内容正文:
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第二章 分子结构与性质
第一节 共价键
第2课时
共价键参数
1
1、理解键能、键长和键角等键参数的含义,能利用键参数解释物质的某些特性。
2、通过共价键理论模型的发展过程,初步体会不同理论模型的价值和局限。
学习目标
2
1
本节重点
本节难点
键能、键长和键角
用键能、键长和键角等键参数解释物质的某些性质
知识导航
H2 + F2 === 2HF
H2 + Cl2 === 2HCl
点燃
H2 + Br2 === 2HBr
400℃
H2 + I2 2HI
500℃
反应越来越难进行
同学们,请从微观视角解释反应难易的变化趋势。
反应热
键能
课前引入
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1、概念:
一、键能
H
H
H-H(g)
H
H
H(g)
H(g)
+
∆H=+436.0 kJ∙mol-1
气态分子中1 mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。
2、单位:
kJ/mol
298.15 K、101 kPa条件下的标准值。
①实验测定,②盖斯定律计算。
3、意义:
4、获得数据:
键能越大,化学键越牢固,物质越稳定。
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共价键
键能(kJ/mol)
CH4 → ·CH3 +H· 439.3
·CH3 → ·CH2+H· 442
·CH2 → ·CH +H· 442
·CH → ·C· +H· 338.6
·
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思考与讨论
1、甲烷分子中C-H键的键能一样大吗?
提示:断开CH4中的4个C-H,所需能量并不相等,因此,CH4中的C-H只能是平均值,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。
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键 键能
(kJ·mol-1) 键 键能
(kJ·mol-1)
H-H 436.0 N≡N 946
F-F 157 N-O 176
Cl-Cl 242.7 N=O 607
Br-Br 193.7 O-O 142
I-I 152.7 O=O 497.3
C-C 347.7 C-H 413.4
C=C 615 N-H 390.8
C≡C 812 O-H 462.8
C-O 351 H-F 568
C=O 745 H-Cl 431.8
N-N 193 H-Br 366
N=N 418 H-I 298.7
表2-1某些共价键的键能
该表中的C-H键能是更多分子中的C-H键能的平均值。
思考与讨论
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思考与讨论
2、碳碳单键、碳碳双键和碳碳三键之间键能关系?
键 键能
(kJ·mol-1)
C-C 347.7
C=C 615
C≡C 812
N-N 193
N=N 418
N≡N 946
表2-1某些共价键的键能
3、氮氮单键、氮氮双键和氮氮三键之间键能关系?
σ键键能 > π键键能
碳碳单键 <碳碳双键 < 碳碳三键
(且不存在倍数关系)
氮氮单键 <氮氮双键 < 氮氮三键
(且不存在倍数关系)
σ键键能 < π键键能
特殊
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例1、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?
提示 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。
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思考与讨论
4、卤素单质之间键能大小有什么关系?
键 键能
(kJ·mol-1)
F-F 157
Cl-Cl 242.7
Br-Br