内容正文:
第一节 共价键
第2课时 键参数——键能、键长与键角
第二章 分子结构与性质
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【思考】根据1000℃时卤化氢分解率,你能得出什么结论?说明什么问题?
卤化氢 分解的百分数/%
HCl 0.0014
HBr 0.5
HI 33
HCl、HBr、 HI越来越易分解
①卤化氢的热稳定性大小为:HCl>HBr > HI
②H-Cl、H-Br、H-I中的 σ键牢固。
【讨论】如何衡量共价键的强度?
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【阅读任务】阅读教材37页,找到以下答案。
1、定量描述共价键强弱的参数有哪些?
2、该参数的含义是什么?
键能、键长均是定量衡量共价键强弱的参数
键能:气态分子中1 mol化学键解离成气态原子所吸收的能量,单位是kJ·mol-1。
键长:构成化学键的两个原子的核间距。
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通常是298.15 K(25 ℃)、101 kPa条件下的标准值。可通过实验测定,更多是推算获得。
一、键能
已知:C—H键能 413.4 kJ·mol-1
【讨论】从右侧数据你能得出什么结论?
甲烷中的C-H键能不同
键能其实都是平均值
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键 键能(kJ·mol-1)
H-F 568.0
H-Cl 431.8
H-Br 366.0
H-I 298.7
一、键能
【讨论】已知:①卤化氢的热稳定性大小为:HCl>HBr > HI
②H-Cl、H-Br、H-I中的 σ键牢固。
你认为如何利用键能判断共价键强度?
结论1:键能越大,共价键越牢固, 由此形成的分子越稳定
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一、键能
【讨论】右侧是一些共价键的键能。请你阅读表格,回答问题:
(1)成键原子相同而共价键数目不同时,键能强弱规律?
(2)C-C、C=C、C≡C键能差值说明什么?
(3)N-N、N=N、N≡N键能差值说明什么?
单键键能<双键键能<三键键能
碳碳键:σ键键能 > π键键能
氮氮键:σ键键能 < π键键能
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一、键能
【讨论】N2、O2、F2与H2的反应能力依次增强,如何从键能角度解释?
反应物键能:N≡N>O=O>F-F;产物键能:N-H<O-H<F-H。
因此N2、O2、F2与H2的反应能力依次增强。
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构成化学键的两个原子的核间距。
单位:pm (1 pm = 10-12 m)
二、键长
键长只是振动着的原子处于平衡位置时的核间距。
【思考】原子存在振动现象,测量键长过程中需要注意什么?
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【讨论】下表是一些共价键的键能和键长数据,你认为键能和键长之间的关系是?
二、键长
键 键能kJ·mol-1 键长/pm
H-H 436 74
F-F 157 141
Cl-Cl 242.7 198
Br-Br 193.7 228
I-I 152.7 267
一般键长越短,键能越大,表明共价键越稳定,即物质也越稳定。
【思考】如何从结构角度解释,键长越短,键能越大?
成键原子半径决定共价键的键长
成键原子半径越小,键长越短。
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【讨论】为什么C-C键长大于C=C的键长?
二、键长
键 键能kJ·mol-1 键长/pm
C-C 347.7 154
C=C 615 133
C≡C 812 120
C-H 413.4 109
O-H 462.8 96
相同的两原子形成的共价键,形成双键或者三键时,原子轨道重叠程度增大,原子核间距减小,键长变短,故单键键长>双键键长>三键键长。
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【思考】为什么键能F-F<Cl-Cl,键长F-F<Cl-Cl?
二、键长
键 键能kJ·mol-1 键长/pm
H-H 436 74
F-F 157 141
Cl-Cl 242.7 198
Br-Br 193.7 228
I-I 152.7 267
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共价键
稳定性
强弱的
判断方法
根据原子半径和共用电子对数目判断
根据键长判断
根据键能判断
原子半径越小
共用电子对数越多
共价键越牢固
分子越稳定
键能越大
共价键越牢固
共价键越牢固
键长越短
共价键强度判断方法
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三、键角
【复习】说出H2O、CO2 、NH3的空间构型
V形
直线形
三角锥形
105°
180°
107°
键长、键角数值可通过晶体的X射线衍射实验获得。
键角表明共价键具有方向性
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三、键角
键角
键长
分子几何构型及某些性质
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三、键角
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(1)C==C的键能等于C—C的键能的2倍?
(2)σ键一定比π键牢固?
(3)双原子分子中化学键键长越长,分子越稳定?
(4)键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关?
正误判断
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(5) CF4、CCl4、CBr4、CI4中C—X的键长、键角均相等?
(6) NH3分子中两个N—H之间的键角为120°?
(7)因为O—H的键能小于H—F的键能,所以O2、F2与H2反应的能力逐渐减弱
(8)水分子可表示为H—O—H,分子中的键角为180°
正误判断
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1、下表是从实验中测得的不同物质中的键长和键能数据:
O—O O2
键长/(10-12 m) 149 128 121 112
键能/(kJ·mol-1) x y a=494 b=628
其中x、y的键能数据尚未测定,但可根据规律推导键能大小的顺序是?该规律性是?
2、已知X—X、Y—Y、Z—Z的键长分别为198 pm、74 pm、154 pm,则他们单质分子的稳定性: 。
Y2>Z2>X2
思考交流
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Oeq \o\al(2-,2)
Oeq \o\al(-,2)
Oeq \o\al(+,2)
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