2.1.2 键参数 课件 2022-2023学年高二化学鲁科版（2019）选择性必修2

第1节 共价键模型 学习目标: 1.知道键能、键长、键角等键参数的概念，能用键参数说明简单分子的某些性质。 2.学会键能与反应热相互求算的方法。 1. 键能 气态基态原子形成1mol化学键所释放的能量。 [思考]键能的大小与键的强度有什么关系? 1×105 Pa、298 K条件下，断开1 mol AB(g)分子中的化学键，使其分别生成气态A原子和气态B原子所吸收的能量(平均值)。 常用EA－B表示。单位是kJ·mol－1。 = 键能越大，断开化学键需要吸收的能量越多，化学键越牢固。 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 键能一般规律： ①根据成键原子半径和判断 其他条件相同时，成键原子的半径和越小，键能越大。 单键 ＜双键＜ 三键 （且不存在倍数关系） ②根据共用电子对数目判断（相同两原子） 思考： N2 、O2 、F2与H2的化合越来越容易,从键能的角度应如何理解这一化学事实？ N2、O2、F2与H2的反应能力依次增强,其原因是N≡N键、O=O键、F—F键的键能依次为946 kJ·mol-1、497.3 kJ·mol-1、157 kJ·mol-1,键能越来越小，共价键越来越容易断裂。 N≡N 945 O＝O 497.3 F－F 157 σ键键能 π键键能 N2中， 思考1：键能C=C＞C－C，乙烯为什么比乙烷活泼？ 虽然键能C=C＞C－C，但乙烯、乙炔在发生加成反应时，只有π键断裂。 σ键键能 π键键能 ＞ C－C 347 C=C 614 N－N 193 N≡N 945 思考2：σ键一定比π键稳定吗？ 347 614-347=267 ＜ 193 （945-193）/2=376 思考3：为什么N-N形成的π键比C-C形成的π键更牢固？ 原子半径：N＜C 。p轨道先“头碰头”重叠形成σ键，N-N原子核间距小，p轨道“肩并肩”重叠程度更大。 两个成键原子的原子核间的距离（核间距）。 2. 键长 观察思考：如何比较键长？ ①根据成键原子半径和判断 其他条件相同时，成键原子的半径和越小，键长越短。 单键 ＞双键＞ 三键 ②根据共用电子对数目判断（成键原子相同） [观察分析]键长与键能有什么相关性？ 一般而言，化学键的键长越短，键能越大，共价键越稳定。 F-F不符合“键长越短，键能越大”的规律，为什么？ 键 键能 （kJ·mol-1） 键长 pm 原子半径 pm F-F 157 141 64 Cl-Cl 242.7 198 99 Br-Br 193.7 228 114 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。 【思考交流】 CH4分子的空间结构为__________形，CH3Cl分子的空间结构是_________形。 由于C-H和C-Cl 的键长不相等，CH4分子的空间结构为正四面体形，而CH3Cl分子的空间结构是四面体形而不是正四面体形。可见键长可以判断分子的空间结构。 【思考交流】 正四面体 四面体 同为三原子AB2分子，为什么CO2的空间结构是直线形，而H2O的空间结构是角形（V形）？ NH3 H2O CO2 【思考交流】 同为四原子AB3分子，为什么NH3的空间结构是三角锥形，而BF3的空间结构是平面三角形？ BF3 在多原子分子中，两个共价键之间的夹角。 CH4 3. 键角 109.5° 意义：键角可描述分子的空间构型 多原子分子的键角一定，表明共价键具有______性。 键角可通过晶体X射线衍射实验测定。 方向 分子空间构型 键角 实例 球棍模型 正四面体形 109.5° CH4 60° 白磷(P4) 平面三角形 120° BF3 三角锥形 107.3° NH3 角形 104.5° H2O 直线形 180° CO2 分子空间构型 键角 实例 球棍模型 CH4 白磷(P4) BF3 NH3 H2O CO2 正四面体形 109.5° 60° 平面三角形 120° 三角锥形 107.3° 角形 104.5° 直线形 180° CH4 CH3CH2OH CH3COOH C6H6 C8H8 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？ 键参数—键能、键长与键角 15 思考：怎样利用键能的数据计算反应的热效应? ∆H=反应物键能总和-生成物键能总和 化学反应的实质：旧化学键的断裂和新化学键的形成。 根据键能计算反应热的计算步骤： 分析反应物、产物中全部共价键的种类及数量 △H = 反应物总键能 – 产物总键能 注意：焓变的