内容正文:
第一节 共价键
第2课时 键参数
1、σ键与π键的形成方式有何不同?
2、σ键与π键在对称上有何不同?
3、σ键的类型?
4、σ键与π键谁更牢固?
5、形成共价键的电子云是指成对电子还是未成对电子?
6、哪些共价键是σ键,哪些共价键是π键?
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复习提问
学习目标
1、知道共价键的键能、键长和键角等键参数的概念。
2、能利用键能、键长和键角等说明分子的某些性质。
核心素养
1、通过认识共价键的键能、键长和键角,从微观角度模型化解释分子的空间结构。
2、结合共价键的键长、键能和键角等数据,理解分子的性质与键参数的关系,培养证据推理与模型认知的核心素养。
3、掌握用共价键的强弱解释物质稳定性的方法。
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
【新课导入】
4
一、键能
1、概念:气态分子中1mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。
2、单位:是kJ/mol。
键能通常取正值
3、条件:键能可以通过实验测定,通常是298.15 K、101 kPa条件下的标准值。更多的是推算获得。
注意:断开CH4中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,而表中的C-H键能413.4是更多分子中的C-H键能的平均值。
4、意义——衡量共价键的强弱,键能越大,键越牢固,越难断裂。
平均值
H-CH3 → ·CH3 +H· 439.3
H-CH2 → CH2 +H· 442.0
H-CH → CH +H· 442.0
H-C → ·C· + H· 338.6
共价键
键能(kJ·mol-1)
415
【思考与讨论】
键 键能 键 键能
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
N≡N 946 H-H 436.0
1、对于同种元素形成的单键、双键、三键的键能有何差异?
2、双键键能不等于单键键能的两倍,说明了什么?
同种元素:单键<双键<三键(键能)
σ键 和 π键 键能不相等:
C与C之间:σ键> π键
N与N之间:σ键< π键
【思考与讨论】
键 键能 键 键能
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
N≡N 946 H-H 436.0
3、N2、O2、F2与氢气的反应能力依次增强,从键能的角度如何理解这一事实?
N-H、O-H、H-F的键能依次增加,分子的稳定性增强,故N2、O2、F2与氢气的反应能力依次增强。
【思考与讨论】
键 键能
Cl-Cl 242.7
Br-Br 193.7
H-Cl 431.8
H-Br 366
H-H 436.0
4、1mol H2分别与1mol Cl2、1mol Br2(蒸气)反应,分别形成2mol HCl 和2mol HBr,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?
H2 + Cl2 = 2HCl
H2 + Br2 = 2HBr
ΔH= -102.3kJ·mol-1
ΔH= -184.9kJ·mol-1
1mol H2与1molCl2反应形成2molHCl放出的能量多。
稳定性:HCl ﹥HBr
氯化氢分子更稳定,溴化氢分子更容易发生热分解生成相应的单质。
键能的应用
1、判断共价键的稳定性
键能越大,断开化学键需要吸收的能量越多,化学键越稳定。
2、判断分子的稳定性
一般来说,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。
原子轨道重叠程度越大,体系能量下降越多,释放能量越多,形成的共价键键能