结：共价键强弱的判断小结：共价键强弱的判断(1)(1)由原子半径和共用电子对数判断由原子半径和共用电子对数判断:成键原子的成键原子的原子半径越小,两原子间两原子间共用电子对数越多,则一般则一般共价键越牢固,含有该共价键的含有该共价键的分子越稳定。(2)2)由键能判断由键能判断:共价键的共价键的键能越大,共
25、价键越牢固,破坏共价键破坏共价键消耗的能量越多。(3)3)由键长判断由键长判断:共价键的键长越小,共价键越牢固,破坏共价键消耗的能量越多。破坏共价键消耗的能量越多。(4)4)由电负性判断由电负性判断:元素的元素的电负性越大,该元素的原子对共用电子对的吸引力越大该元素的原子对共用电子对的吸引力越大,形形成的成的共价键一般越稳定。特别特别提醒提醒:由分子构成的物质由分子构成的物质,其其熔、沸点熔、沸点与共价键的与共价键的键能和键长无关键能和键长无关,而分子的而分子的稳定性稳定性由由键长和键能键长和键能大小决定。大小决定。(1)(1)分子中通常键能越大，键长越短，分子越稳定分子中通常键能越大，键长越
26、短，分子越稳定()(2)(2)键角是描述分子空间结构的重要参数键角是描述分子空间结构的重要参数()(3)(3)键长键长HIHIHBrHBrHClHCl；CCCCC C=C=CC CC(C()判断正误判断正误1.1.键长、键角和键能是描述共价键的三个重要参数，下列叙述正确的是键长、键角和键能是描述共价键的三个重要参数，下列叙述正确的是A.A.乙烯分子中任意两个键的夹角约为乙烯分子中任意两个键的夹角约为120120B.B.因为因为HOHO的键能小于的键能小于HFHF的键能，所以的键能，所以O O2 2、F F2 2与与H H2 2反应的能力反应的能力逐渐减弱逐渐减弱C.HFC.HF的键长是的键长是
27、HX(XHX(XF F、ClCl、BrBr、I)I)中最长的中最长的D.D.碳碳三键和碳碳双键的键能分别是单键键能的碳碳三键和碳碳双键的键能分别是单键键能的3 3倍和倍和2 2倍倍A A2.2.关于键长、键能和键角，下列说法错误的是关于键长、键能和键角，下列说法错误的是A.A.键角是描述分子空间结构的重要参数键角是描述分子空间结构的重要参数B.B.键长是形成共价键的两原子间的核间距键长是形成共价键的两原子间的核间距C.C.键能越大，键长越长，共价化合物越稳定键能越大，键长越长，共价化合物越稳定D.D.键角的大小与键长、键能的大小无关键角的大小与键长、键能的大小无关CC3.下列说法正确的是A.分
28、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CX的键长、键角均相等D.NH3分子中两个NH的键角为120B B4.能说明BF3分子中四个原子在同一平面的理由是A.任意两个键的夹角为120 B.BF是非极性共价键C.三个BF的键能相同 D.三个BF的键长相等A A5.5.三氯化磷分子的空间结构不是平面正三角形，其理由叙述中正确的是三氯化磷分子的空间结构不是平面正三角形，其理由叙述中正确的是A.PClA.PCl3 3分子中分子中3 3个共价键的键角均相等个共价键的键角均相等B.PClB.PCl3 3分子中分子中PClPCl
29、属于极性共价键属于极性共价键C.PClC.PCl3 3分子中分子中3 3个共价键的键长均相等个共价键的键长均相等D.PClD.PCl3 3分子中分子中PClPCl的的3 3个键角都是个键角都是100.1100.1D DPCl3分子若是平面正三角形，键角应为分子若是平面正三角形，键角应为1206.如图为元素周期表前4周期的一部分，下列有关R、W、X、Y、Z五种元素的叙述中，正确的是 A.W、R元素单质分子内都存在非极性键B.X、Z元素都能形成双原子分子C.第一电离能：XYWD.键长：XHWHBDNPSArBr7.7.有有A A、B B、C C、D D、E E、F F六种元素，已知：六种元素，已知
30、：它们位于三个不同的短周期，核电荷数依次增大。它们位于三个不同的短周期，核电荷数依次增大。E E元素的电离能数据见下表元素的电离能数据见下表(kJ/mol)(kJ/mol)：B B与与F F同主族。同主族。A A、E E分别都能与分别都能与D D按原子个数比为按原子个数比为1 11 1或或2 21 1形成化合物。形成化合物。B B、C C分别都能与分别都能与D D按原子个数比为按原子个数比为1 11 1或或1 12 2形成化合物形成化合物。I1I2I3I4496 4562 6912 9540 请回答下列问题:(1)(1)写出只含有写出只含有A A、B B、D D、E E四种元素的两种无机盐的化学式：四种元素的两种无机盐的化学式：_、_。NaHCO3CH3COONa(或其他合理答案)(2)B(2)B2 2A A2 2分子中存在分子中存在_个个键，键，_个个键。键。3 3 2 2