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1、第二章第二章 分子结构与性质分子结构与性质 第一节第一节 共价键共价键 第二课时第二课时 键参数键参数键能、键长与键角键能、键长与键角新课讲解新课讲解课程学习目标课程学习目标理解键能、键长、键角的概念。1通过理解键参数的概念，能根据物质微观结构预测物质在特定条件下可能具有的性质。3 了解键参数的应用。2新课讲解新课讲解导入导入思考：共价键的强弱用什么来衡量？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？CH4CH3CH2OHCH3COOHC6H6新课讲解新课讲解键能是气态分子中断裂1 mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。或气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量。键能通常取正值
2、，单位是kJ/mol。键能通常是298.15 K、101 kPa条件下的标准值。一、键参数键能、键长与键角1.键能键能可通过实验测定，更多却是推算获得的。例如，断开CH4中的4个CH，所需能量并不相等，因此，CH4中的CH只能是平均值，而表2-1中的CH键能是更多分子中的CH键能的平均值。新课讲解新课讲解键能可用于估算化学反应的热效应。某一化学反应是吸热反应还是放热反应？可以从键能数据表里查出相关化学键的键能，通过计算便可得知。如HH键、FF键、HF键的键能分别为436 kJmol-1、157 kJmol-1、568 kJmol-1,则H2与F2反应是放热反应。一、键参数键能、键长与键角新课讲
3、解新课讲解键键能（kJmol-1）键键能（kJmol-1）H-H436.0N=N418F-F157N-O176Cl-Cl242.7N=O607Br-Br193.7O-O142I-I152.7O=O497.3C-C347.7C-H413.4C=C615O-H462.8C-O351N-H390.8C=O745H-F568N-N193H-Cl431.8表2-1 某些共价键的键能新课讲解新课讲解原子半径决定化学键的键长，原子半径越小，共价键的键长越短。一、键参数键能、键长与键角2.键长键长是衡量共价键强弱的另一个重要参数。简单地说，键长是构成化学键的两个原子的核间距。不过，分子中的原子始终处于不断振动
4、之中，键长只是振动着的原子处于平衡位置时的核间距。新课讲解新课讲解化学键的键长与键能是相关的。例如,CC键、C=C键、CC键的键长分别为154 pm、133 pm、120 pm,键长越来越小,它们的键能分别为347.7 kJmol-1、615 kJmol-1和812 kJmol-1,越来越大。共价键的键长越短，往往键能越大，表明共价键越稳定。一、键参数键能、键长与键角新课讲解新课讲解一、键参数键能、键长与键角3.键角：在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角称为键角。例如，三原子分子CO2的结构式为O=C=O，它的键角为180，是一种直线型分子。H2O分子中的HOH键角是105,是一种V形(或
5、称角形)分子。多原子分子中的键角一定,表明共价键具有方向性。键长和键角的数值可以通过晶体的X射线衍射实验获得。新课讲解新课讲解二、键参数的应用1.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：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在化学反应中,断裂旧化学键吸收能量,形成新化学键释放能量,因此反应焓变与键能的关系为H=反应物键能总和-生成物键能总和。H0时,为吸热反应。化学反应的反应热化学反应的反应热化学反应的反应热化学反应的反应热 HHHH反应反应反应反应物键能总和物键能总和物键能总和物
6、键能总和 生成物键能总和生成物键能总和生成物键能总和生成物键能总和新课讲解新课讲解（1）试利用表2-1的数据进行计算，1molH2分别与1molCl2、1molBr2（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？思考与讨论通过计算1 mol H2与1 mol Cl2反应生成2 mol HCl时，放出184.9 kJ的热量；1 mol H2与1 mol Br2(蒸气)反应生成2 mol HBr时,放出102.3 kJ的热量。说明2 mol HBr分解需要吸收的能量比2 mol HC
7、l低,故HBr更易分解。H2 Cl2 2HCl H436.0kJmol1 242.7kJmol1 2431.8kJmol1 184.9kJ/mol H2 Br2 2HBr H436.0kJmol 1 193.7kJmol 1 2366kJmol 1 102.3kJ/mol新课讲解新课讲解（2）N2、O2、F2分别与H2的能力依次增强,从键能的角度应如何理解这一化学事实？思考与讨论N2、O2、F2与H2的反应能力依次增强,其原因是NN键、O=O键、FF键的键能依次为946 kJmol-1、497.3 kJmol-1、157 kJmol-1,键能越来越小,共价键越来越容易断裂。新课讲解新课讲解二、
8、键参数的应用2.键长的应用（1）键长越小,一般键能越大,共价键越稳定,含该共价键的分子越稳定。（2）键长的比较方法根据成键原子的原子半径比较。同类型的共价键,成键原子的原子半径越小,键长越小。根据共用电子对数比较,相同的两个原子间形成共价键时,单键键长双键键长三键键长。新课讲解新课讲解二、键参数的应用2.键长的应用相同原子的共价键键长的一半称为共价半径。相同原子的共价键键长的一半称为共价半径。新课讲解新课讲解（3）通过上述例子，你认为键长、键能对分子的化学性质有什么影响？思考与讨论键长越小,键能越大,分子的化学性质越不活泼。新课讲解新课讲解二、键参数的应用3.键角的应用键长和键角决定分子的空间
9、结构。常见分子中的键角与分子空间结构。分子立体构型分子立体构型键角角实例例正四面体10928甲烷、四氯化碳平面型120苯、乙烯三角锥型107氨气V型（或角型）105水分子直线型180二氧化碳、乙炔课堂练习课堂练习1判断正误(对的在括号内打“”，错的在括号内打“”。)(1)只有非金属原子之间才能形成共价键()(2)两个原子之间形成共价键时，至少有一个键()(3)键和键都只能存在于共价化合物中()(4)双原子分子中，键长越短，分子越牢固 ()答案：课堂练习课堂练习2.从键长的角度判断,下列共价键中最稳定的是()A.HF B.NH C.CH D.SHA3能够用键能解释的是()A.氮气的化学性质比氧气
10、稳定B.常温常压下，溴呈液体，碘为固体C.稀有气体一般很难发生化学反应D.硝酸易挥发，硫酸难挥发A课堂练习课堂练习4.关于键长、键能和键角,下列说法不正确的是()A.键角是描述分子空间结构的重要参数B.键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关C.键能越大,键长越大,共价化合物越稳定D.键角的大小与键长、键能的大小无关D5.NH键键能的含义是()A.由N和H形成1molNH3所放出的能量B.把1molNH3中的共价键全部拆开所吸收的热量C.拆开约6.021023个NH键所吸收的热量D.形成1个NH键所放出的热量C课堂练习课堂练习6.有关碳和硅的共价键键能如下表所示:共价键CCCHCOSiSiSi
11、HSiO348413351226318452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。CH4比SiH4稳定(2)CC键和CH键键能较大,所形成的烷烃较稳定,而硅烷中SiSi键和SiH键的键能较小,易断裂,导致长链硅烷难以生成(3)CH键的键能大于CO键,CH键比CO键稳定,而SiH的键能却远小于SiO键,所以SiH键不稳定而倾向于形成稳定性更强的SiO键课堂小结课堂小结一、键参数键能、键长与键角 键能 键长 键角 衡量共价键的稳定性 描述分子的立体结构决定分子性质二、键参数的应用
