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第一節(jié) 共價(jià)鍵
第2課時(shí)
第二章 分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
考點(diǎn)
鍵長和鍵角
鍵能
01
02
鹵化氫 HCl HBr HI
比例模型
在1 000 ℃分解的百分?jǐn)?shù)/% 0.001 4 0.5 33
HCl、HBr和HI中的化學(xué)鍵均為共價(jià)鍵，其穩(wěn)
定性存在一定的差異，那么，如何進(jìn)行比較呢
常見鹵化氫的穩(wěn)定性
鍵參數(shù)——鍵能、鍵長與鍵角
鍵能
1 mol
吸收
※ 概念：氣態(tài)分子中_______化學(xué)鍵解離成氣態(tài)原子所______的能量
※ 單位：
※ 注意：
通常是298.15 K、100 kPa條件下的標(biāo)準(zhǔn)值
kJ·mol－1
鍵能越大，共價(jià)鍵越牢固，由此形成的分子越穩(wěn)定。
某些共價(jià)鍵的鍵能
鍵 鍵能(kJ·mol-1 ) 鍵 鍵能(kJ·mol-1 )
Cl－Cl 242.7 N－O 176
Br－Br 193.7 N＝O 607
I－I 152.7 O－O 142
H－F 568 O＝O 497.3
H－Cl 431.8 C－C 347.7
H－Br 366 C＝C 615
H－I 298.7 C≡C 812
請同學(xué)們觀察下表，并找出鍵能數(shù)據(jù)中存在的規(guī)律 (從成鍵個(gè)數(shù)，成鍵原子的半徑分析)
鍵參數(shù)——鍵能、鍵長與鍵角
某些共價(jià)鍵的鍵能
鍵 鍵能(kJ·mol-1 ) 鍵 鍵能(kJ·mol-1 )
Cl－Cl 242.7 N－O 176
Br－Br 193.7 N＝O 607
I－I 152.7 O－O 142
H－F 568 O＝O 497.3
H－Cl 431.8 C－C 347.7
H－Br 366 C＝C 615
H－I 298.7 C≡C 812
※ 規(guī)律一：形成共價(jià)鍵的原子的原子半徑越大，鍵能越小。
※ 規(guī)律二：單鍵的鍵能＜雙鍵的鍵能＜三鍵的鍵能
鍵參數(shù)——鍵能、鍵長與鍵角
請同學(xué)們思考并回答以下問題：
問題1：根據(jù)價(jià)鍵理論分析氮?dú)夥肿又械某涉I情況，并解釋N2通常很穩(wěn)定的原因。
問題2：N2、O2、F2與H2的反應(yīng)能力依次增強(qiáng)，從鍵能的角度如何理解這一化學(xué)事實(shí)。
兩個(gè)氮原子各自用三個(gè)p軌道分別形成一個(gè)σ鍵和兩個(gè)π鍵。N2分子中存在N≡N，鍵能大，破壞它需要消耗較高的能量，因而N2通常很穩(wěn)定。
從表中數(shù)據(jù)可知，N-H、O-H與H-F的鍵能依次增大，意味著形成這些鍵時(shí)放出的能量依次增大，化學(xué)鍵越來越穩(wěn)定。所以N2、O2、F2與H2的反應(yīng)能力依次增強(qiáng)。
應(yīng)用：
鍵參數(shù)——鍵能、鍵長與鍵角
判斷共價(jià)鍵的穩(wěn)定性
※ 應(yīng)用一
判斷分子的穩(wěn)定性
※ 應(yīng)用二
利用鍵能估算反應(yīng)熱
※ 應(yīng)用三
原子間形成共價(jià)鍵時(shí)，原子軌道重疊程度 越大 ，釋放能量 越多 ，所形成的共價(jià)鍵鍵能越大，共價(jià)鍵越 穩(wěn)定 。
一般來說，結(jié)構(gòu)相似的分子，共價(jià)鍵的鍵能越大，分子越 穩(wěn)定 。
ΔH＝ 反應(yīng)物 總鍵能 － 生成物 總鍵能
例、某些化學(xué)鍵的鍵能(kJ·mol－1)如下表所示。
184.9
化學(xué)鍵 H－H Cl－Cl Br－Br I－I H－Cl H－Br H－I
鍵能 436 242.7 193 151 431.8 363 297
(1) 1 mol H2在2 mol Cl2中燃燒，放出熱量 ______ kJ。
(2) 在一定條件下，1 mol H2與足量的Cl2、Br2、I2分別反應(yīng)，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(yù)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
鍵參數(shù)——鍵能、鍵長與鍵角
鍵長
※ 概念：構(gòu)成化學(xué)鍵的兩個(gè)原子的________，因此_________決定共價(jià)鍵的鍵長，__________越小，共價(jià)鍵的鍵長越短。
※ 單位：
※ 應(yīng)用：
核間距
原子半徑
原子半徑
pm (1 pm＝10－10 cm)
某些共價(jià)鍵的鍵能和鍵長
鍵 鍵能 (kJ·mol-1) 鍵長 pm 鍵 鍵能 (kJ·mol-1) 鍵長 pm
F－F 157 141 H－F 568 92
Cl－Cl 242.7 198 H－Cl 431.8 127
Br－Br 193.7 228 H－Br 366 142
I－I 152.7 267 H－I 298.7 161
C－C 347.7 154 C≡C 812 120
C＝C 615 133
鍵參數(shù)——鍵能、鍵長與鍵角
請同學(xué)們觀察下表，并找出鍵能數(shù)據(jù)中存在的規(guī)律 (從成鍵個(gè)數(shù)，成鍵原子的半徑分析)
某些共價(jià)鍵的鍵能和鍵長
鍵 鍵能 (kJ·mol-1) 鍵長 pm 鍵 鍵能 (kJ·mol-1) 鍵長 pm
F－F 157 141 H－F 568 92
Cl－Cl 242.7 198 H－Cl 431.8 127
Br－Br 193.7 228 H－Br 366 142
I－I 152.7 267 H－I 298.7 161
C－C 347.7 154 C≡C 812 120
C＝C 615 133
鍵參數(shù)——鍵能、鍵長與鍵角
規(guī)律1：同種類型的共價(jià)鍵，成鍵原子的原子半徑越小，鍵長越小。
某些共價(jià)鍵的鍵能和鍵長
鍵 鍵能 (kJ·mol-1) 鍵長 pm 鍵 鍵能 (kJ·mol-1) 鍵長 pm
F－F 157 141 H－F 568 92
Cl－Cl 242.7 198 H－Cl 431.8 127
Br－Br 193.7 228 H－Br 366 142
I－I 152.7 267 H－I 298.7 161
C－C 347.7 154 C≡C 812 120
C＝C 615 133
鍵參數(shù)——鍵能、鍵長與鍵角
規(guī)律1：同種類型的共價(jià)鍵，成鍵原子的原子半徑越小，鍵長越小。
規(guī)律2：相同原子的共價(jià)鍵的鍵長：單鍵鍵長＞雙鍵鍵長＞三鍵鍵長
某些共價(jià)鍵的鍵能和鍵長
鍵 鍵能 (kJ·mol-1) 鍵長 pm 鍵 鍵能 (kJ·mol-1) 鍵長 pm
F－F 157 141 H－F 568 92
Cl－Cl 242.7 198 H－Cl 431.8 127
Br－Br 193.7 228 H－Br 366 142
I－I 152.7 267 H－I 298.7 161
C－C 347.7 154 C≡C 812 120
C＝C 615 133
鍵參數(shù)——鍵能、鍵長與鍵角
規(guī)律1：同種類型的共價(jià)鍵，成鍵原子的原子半徑越小，鍵長越小。
規(guī)律2：相同原子的共價(jià)鍵的鍵長：單鍵鍵長＞雙鍵鍵長＞三鍵鍵長
規(guī)律3：鍵長越短，鍵能越大，共價(jià)鍵越牢固，分子越穩(wěn)定。
某些共價(jià)鍵的鍵能和鍵長
鍵 鍵能 (kJ·mol-1) 鍵長 pm 鍵 鍵能 (kJ·mol-1) 鍵長 pm
F－F 157 141 H－F 568 92
Cl－Cl 242.7 198 H－Cl 431.8 127
Br－Br 193.7 228 H－Br 366 142
I－I 152.7 267 H－I 298.7 161
C－C 347.7 154 C≡C 812 120
C＝C 615 133
解釋：氟原子半徑很小，F(xiàn)-F的鍵長短，原子核之間的距離小，排斥力大，因此鍵能小。
F-F不符合“鍵長越短，鍵能越大”的規(guī)律，為什么？
鍵參數(shù)——鍵能、鍵長與鍵角
鍵長
※ 概念：構(gòu)成化學(xué)鍵的兩個(gè)原子的________，因此_________決定共價(jià)鍵的鍵長，__________越小，共價(jià)鍵的鍵長越短。
※ 單位：
※ 應(yīng)用：
核間距
原子半徑
原子半徑
pm (1 pm＝10-10 cm)
一般來說，形成的共價(jià)鍵鍵長越短，鍵能越大，共價(jià)鍵越穩(wěn)定，反之亦然。
CO2
直線形
H2O
V形
觀察分子構(gòu)型并思考：為什么CO2的空間結(jié)構(gòu)是直線形，而H2O的空間結(jié)構(gòu)是V形(角形)？
鍵參數(shù)——鍵能、鍵長與鍵角
鍵角
※ 概念：在多原子分子中，________________之間的夾角。
※ 示例：
※ 應(yīng)用：
兩個(gè)相鄰共價(jià)鍵
在多原子分子中鍵角是一定的，這表明共價(jià)鍵具有______性，因此鍵角影響著共價(jià)分子的__________。
方向
空間結(jié)構(gòu)
描述分子空間結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)
小結(jié)：
鍵參數(shù)
鍵能
鍵長
鍵角
描述分子的空間結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)
衡量共價(jià)鍵的穩(wěn)定性
決定
分子的性質(zhì)
鍵參數(shù)——鍵能、鍵長與鍵角
例、下表是從實(shí)驗(yàn)中測得的不同物質(zhì)中的鍵長和鍵能數(shù)據(jù)：其中x、y的鍵能數(shù)據(jù)尚未測定，但可根據(jù)規(guī)律推導(dǎo)鍵能大小的順序是b>a>y>x，該規(guī)律性是( )
A. 成鍵時(shí)，電子數(shù)越多，鍵能越大
B. 鍵長越短，鍵能越大
C. 成鍵所用的電子數(shù)越少，鍵能越小
D. 成鍵時(shí)電子對越偏移，鍵能越大
O－O鍵 O2
鍵長/(10－12m) 149 128 121 112
鍵能/(kJ·mol－1) x y a＝494 b＝628
B
防曬霜的防曬原理
防曬霜之所以能有效地減輕紫外光對人體的傷害，其原因之一是它的有效成分的分子中含有π鍵。這些分子中的π鍵的電子在吸收紫外光后被激發(fā)，從而能阻擋部分紫外光。
波長為300 nm的紫外光的光子所具有的能量約為 399 kJ·mol-1，這一能量比蛋白質(zhì)分子中重要的化學(xué)鍵C－C鍵、C－N鍵和C－S 鍵的鍵能都大。因此，紫外光的能量足以使這些化學(xué)鍵斷裂，從而破壞蛋白質(zhì)分子。
1、已知某些共價(jià)鍵的鍵能、鍵長數(shù)據(jù)如表所示：
共價(jià)鍵 Cl－Cl Br－Br I－I H－F H－Cl H－Br H－I H－O
鍵能/(kJ·mol－1) 242.7 193.7 152.7 568 431.8 366 298.7 462.8
鍵長/pm 198 228 267 96
共價(jià)鍵 C－C C＝C C≡C C－H N－H N＝O O－O O＝O
鍵能/(kJ·mol－1) 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，下同)。
A. 熱穩(wěn)定性：HF>HCl>HBr>HI B. 氧化性：I2>Br2>Cl2
C. 沸點(diǎn)：H2O>NH3 D. 還原性：HI>HBr>HCl>HF
(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。
ACD
HF
HI
大于
[2021湖南卷] 1個(gè)M2+ 中含有_____個(gè)σ鍵。
54
[2021八省聯(lián)考河北卷] 在CO分子中，C與O之間形成___個(gè)σ鍵、____個(gè)π鍵，在這些化學(xué)鍵中，O原子共提供了____個(gè)電子。
1
2
4
[2018全國Ⅰ卷] LiAlH4中，存在______(填標(biāo)號)。
A. 離子鍵 B. σ鍵 C. π鍵 D. 氫鍵
A B
鍵能
鍵長
和鍵角
概念
規(guī)律
應(yīng)用
概念
規(guī)律
應(yīng)用
規(guī)律一：形成共價(jià)鍵的原子的原子半徑越大，鍵能越小
規(guī)律二：成鍵原子相同，單鍵的鍵能<雙鍵的鍵能<三鍵的鍵能
判斷共價(jià)鍵的穩(wěn)定性
判斷分子的穩(wěn)定性
利用鍵能計(jì)算反應(yīng)熱
規(guī)律一：同種類型的共價(jià)鍵，成鍵原子的原子半徑越小，鍵長越小
規(guī)律二：成鍵原子相同的共價(jià)鍵的鍵長：單鍵鍵長＞雙鍵鍵長＞三鍵鍵長
規(guī)律三：一般地，鍵長越短, 鍵能越大，共價(jià)鍵越牢固,由此形成的分子越穩(wěn)定
第一節(jié)　共價(jià)鍵
第2課時(shí)
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