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1、第 2 课时 共价键的键参数与等电子原理学习目标定位 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.知道等电子原理的含义，学会等电子体的判断和应用。一 共价键参数1. 键能仃)键能是气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量。键能的单位是kJmo卜1。如，形成1 mol HH键释放的最低能量为436.0 kJ,即HH键的键能为436.0 kJmo卜1。(2)根据下表中的 HX 键的键能回答下列问题：共价键HFHClHBrHI键能/kJ mol-1568431.8366298.7 若使2 mol HCl键断裂为气态原子，则发生的能量变化是吸收863.6 kJ
2、的能量。 表中共价键最难断裂的是HF,最易断裂的是HI。 由表中键能大小数据说明键能与分子稳定性的关系:HF、HC1、HBr、HI的键能依次减小， 说明四种分子的稳定性依次减弱，即HF分子很稳定，最难分解，HI分子最不稳定，易分 解。2. 键长(1) 键长是指形成共价键的两个原子之间的核间距，因此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。(2) 键长与共价键的稳定性之间的关系：共价键的键长越短，往往键能越大这表明共价键 越稳定，反之亦然。(3) 下列三种分子中：H2、Cl2、Br2，共价键的键长最长的是，键能最大的是。3. 键角(1) 键角是指在多原子分子中，两个共价键之间的
3、夹角。在多原子分子中键角是一定的，这 表明共价键具有方向性，因此键角决定着共价分子的立体构型。(2) 根据空间构型填写下列分子的键角分子空间构型键角实例正四面体形109。28CH4、CCl4平面形120苯、乙烯、BF3等三角锥形107NH3V形(角形)105H2O直线形180CO?、CSp CHVH归纳总结活学活用1.NH 键键能的含义是()A. 由N和H形成1 mol NH3所放出的能量B. 把1 mol NH3中的共价键全部拆开所吸收的热量C. 拆开约6.02X 1023个NH键所吸收的热量D. 形成1个NH键所放出的热量答案 C解析 NH键的键能是指形成1 mol NH键放出的能量或拆开
4、1 mol NH键所吸收的能量，不是指形成1个NH键释放的能量。1 mol NH3中含有3 mol NH键，拆开1 mol NH3或形成1 mol NH3吸收或放出的能量应是1 mol NH键键能的3倍。2. 实验测得四种结构相似的单质分子的键能、键长的数据如下：AABBCCDD键长/(10-10m)a0.74c1.98键能/(kJmol-1)193b151d已矢口 D2分子的稳定性大于 A2，贝9 a； d; 比较a、c的大小；比较b、d的大小。答案 1.98 193 ad解析 结构相似的单质分子中，键长越短，键能越大，分子越稳定。二 等电子原理1比较n2和CO的结构、性质，填写下表空格：分
5、子N2CO结构原子数22电子数1414价电子数立体构型直线形直线形性质沸点/c 195.81-191.49熔点/c-210.00-205.05液体密度/gcm-30.7960.7932.分析比较N2和CO的结构和性质，得出的结论是CO分子和N2_分子具有相同的原子总数、相同的价电子数，其性质相近。3. 等电子原理是指原子总数相同、价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征，它们的许 多性质(主要是物理性质)是相近的。满足等电子原理的分子互称为等电子体。归纳总结1. 等电子体判断方法：原子总数相同，价电子总数相同的分子。2. 等电子体应用：等电子体的许多性质是相近的，立体构型是相同的。利用等电子体
6、可以：(1) 判断一些简单分子或离子的立体构型。(2) 利用等电子体在性质上的相似性制造新材料。(3) 利用等电子原理针对某物质找等电子体。3. 常见的等电子体类型实例空间构型双原子10电子的等电子体N2、CO、NO +、C2-, CN-直线形三原子16电子的等电子体CO2、CS2、N2O2、 2 2NO+、N-、BeCl2(g)直线形三原子18电子的等电子体NO-、O八 SO,232V形四原子24电子的等电子体NO-、CO2-. BO3-、CS2-. BF3、SO3(g)平面三角形五原子32电子的等电子体SiF4 CCIq BF-、SO2-、PO4-正四面体形活学活用3.1919 年， La
7、ngmuir 提出等电子原理：原子总数相同、电子总数相同的分子，互称为等电 子体。等电子体的结构相似、物理性质相近。(1) 根据上述原理， 仅由第二周期元素组成的共价分子中， 互为等电子体的是和； 和。(2) 此后，等电子原理又有所发展。例如，由短周期元素组成的微粒，只要其原子总数相同，各原子最外层电子数之和相同，也可互称为等电子体，它们也具有相似的结构特征。在短周 期元素组成的物质中，与NO匸互为等电子体的分子有、。答案 (1)N2 CO CO2 N2O (2)SO2 O3解析(1)仅由第二周期元素组成的共价分子中，即C、N、O、F组成的共价分子，如：N2 与CO电子总数均为14 , CO2
8、与N2O电子总数均为22。(2) 依题意，只要原子总数相同，价电子总数也相同，即可互称为等电子体,NO2-为三原子， 其价电子总数为(5 + 6X2+1) = 18 , SO2、O3也为三原子，价电子总数均为6X3 = 18。4. 依据等电子原理在下表中填出相应的化学式。CH4CO2-C2O2-NHJN2H2+NOJN2答案(从上到下，从左到右)C2H6 NO亍CO2 n2o4 co解析 通过对CH4和NH+的比较可知，由于C的原子序数比N的原子序数小1，所以C原 子的电子数与N+的电子数相等，因此只要C、N原子数相等且其他元素种类和原子总数相 同即符合题意，不要忘了所带的电荷数。如N2H6
9、+和c2h6。2 6 2 6働学习小结(1) 共价键的三个键参数，键长、键能可用来判断共价键的稳定性，键角可用于判断分子的 立体构型。(2) 等电子体原子总数相同，价电子总数相同，但组成原子的核外电子总数不一定相同。当堂检测1.下列说法不正确的是()A. 键能越小，表示化学键越牢固，越难以断裂B. 成键的两原子核越近，键长越短，化学键越牢固，性质越稳定C. 破坏化学键时消耗能量，而形成化学键时释放能量D. 键能、键长只能定性地分析化学键的强弱答案 A解析 键能越大，断开该键所需的能量越多，化学键越牢固，性质越稳定，故A错误；B、C、 D 均正确。2根据n键的成键特征，判断C=C键的键能和CC键
10、的键能的关系是()A. 双键的键能等于单键的键能的2倍B. 双键的键能大于单键的键能的2倍C. 双键的键能小于单键的键能的2倍D. 无法确定答案 C解析 根据碳碳双键中含有1个n键，由于n键电子云重叠程度小，不如o键稳定，所以双 键的键能小于单键键能的2倍，选项C正确。3在白磷(P4)分子中，4个P原子分别处在正四面体的四个顶点，结合有关P原子的成键特 点，下列有关白磷的说法正确的是()A. 白磷分子的键角为10928B. 分子中共有4对共用电子对C. 白磷分子的键角为60D. 分子中有6对孤电子对答案 C解析 白磷的空间结构为，键角为60,分子中共有6对共用电子对，有4对孤电子对。4. 下列
11、物质属于等电子体的一组是()A.CH4 和 NH+B.B3H6N3 和 C8H8C.F-和 MgD.H2O 和 CH4答案 A解析 等电子体要具备两个条件：一是微粒的原子总数相同,二是微粒的价电子总数相同分析可知A项正确，C项中F一和Mg的价电子总数不同，B、D项中的原子总数不相同。5. P元素的外围电子排布为3s23p3, P与Cl形成的化合物有PC13、PC15，对此判断正确的是()A. 磷原子最外层有三个未成对电子，故只能结合三个氯原子形成PCl3B. PCI3分子中的PCl键含有n键C. PCl5分子中的PCl键都是n键D. 磷原子最外层有三个未成对电子，但是能形成PCl5，说明传统的
12、价键理论存在缺陷答案 D * * :C1 :卩：C1 :C1:解析PCl3的电子式为,PCl键都是o键。PC15分子中有5个PCl o键，这违背了传统价键理论饱和性原则，说明传统价键理论不能解释PCl5的结构，即传统 价键理论存在缺陷。6. (1)如下图所示，写出下列共价键的名称，并各举一例说明含有这些共价键类型的物质。(2)某有机物的结构式如下所示：HHCYHZ 贝y分子中有个g键，个n键。答案 (1)见下表化学键类型SSG键SpG键PPG键p -p n 键z zp -p n 键y y举例H2HClCl2N2N2(2)7 3解析 (1)共价键具有方向性，以“头碰头”方式重叠形成的为 g 键，
13、以“肩并肩”方式重 叠形成的为n键，由此可知形成的为g键，形成的为n键。(2)除共价单键全部 为g键外，双键中有一个为g键，另一个为n键；三键中有一个为g键，另两个为n键， 故g键总数为7，n键总数为3。40 分钟课时作业基础过关一、共价键参数及其应用1.关于键长、键能和键角，下列说法不正确的是()A. 键角是描述分子立体构型的重要参数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，键长越长，共价化合物越稳定D. 键角的大小与键长、键能的大小无关答案 C解析 键能越大，键长越短，共价化合物越稳定。2氰气的分子式为(CN)2,结构式为N三CC三N,性质与卤素相似。下列叙述正确的是(
14、)A. 分子中原子的最外层均满足8电子结构B. 分子中N三C键的键长大于CC键的键长C. 分子中含有2个o键和4个n键D. 不能和氢氧化钠溶液发生反应答案 A解析（CN）2分子中每个C、N原子分别形成4个键、3个键，原子的最外层均满足8电子 结构，且含有3个o键，4个n键。成键原子半径越大，键长越长，N原子半径小于C，故 N三C键比CC键的键长短；由（CN）2与卤素性质相似，卤素能和NaOH溶液反应，知（CN）2 也可以和NaOH溶液反应，所以D错误。3根据n键的成键特征，判断C=C键的键能和CC键的键能的关系是（）A. 双键的键能等于单键的键能的2倍B. 双键的键能大于单键的键能的2倍C. 双键的键能小于单键的键能的2倍D. 无法确定答案 C解析 根据碳碳双键中含有1个n键，由于n键电子云重叠程度小，不如o键稳定，所以双 键的键能小于单键键能的2倍，选项C正确。4.已知 NN、N=N、N三N 键能之比为 1.00 : 2.17 : 4.90，而 CC、C=C、C三C 键能
