2.1.2 共价键的键参数 课件-2025-2026学年高二化学人教版选择性必修2

组织建设 第一节　共价键 第二章 分子结构和性质 课时2 共价键的键参数 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。 F、Cl、Br、I非金属性依次减弱，F2、Cl2、Br2、I2与氢气的反应能力依次减弱，氢化物的稳定性依次增强，其原因是什么？ 教学引入 一、键能 1、概念：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 3、条件：通常是298.15K、100kPa条件下的标准值。 4、测定： 键能可以通过实验测定，更多的是通过盖斯定律计算推算获得，是平均 值。如CH4中的C—H。 5.意义： 衡量共价键的强弱。 H H H-H(g) H H H(g) H(g) + H 教学内容 表2-1某些共价键的键能 思考与讨论 1、碳碳单键、碳碳双键和碳碳三键之间键能关系？ 碳碳单键 ＜碳碳双键 ＜ 碳碳三键 (且不存在倍数关系) σ键键能 ＞ π键键能 2.碳碳单键、碳碳双键和碳碳三键之间键能的关系，说明了什么？ 教学内容 表2-1某些共价键的键能 思考与讨论 3、氮氮单键、氮氮双键和氮氮三键之间键能关系？ 氮氮单键 ＜氮氮双键 ＜ 氮氮三键 (且不存在倍数关系) 4、氮氮单键、氮氮双键和氮氮三键之间键能关系，说明了什么？ σ键键能 ＜ π键键能 特殊 教学内容 【例题】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和C≡C 键能之比为 1.00∶1.77∶2.34 。下列说法正确的是(　　) A、 σ键一定比π键稳定 B、 N2较易发生加成反应 C、 乙烯、乙炔较易发生加成反应 D、 乙烯、乙炔中的π键比σ键稳定 C 解题规律： 键能越大，键越牢固，分子越稳定 键能规律：C≡C、C=C的σ键 ＞ π键 特例：N≡N、N=N的σ键＜ π键 大本43页第三题 教学反馈 6、键能的应用 一、键能 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 结构相似的分子中，共价键的键能越大，分子越稳定。 ③判断化学反应中的能量变化 ΔH=反应物键能总和-生成物键能总和 教学内容 【例题】N2 、O2 、F2分别与H2的反应能力依次增强,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。 教学内容 【例题】KH2PO4晶体具有优异的非线性光学性能。我国科学工作者制备的超大 KH2PO4>m> 晶体已应用于大功率固体激光器，填补了国家战略空白。已知有关氮、磷的单键和三键的键能 <m></m> 如表： 193 946 197 489 从能量角度看，氮以N2 、而白磷以P4（结构式可表示为 ）形式存在的原因是：______________ 1molN≡N 键能大于3molN-N键能之和，而1molP≡P键能小于3molP-P键能之和，键能越大物质越稳定，故氮以N2</m> 形式存在，而白磷以P4形式存在 教学内容 1. 定义: 键长是构成化学键的两个原子的核间距。 分子中的原子始终处于不断振动之中，键长只是振动着的原子处于平衡位置时的核间距。 2. 单位: pm（1 pm＝10-12 m=10-10cm） 键长 141pm 键长 198pm 键长 228pm 键长 267pm 衡量共价键稳定性的另一个参数。 3.键长意义：一般共价键的键长越短，共价键越稳定 二、键长 教学内容 3、键长判断方法 键 键长 键能 键 键长 键能 H-H 74 436 C≡C 120 812 F-F 141 157 C-H 109 413.4 Cl-Cl 198 242.7 O-H 96 462.8 Br-Br 228 193.7 N-H 101 390.8 I-I 267 152.7 N≡N 110 946 C-C 154 347.7 Si-Si 235 C=C 133 615 Si-O 162 问题：观察下表，并找出键长判断的方法 ①根据原子半径判断 其他条件相同时，成键原子的半径越小，键长越短 ②根据共用电子对数目判断 相同的两原子形成的共价键而言，形成双键、三键时，由于原子轨道的重叠程度增大，原子之间的核间距减小，键长变短，故单键键长>双键键长>三键键长。如键长：C－C > C=C > C≡C。 教学内容 4、键长与键能的关系： 键长越短，键能越大 原因：原子半径小，两原子形成共价键时，键长短，电子云重合程度越大，结合越牢固，键能越大 键 键能 （kJ·mol-1） 键长 pm F-F 157 141 Cl-Cl 242.7 198 Br-Br 193.7 228 I-I 152.7 267 C-C 347.7 154 H-F 568 92 某些共价键的键能和键长 一般来说，共价键的键长越短，键能越大，该共价键越稳定，含该键的分子越稳定，越不容易分解。 教学内容 F-F不符合“键长越短，键能越大”的规律，为什么？ 某些共价键的键能和键长 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】 教学内容 13 6、键长的应用 ①判断共价键的稳定性 键长越短，键能越大，表明共价键越稳定。 ②分子的空间结构 为什么CH4的空间结构是正四面体，而CH3Cl只是四面体？ 因为C-H和C-Cl的键长不相等。 键长是影响分子空间结构的因素之一 教学内容 三、键角 1、概念：在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角。 CH4 NH3 苯 109°28′ 60° 107°18′ 2、意义：①键长和键角决定分子的空间结构的重要参数。 ②多原子分子的键角一定，表明共价键具有方向性 3、获取方式：键长和键角的数值可通过晶体的X射线衍射实验获得 教学内容 常见分子中的键角与分子空间结构。 分子的空间结构 键角 实例 正四面体形 CH4、CCl4 平面形 苯、乙烯、BF3等 三角锥形 NH3 V形(角形) H2O 直线形 CO2、CS2、CH≡CH 109°28′ 120° 107° 105° 180° 教学内容 键能 键长 共价键的稳定性 一般地，形成的共价键的键能越大，键长越短，共价键越稳定，含有该键的分子越稳定，化学性质越稳定。 键角 分子的空间结构 决定分子的性质 键参数 决定 决定 课堂小结 【例题】有关碳和硅的共价键键能如下表所示: 简要分析和解释下列有关事实。 (1)比较通常条件下，CH4和SiH4的稳定性强弱:__________________。  (2)硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是_________________________________________________________________。  (3)SiH4的稳定性小于CH4，硅更易生成氧化物，原因是　　　。  共价键 C-C C-H C-O Si-Si Si-H Si-O 348 413 351 226 318 452 CH4比SiH4稳定 C-C键和C-H键键能较大，所形成的烷烃较稳定，而硅烷中Si-Si键和Si-H键的键能较小，易断裂，导致长链硅烷难以生成 C-H键的键能大于C-O键,C-H键比C-O键稳定,而Si—H的键能却远小于Si-O键,所以Si-H键不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si-O键 教学反馈 【例题】下列说法正确的是（ ) A、分子的结构是由键角决定的 B、共价键的键能越大，共价键越牢固，由该键形成的分子越稳定 C、CF4、CCl4、CBr4、CI4中C-X的键长、键角均相等 D、NH3分子中两个N-H的键角为120° B 教学反馈 $