鍵參數(shù)鍵能鍵長鍵角課件高二化學人教版選擇性必修2

第2課時

鍵參數(shù)—鍵能、鍵長、鍵角

第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一節(jié)共價鍵CH4CH3CH2OHCH3COOHC6H6CH3OH我們?nèi)绾斡没瘜W語言來描述不同分子的空間結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性？1.鍵能③條件：①概念：鍵能是氣態(tài)分子中斷裂1mol化學鍵解離成氣態(tài)原子所吸收的能量?；驓鈶B(tài)基態(tài)原子形成1mol化學鍵釋放的最低能量。鍵能通常取正值，②單位:④意義：kJ/mol鍵能可以通過實驗測定，鍵能通常是298.15K、101kPa條件下的標準值。衡量共價鍵的強弱。探究1鍵鍵能鍵鍵能H－H436.0N≡N946F－F157N－O176Cl－Cl242.7N＝O607Br－Br193.7O－O142I－I152.7O＝O497.3C－C347.7C－H413.4C=C615N－H390.8C≡C812O－H462.8C－O351H－F568C＝O745H－Cl431.8N－N193H－Br366N＝N418H－I298.7鍵能可通過實驗測定，更多卻是推算獲得的。例如，斷開CH4中的4個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2-1中的C—H鍵能是更多分子中的C—H鍵能的平均值。平均值探究2觀察p37表2-1共價鍵的鍵能，你能發(fā)現(xiàn)哪些規(guī)律？鍵鍵能鍵鍵能H－H436.0N≡N946F－F157N－O176Cl－Cl242.7N＝O607Br－Br193.7O－O142I－I152.7O＝O497.3C－C347.7C－H413.4C=C615N－H390.8C≡C812O－H462.8C－O351H－F568C＝O745H－Cl431.8N－N193H－Br366N＝N418H－I298.71.鹵族單質(zhì)鍵能從上到下，依次減小。（F2反常）2.氫化物鍵能同周期從左到右遞增（C和N反常）3.氫化物鍵能同主族從上而下遞減C-C<EC=C<EC≡C,(且不存在倍數(shù)關(guān)系）σ鍵鍵能>π鍵鍵能N-N<EN=N<EN≡N,(且不存在倍數(shù)關(guān)系）σ鍵鍵能<π鍵鍵能思考與討論1.試利用表2-1的數(shù)據(jù)進行計算，1molH2分別與1molCl2、1molBr2(蒸汽）反應，分別形成2molHCl和2molHBr，哪一個反應釋放的能量最多？如何用計算的結(jié)果說明氯化氫分子和溴化氫分子哪個更容易發(fā)生熱分解生成相應的單質(zhì)？由計算結(jié)果可知：生成2molHCl比生成2molHBr釋放的能量多。查表可知：對于反應H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)

ΔH＝436.0kJ·mol-1＋242.7kJ·mol-1－2×431.8kJ·mol－1＝－184.9kJ·mol-1。對于反應H2(g)＋Br2(g)

=2HBr(g)

ΔH＝436.0kJ·mol-1＋193.7kJ·mol-1－2×366kJ·mol-1＝－102.3kJ·mol-1。生成的HBr分子中H-Br的鍵能比HCl分子中H-Cl的鍵能小，說明H-Br比H-Cl容易斷裂，所以HBr分子更容易發(fā)生熱分解生成相應的單質(zhì)(鍵能越大，越穩(wěn)定)2、O2、F2和H2的反應能力依次增強，從鍵能的角度應如何理解這一化學事實。N-H、O-H、H-F的鍵能依次為390.8kJ?mol-1、462.8kJ?mol-1、568kJ?mol-1，鍵能依次增加，分子的穩(wěn)定性增強，故N2、O2、F2與氫氣的反應能力依次增強。思考與討論⑤鍵能的應用從鍵能的定義可知，破壞1mol化學鍵所需能量越多，即共價鍵的鍵能越大，則共價鍵越穩(wěn)定。同一化學鍵解離成氣態(tài)原子所吸收的能量與氣態(tài)原子結(jié)合形成化學鍵所釋放的能量在數(shù)值上是相等的，故根據(jù)化學鍵的鍵能數(shù)據(jù)可計算化學反應的反應熱

ΔH=反應物中化學鍵鍵能之和﹣生成物中化學鍵鍵能之和一般來說，結(jié)構(gòu)相似的分子中，共價鍵的鍵能越大，分子越穩(wěn)定。如分子的穩(wěn)定性：HF＞HCl＞HBr＞HI。1.判斷共價鍵的穩(wěn)定性（鍵能越大，共價鍵越穩(wěn)定）（鍵能越大，分子越穩(wěn)定）Cl2中Cl-Cl鍵長

構(gòu)成化學鍵的兩個原子的核間距。不過，分子中的原子始終處于不斷振動之中，鍵長只是振動著的原子處于平衡位置時的核間距。2.鍵長①概念：

原子半徑?jīng)Q定共價鍵的鍵長，原子半徑越小，共價鍵的鍵長越短。②鍵長大小：鍵鍵長/pm鍵能/(kJ·mol－1)HX的熱分解溫度/℃H—Cl127.4431.81000H—Br141.4366600H—I160.9298.7300

鍵長是衡量共價鍵強弱的另一重要參數(shù)。一般來說，共價鍵的鍵長越短，鍵能越大，該共價鍵越穩(wěn)定，含該鍵的分子越穩(wěn)定，越不容易分解。根據(jù)下表中的HCl、HBr和HI的鍵長、鍵能的數(shù)據(jù)和熱分解溫度，考察它們之間的相關(guān)性。通過這個例子說明分子的結(jié)構(gòu)如何影響分子的化學性質(zhì)？③鍵長、鍵能與分子化學性質(zhì)的關(guān)系：2.根據(jù)共用電子對數(shù)目判斷

對于相同的兩原子形成的共價鍵而言，當兩個原子間形成雙鍵、三鍵時，由于原子軌道的重疊程度增大，原子之間的核間距減小，鍵長變短，故單鍵鍵長>雙鍵鍵長>三鍵鍵長。如鍵長：C－C>C=C>C≡C。④鍵長判斷方法1.根據(jù)原子半徑判斷

其他條件相同時，成鍵原子的半徑越小，鍵長越短。如鍵長：H-I>H-Cl>H-F；Br-Br>Cl-Cl>F-F；Si-Si>Si-C>C-C

為什么CH4分子的空間結(jié)構(gòu)是正四面體，而CH3Cl只是四面體而不是正四面體？C—H和C—Cl的鍵長不相等?！舅伎寂c討論】1.判斷共價鍵的穩(wěn)定性鍵長越短，鍵能越大，表明共價鍵越穩(wěn)定。2.分子的空間結(jié)構(gòu)

鍵長是影響分子空間結(jié)構(gòu)的因素之一。⑤鍵長的應用①概念：在多原子分子中，兩個相鄰共價鍵之間的夾角。3.鍵角鍵長和鍵角的數(shù)值可通過晶體的X射線衍射實驗獲得。分子的空間結(jié)構(gòu)鍵角實例正四面體形CH4、CCl4平面形苯、乙烯、BF3等三角錐形NH3V形(角形)H2O直線形CO2、CS2、CH≡CH109°28′120°107°105°180°②意義：多原子分子中的鍵角一定,表明共價鍵具有方向性。鍵角是描述分子空間構(gòu)型的重要參數(shù)，分子的許多性質(zhì)都與鍵角有關(guān)。

不同，白磷分子的鍵角是指P-P之間的夾角，為60°；而甲烷分子的鍵角是指C-H的夾角，為109°28′。2.實驗測得H2S為共價化合物，H—S—H的夾角為92.3°，鍵長相同，則H2S的空間結(jié)構(gòu)是什么？1.如圖白磷和甲烷均為正四面體結(jié)構(gòu)：它們的鍵角是否相同，為什么？

H2S分子是V形結(jié)構(gòu)。共價鍵強弱的判斷方法(1)由原子半徑和共用電子對數(shù)判斷:成鍵原子的原子半徑越小,兩原子間共用電子對數(shù)越多,則一般共價鍵越牢固,含有該共價鍵的分子越穩(wěn)定。(2)由鍵能判斷:共價鍵的鍵能越大,共價鍵越牢固,