2.1.2+鍵參數(shù)+課件++年高二下學(xué)期化學(xué)魯科版（2019）選擇性必修2

2.1.2鍵參數(shù)核心素養(yǎng)目標(biāo)1.宏觀辨識(shí)與微觀探析：學(xué)生能夠從宏觀物質(zhì)的性質(zhì)，諸如穩(wěn)定性、熔沸點(diǎn)、化學(xué)反應(yīng)活性等現(xiàn)象出發(fā)，深入探究其與微觀層面鍵參數(shù)（鍵能、鍵長、鍵角）之間的內(nèi)在聯(lián)系。?2.證據(jù)推理與模型認(rèn)知：基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，像對(duì)不同分子的鍵能測(cè)定數(shù)據(jù)、利用光譜分析得到的鍵長和鍵角信息等，推理出共價(jià)鍵的穩(wěn)定性、分子的空間結(jié)構(gòu)等特征。構(gòu)建以鍵參數(shù)為基礎(chǔ)的分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的認(rèn)知模型，運(yùn)用該模型解釋分子的穩(wěn)定性、反應(yīng)活性等化學(xué)現(xiàn)象。??3.科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任：培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，在研究鍵參數(shù)的過程中，尊重實(shí)驗(yàn)事實(shí)和數(shù)據(jù)，不隨意篡改和歪曲。學(xué)習(xí)重難點(diǎn)學(xué)習(xí)重點(diǎn)?1.理解鍵能、鍵長、鍵角的概念。?2.掌握鍵參數(shù)對(duì)分子性質(zhì)的影響。3.?學(xué)會(huì)運(yùn)用鍵參數(shù)判斷分子的穩(wěn)定性、空間結(jié)構(gòu)等性質(zhì)。學(xué)習(xí)難點(diǎn)?1.從微觀層面理解鍵參數(shù)的形成原因和影響因素。?2.綜合運(yùn)用鍵參數(shù)解釋復(fù)雜分子的性質(zhì)和反應(yīng)行為。3.理解鍵參數(shù)與分子光譜之間的關(guān)系。新課導(dǎo)入這幾種分子都是由共價(jià)鍵組成的，但是它們的性質(zhì)卻有很大差別。甲烷比較穩(wěn)定，乙烯可以發(fā)生加成反應(yīng)，乙炔的反應(yīng)活性似乎更高。那么是什么決定了這些共價(jià)鍵在性質(zhì)上的不同呢？這就涉及到我們今天要學(xué)習(xí)的共價(jià)鍵鍵參數(shù)啦，通過它們可以幫我們更好地理解這些分子中化學(xué)鍵的奧秘。鍵參數(shù)1.鍵長鍵長是衡量共價(jià)鍵強(qiáng)弱的一項(xiàng)重要參數(shù)：一般來說，化學(xué)鍵的鍵長愈短，化學(xué)鍵就愈強(qiáng)，鍵就愈牢固。鍵長簡單來說，鍵長是構(gòu)成化學(xué)鍵的兩個(gè)原子的核間距。但是，分子中的原子始終處于不斷振動(dòng)之中，鍵長只是振動(dòng)著的原子處于平衡位置時(shí)的核間距。1.鍵長鍵長是影響分子間結(jié)構(gòu)的因素之一。鍵長的數(shù)值可以通過晶體X射線衍射實(shí)驗(yàn)進(jìn)行測(cè)定，也可以通過理論計(jì)算求得。②在其他條件相同時(shí),成鍵原子的半徑越小,鍵長越短。①相同的兩原子形成共價(jià)鍵時(shí),單鍵鍵長>雙鍵鍵長>三鍵鍵長。1.鍵長鍵長與分子空間結(jié)構(gòu)的關(guān)系比如說，CH4分子的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形，而CH3Cl分子的空間結(jié)構(gòu)是四面體形而不是正四面體形，原因是C—H和C—Cl的鍵長不相等。2.鍵能1×105Pa、298K條件下分解1mol所需能量H2436KJHCl

431KJHI297KJ根據(jù)表格所給數(shù)據(jù)，我們發(fā)現(xiàn)，在1×105Pa、298K條件下，分解1mol物質(zhì)所需能量H2＞HCl＞HI這說明不同原子對(duì)鍵合電子的吸引能力是不同的，因此，破壞共價(jià)鍵（共用電子對(duì)）所需要的能量也是不同的，意味著：不同原子之間形成的共價(jià)鍵的穩(wěn)定性不同2.鍵能化學(xué)鍵的斷裂需要吸收能量。定義：在298K、1×105Pa條件下，斷開1molAB(g)分子中的化學(xué)鍵，使其分別生成氣態(tài)A原子和氣態(tài)B原子所吸收的能量稱為A—B鍵的鍵能。表示方式：EA-B（A和B分別表示成鍵的兩個(gè)原子，可以相同，也可以不同在相同條件下的同一化學(xué)鍵，斷裂時(shí)所吸收的能量＝形成時(shí)所釋放的能量。鍵能可通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定，但更多的卻是靠推算獲得的2.鍵能鍵能的應(yīng)用判斷共價(jià)鍵的穩(wěn)定性共價(jià)鍵的鍵能越大，共價(jià)鍵越難被破壞，共價(jià)鍵越牢固判斷結(jié)構(gòu)相似的分子的穩(wěn)定性一般來說，對(duì)于結(jié)構(gòu)相似的分子，共價(jià)鍵的鍵能越大，分子越穩(wěn)定。如鍵能：H—F＞H—Cl＞H—Br＞H—I，則分子的穩(wěn)定性：HF＞HCl＞HBr＞HI估算化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)根據(jù)化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)可計(jì)算化學(xué)反應(yīng)的焓變：△H＝反應(yīng)物中化學(xué)鍵鍵能之和—生成物中化學(xué)鍵鍵能之和2.鍵能甲烷分子中C-H鍵的鍵能一樣大嗎？斷開CH4中的4個(gè)C-H，所需能量并不相等，因此，CH4中的C-H只能是平均值，而平時(shí)所講的C-H鍵能是更多分子中的C-H鍵能的平均值。共價(jià)鍵鍵能（kJ·mol-1）CH4

→·CH3

＋H·439.3·CH3

→·CH2＋H·442·CH2

→·CH＋H·442·CH→·C·＋H·338.64152.鍵能

某些共價(jià)鍵的鍵能鍵鍵能（kJ?mol-1）鍵鍵能（kJ?mol-1）鍵鍵能（kJ?mol-1）H-H436.0C-O315O=O497.3F-F157C=O745C-H413.4Cl-Cl242.7N-N193O-H462.8Br-Br193.7N=N418N-H390.8I-I152.7NN946H-F568C-C347.7N-O176H-Cl431.8C=C615N=O607H-Br366CC812O-O142H-l298.72.鍵能結(jié)合鍵能和鍵長，你能發(fā)現(xiàn)什么？2.鍵能根據(jù)上表，相同類型的化學(xué)鍵：原子半徑越大，鍵長越長，鍵能越?。‵除外）想一想：為什么F—F的鍵長比Cl—Cl的鍵長短，但F—F的鍵能卻比Cl—Cl的鍵能??？因?yàn)榉拥陌霃胶苄。瑑蓚€(gè)氟原子在形成共價(jià)鍵時(shí)，原子核之間的距離很小，排斥力很大，因此F—F的鍵能比Cl—Cl的鍵能小。因?yàn)镕—F的鍵能小，所以F2的穩(wěn)定性差，很容易與其他物質(zhì)反應(yīng)。2.鍵能再看這張表，你還能發(fā)現(xiàn)什么？相同原子形成的化學(xué)鍵：鍵長：三鍵>雙鍵>單鍵，鍵長越長，鍵能越小2.鍵能（1）乙烯、乙炔比乙烷的原因：雖然鍵長C三C＜C=C＜C—C，鍵能C三C＞C=C＞C—C，但乙烯、乙炔在發(fā)生加成反應(yīng)時(shí)，只有π鍵斷裂（π鍵的鍵能一般小于σ鍵的鍵能）。（2）由于分子中的原子始終處于不斷振動(dòng)之中，故鍵長只是振動(dòng)著的原子處于平衡位置時(shí)的核間距，這個(gè)距離增大或減小，分子的穩(wěn)定性都將減弱。2.鍵能參照教材表2-1-2中的鍵能數(shù)據(jù)。計(jì)算1molH2分別與1molCl2、1molBr2(蒸氣)反應(yīng)生成2molHCl和2molHBr時(shí)，哪一個(gè)釋放出的能量更多？如何用計(jì)算的結(jié)果說明氯化氫分子和溴化氫分子那個(gè)更容易發(fā)生熱分解生成相應(yīng)的單質(zhì)？解析：對(duì)于反應(yīng)H2(g)＋Cl2(g)==2HCl(g)

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

===2HBr(g)

ΔH＝（436.0＋193.7－2×366）kJ·mol－1＝－102.3kJ·mol－1。

通過計(jì)算1molH2與1molCl2反應(yīng)生成2molHCl時(shí)，放出184.9kJ的熱量；1molH2與1molBr2(蒸氣)反應(yīng)生成2molHBr時(shí),放出102.3kJ的熱量。說明2molHBr分解需要吸收的能量比2molHCl低,故HBr更易分解。2.鍵能N2、O2、F2與H2的反應(yīng)能力依次增強(qiáng),從鍵能的角度應(yīng)如何理解這一化學(xué)事實(shí)?

N2、O2、F2與H2的反應(yīng)能力依次增強(qiáng),其原因是N≡N鍵、O=O鍵、F—F鍵的鍵能依次為946kJ·mol-1、497.3kJ·mol-1、157kJ·mol-1,鍵能越來越小,共價(jià)鍵越來越容易斷裂。而N-H、O-H、F-H鍵的鍵能依次為390.8kJ·mol-1、462.8kJ·mol-1、568kJ·mol-1鍵能越來越大，共價(jià)鍵越來越容易生成。如何理解常溫下N2化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，而乙炔和乙烯化學(xué)性質(zhì)活潑？

鍵能數(shù)據(jù)表明，N≡N的鍵能大于N—N的鍵能的三倍，N=N的鍵能大于N—N的鍵能的兩倍；而C≡C的鍵能卻小于C—C的鍵能的三倍，C=C的鍵能小于C—C的鍵能的兩倍，說明乙烯和乙炔中的π鍵不牢固，易發(fā)生加成反應(yīng)，而N2分子中N≡N非常牢固，所以氮分子不易發(fā)生加成反應(yīng)。3.鍵角（1）定義：在多原子分子中，兩個(gè)化學(xué)鍵的夾角叫作鍵角。雙原子分子中不存在鍵角PS：①多原子分子的鍵角是一定的，表明共價(jià)鍵具有方向性。②鍵角可通過晶體X射線衍射實(shí)驗(yàn)測(cè)定。（2）應(yīng)用：鍵角常用于描述多原子分子的空間結(jié)構(gòu)。（3）常見分子中的鍵角：如圖所示，CO2中O=C=O鍵角為108°，所以CO2呈直線形；H2O中H—O—H鍵角為105°，所以H2O呈V形（或角形）；NH3中H—N—H鍵角均為107°，所以NH3呈三角錐形。分子光譜1.分子光譜CO分子軌道能級(jí)圖能量(1)定義：分子從一種能級(jí)改變到另一種能級(jí)時(shí)吸收或發(fā)射的光譜。(2)影響因素：鍵長、鍵角和電荷分布等。(3)應(yīng)用：測(cè)定和鑒別分子結(jié)構(gòu)。分子光譜和分子內(nèi)部的運(yùn)動(dòng)密切相關(guān)，涉及分子運(yùn)動(dòng)方式主要為：①分子的轉(zhuǎn)動(dòng)，吸收或發(fā)射的光處在遠(yuǎn)紅外區(qū)或微波區(qū)，稱為遠(yuǎn)紅外光譜或微波譜；②分子中原子間的振動(dòng)，通常振動(dòng)光譜在近紅外區(qū)和中紅外區(qū)，一般稱為紅外光譜；③分子中電子在不同能級(jí)的分子軌道間躍遷，得到紫外一可見光譜。1.分子光譜例如，C-C鍵、C=C鍵、C≡C鍵的鍵長依次縮短、鍵能依次加強(qiáng)，化學(xué)鍵的伸縮振動(dòng)頻率升高，在紅外光譜中對(duì)應(yīng)吸收峰值的頻率依次增加。因此，基于紅外光譜中吸收峰值的頻率可以推測(cè)分子中存在的官能團(tuán)，進(jìn)而為推測(cè)分子結(jié)構(gòu)提供證據(jù)。隨堂訓(xùn)練1、關(guān)于鍵長、鍵能和鍵角，下列說法不正確的是（

）A．鍵長越長，鍵能越大，共價(jià)化合物越穩(wěn)定B．通過反應(yīng)物和生成物分子中鍵能數(shù)據(jù)可以粗略預(yù)測(cè)反應(yīng)熱的大小

C．鍵角是確定多分子立體結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)D．同種原子間形成的共價(jià)鍵鍵長：三鍵＜雙鍵＜單鍵A隨堂訓(xùn)練2、下列描述不正確的是（

）A．碳碳鍵鍵長：碳碳單鍵>碳碳雙鍵>碳碳三鍵B．最高價(jià)含氧酸的酸性：H2CO3<HNO3<HClO4

C．微粒半徑：Li+<O2﹣<Na+D．鍵角：BF3>CH4>H2OC隨堂訓(xùn)練3、共價(jià)鍵①N≡N②H—F③H—O④N—H⑤P—H中,鍵能由大到小的順序正確的是(

)A.①②③④⑤B.⑤④③②①C.①⑤④③②

D.②③④⑤①A隨堂訓(xùn)練4、關(guān)于鍵能、鍵長和鍵角，下列說法中不