資源簡介

(共23張PPT)
第一節　共價鍵
第2課時　鍵參數——鍵能、鍵長與鍵角
第二章　分子結構與性質
[學習目標]
1.了解共價鍵鍵參數的含義， 能用鍵能、鍵長、鍵角說明簡單分子
的某些性質(重、難點)。
2.通過認識共價鍵的鍵參數對物質性質的影響， 探析微觀結構對宏
觀性質的影響。
引入新課
1.概念
氣態分子中1 mol化學鍵解離成氣態原子所吸收的能量，單位是kJ·mol－1。
通常是298.15 K(25 ℃)、101 kPa條件下的標準值。
可通過實驗測定，更多是推算獲得。
注意：甲烷中四個碳氫鍵鍵能相同嗎？
不同
鍵能數據是平均值
一、鍵能
C—H鍵能 413.4 kJ·mol－1
一、鍵能
2.應用
(1)定量衡量共價鍵強弱
鍵能越大，共價鍵越牢固。
(2)判斷分子的穩定性
一般結構相似的分子，鍵能越大，分子越穩定。
(3)利用鍵能估算化學反應熱效應
ΔH＝反應物的總鍵能－生成物的總鍵能。
某些共價鍵鍵能/kJ·mol-1
EH-F>EH-Cl>EH-Br>EH-I
H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g)
ΔH =436.0 kJ·mol-1 + 242.7 kJ·mol-1 -2×431.8 kJ·mol-1
= -184.9 kJ·mol-1
一、鍵能
1.正誤判斷
(1)N—H的鍵能是很多分子中的N—H的鍵能的平均值
(2)O—H的鍵能是指在298.15 K、101 kPa下，氣態分子中1 mol O—H解離成氣態原子所吸收的能量
(3)C==C的鍵能等于C—C的鍵能的2倍
(4)σ鍵一定比π鍵牢固
√
×
√
×
思考交流
一、鍵能
2.表中的數據是破壞1 mol物質中的化學鍵所消耗的能量：
物質 Cl2 Br2 I2 H2
能量/(kJ·mol－1) 242.7 193.7 152.7 436
下列物質本身具有的能量最低的是
A.H2 B.Cl2 C.Br2 D.I2
√
思考交流
一、鍵能
3.結合教材中表2－1某些共價鍵的鍵能數據，思考討論：
(1)成鍵原子相同而共價鍵數目不同時，鍵能強弱規律：______________________________。
單鍵鍵能<雙鍵鍵能<三鍵鍵能
(2)判斷HF、HCl、HBr、HI的熱穩定性強弱：
________________；
其中_____更容易發生熱分解生成相應的單質。
(3)若形成1 mol H—Cl，釋放的能量是________kJ。
HF>HCl>HBr>HI
HI
431.8
思考交流
二、鍵長
1.概念
構成化學鍵的兩個原子的核間距；
原子半徑決定共價鍵的鍵長，原子半徑越小，共價鍵的鍵長越短。
二、鍵長
2.應用
一般鍵長越短，鍵能越大，表明共價鍵越穩定，反之亦然。
某些共價鍵鍵能(kJ/mol)鍵長/pm (1 pm=10-12 m)
鍵 鍵能 鍵長 鍵 鍵能 鍵長
H-H 436 74 C-C 347.7 154
F-F 157 141 C=C 615 133
Cl-Cl 242.7 198 C≡C 812 120
Br-Br 193.7 228 C－H 413.4 109
I-I 152.7 267 O－H 462.8 96
二、鍵長
思考交流
1.正誤判斷
(1)雙原子分子中化學鍵鍵長越長，分子越穩定
(2)鍵長：H—I>H—Br>H—Cl、C—C>C==C>C≡C
(3)鍵長的大小與成鍵原子的半徑和成鍵數目有關
×
√
×
2.已知X—X、Y—Y、Z—Z的鍵長分別為198 pm、74 pm、154 pm，則他們單質分子的穩定性： 。
Y2>Z2>X2
二、鍵長
3.下表是從實驗中測得的不同物質中的鍵長和鍵能數據：
O—O O2
鍵長/(10－12 m) 149 128 121 112
鍵能/(kJ·mol－1) x y a＝494 b＝628
其中x、y的鍵能數據尚未測定，但可根據規律推導鍵能大小的順序是b>a>y>x，該規律性是 。
鍵長越短，鍵能越大
思考交流
二、鍵長
定性判斷鍵長的方法
(1)根據原子半徑進行判斷
在其他條件相同時，成鍵原子的半徑越小，鍵長越短。
(2)根據共用電子對數判斷
相同的兩原子形成的共價鍵，形成雙鍵或者三鍵時，原子軌道重疊程度增大，原子核間距減小，鍵長變短，故單鍵鍵長＞雙鍵鍵長＞三鍵鍵長。
歸納總結
三、鍵角
1.概念
多原子分子中兩個相鄰共價鍵之間的夾角。
2.數據：
鍵長、鍵角數值可通過晶體的X射線衍射實驗獲得。
CO2為直線形分子，H2O為V形(或稱角形)分子，NH3為三角錐形分子。
三、鍵角
3.應用
鍵角
鍵長
分子幾何構型及某些性質
鍵角表明共價鍵具有方向性
三、鍵角
思考交流
1.下列說法正確的是
A.分子的結構是由鍵角決定的
B.共價鍵的鍵能越大，共價鍵越牢固，由該鍵形成的分子越穩定
C.CF4、CCl4、CBr4、CI4中C—X的鍵長、鍵角均相等
D.NH3分子中兩個N—H之間的鍵角為120°
√
三、鍵角
思考交流
2.試根據空間結構填寫下列分子的鍵角。
分子的空間結構 鍵角 實例
正四面體形 __________ CH4、CCl4
平面形 ______ 苯、乙烯、BF3等
三角錐形 ______ NH3
109°28′
120°
107°
三、鍵角
共價鍵穩定性強弱的判斷方法
(1)根據原子半徑和共用電子對數目判斷：
原子半徑越小，共用電子對數越多，共價鍵越牢固，分子越穩定。
(2)根據鍵能判斷：
共價鍵的鍵能越大，共價鍵越牢固，破壞共價鍵消耗的能量越多。
(3)根據鍵長判斷：
共價鍵的鍵長越短，共價鍵越牢固，破壞共價鍵所消耗的能量越多。
特別提醒
自我測試
1.鍵長、鍵角和鍵能是描述共價鍵的三個重要參數，下列敘述正確的是
A.鍵角是兩個相鄰共價鍵之間的夾角，說明共價鍵有方向性
B.因為O—H的鍵能小于H—F的鍵能，所以O2、F2與H2反應的能力逐漸減弱
C.水分子可表示為H—O—H，分子中的鍵角為180°
D.O—H的鍵能為462.8 kJ·mol－1，即18 g H2O分解成H2和O2時，消耗能量為2×462.8 kJ
√
2.下列有關說法不正確的是
A.CH4、NH3、CO2分子中的鍵角依次增大
B.HCl、HBr、HI分子中的鍵長依次增大
C.H2O、H2S、H2Se分子中的鍵能依次減小
D.H2O、PH3、SiH4分子的穩定性依次減弱
√
自我測試
自我測試
3.某些化學鍵的鍵能(kJ·mol－1)如表所示：
化學鍵 H—H Cl—Cl Br—Br I—I H—Cl H—Br H—I
鍵能 436 242.7 193.7 152.7 431.8 366 298.7
(1)1 mol H2在2 mol Cl2中燃燒，放出熱量________kJ。
184.9
(2)在一定條件下，1 mol H2與足量的Cl2、Br2、I2分別反應，放出熱量由多到少的順序是____(填字母)。
a.Cl2＞Br2＞I2 b.I2＞Br2＞Cl2 c.Br2＞I2＞Cl2
預測1 mol H2在足量F2中燃燒比在Cl2中燃燒放熱____(填“多”或“少”)。
a
多
自我測試
4.已知某些共價鍵的鍵能、鍵長數據如表所示：鍵能(kJ·mol－1)
共價鍵 Cl—Cl Br—Br I—I H—F H—Cl H—Br H—I O—H
鍵能 242.7 193.7 152.7 568 431.8 366 298.7 462.8
鍵長/pm 198 228 267 96
共價鍵 C—C C==C C≡C C—H N—H N==O O—O O==O
鍵能 347.7 615 812 413.4 390.8 607 142 497.3
鍵長/pm 154 133 120 109 101
(1)下列推斷正確的是________(填字母)。
A.熱穩定性：HF>HCl>HBr>HI B.氧化性：I2>Br2>Cl2
C.沸點：H2O>NH3 D.還原性：HI>HBr>HCl>HF
ACD
(2)在HX(X＝F、Cl、Br、I)分子中，鍵長最短的是______，最長的是______；O—O的鍵長________ (填“大于”“小于”或“等于”)O==O的鍵長。
HF
HI
大于
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