第2課時

鍵參數——鍵能

鍵長

鍵角第二章

分子結構與性質第一節

共價鍵問題：共價鍵的強弱用什么來衡量？我們如何用化學語言來描述不同分子的空間結構和穩定性？共價鍵的三個鍵參數——鍵能、鍵長與鍵角共價鍵類型特征方向性飽和性按原子軌道的重疊方式σ鍵π鍵s-sσ鍵，如H-Hs-pσ鍵，如H-Clp-pσ鍵，如Cl-Cl“頭碰頭”重疊方式：種類軸對稱對稱方式：種類:p-pπ鍵“肩并肩”重疊方式：鏡面對稱對稱方式：任務一

鍵參數——鍵能

1.定義氣態分子中1mol化學鍵解離成氣態原子所吸收的能量。2.意義鍵能通常是298.15K、101kPa條件下的標準值，鍵能可通過實驗測定，更多卻是推算獲得的（如蓋斯定律）。通常取正值，單位是kJ/mol。鍵能越大→斷鍵需吸收的能量越多→共價鍵越牢固→分子越穩定鍵能通常是一個平均值。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任務一

鍵參數——鍵能

（1）同種類型的鍵，成鍵原子半徑越小，鍵能越大，鍵越牢固。鹵素單質鍵能：Cl2＞Br2＞I2（F2反常）F原子半徑很小，因此F-F的鍵長短，而由于鍵長短，兩個F原子形成共價鍵時，原子核之間的距離小，排斥力大，因此鍵能小。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同種元素鍵能：單鍵<雙鍵<三鍵(鍵能)問題：雙鍵鍵能不等于單鍵鍵能的兩倍，說明了什么？σ鍵鍵能＞π鍵鍵能（一般）

氮氮鍵(反常)：σ鍵鍵能＜π鍵鍵能任務一

鍵參數——鍵能

（2）同樣的成鍵原子之間形成的鍵越多，鍵能越大。1、由教材表2-1的數據判斷,下列分子的穩定性：（1）Cl2,Br2,I2（2）NH3,H2O2、根據表2-1數據，計算1molH2分別跟1molCl2、1molBr2（蒸氣）反應，分別生成2molHCl和2molHBr分子，哪個反應放出的能量多？如何用計算結果說明氯化氫和溴化氫哪個更容易發生熱分解生成相應的單質？3、N2、O2、F2跟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？形成2mo1HClΔH=(436.0kJ+242.7kJ)－2×431.8kJ=－184.9kJ形成2mo1HBrΔH=(436.0kJ+193.7kJ)－2×366kJ=－102.97kJHCl釋放能量比HBr釋放能量多,因而生成的HCl更穩定,即HBr更容易發生熱分解生成相應的單質.鍵能大小是：F-H>O-H>N-H鍵能越大，成鍵時放出熱量越多，化學鍵越穩定。任務一

鍵參數——鍵能

(1)判斷共價鍵的穩定性：鍵能越大，共價鍵越穩定(2)判斷分子的穩定性：一般來說，結構相似的分子中，共價鍵的鍵能越大，分子越穩定。如分子的穩定性HF>HCl>HBr>HI(3)估算化學反應的反應熱：ΔH=反應物的總鍵能－生成物的總鍵能規律：通常鍵能越大，共價鍵越牢固，由此形成的分子越穩定應用：任務二

鍵參數——鍵長

1.定義鍵長是構成化學鍵的兩個原子的核間距。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。單位：pm（1pm＝10-12m）鍵長是衡量共價鍵強弱的另一重要參數！2.特點：原子半徑決定化學鍵的鍵長，原子半徑越小，共價鍵的鍵長越短。Cl2中Cl-Cl鍵長單位：pm（1pm＝10-12m）②成鍵原子相同時，鍵長：單鍵鍵長＞雙鍵鍵長＞三鍵鍵長①同種類型的共價鍵，成鍵原子的原子半徑越小，鍵長越短。③一般地，鍵長越短,鍵能越大，共價鍵越牢固,由此形成的分子越穩定。科學探究任務二

鍵參數——鍵長

任務二

鍵參數——鍵長

(1)判斷共價鍵的穩定性鍵長越短，鍵能越大，共價鍵越穩定。(2)影響分子的空間結構如CH4分子的空間結構為正四面體形，而CH3Cl分子的空間結構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。應用：1、乙烯、乙炔為什么比乙烷活潑？雖然鍵長C≡C＜C=C＜C－C，鍵能C≡C＞C=C＞C－C，但乙烯、乙炔在發生加成反應時，只有π鍵斷裂(π鍵的鍵能一般小于σ鍵的鍵能)，即共價鍵部分斷裂。2、為什么CH4分子的空間結構是正四面體，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。3、你認為鍵長、鍵能對分子的化學性質有什么影響？

一般地，形成的共價鍵的鍵能越大，鍵長越短，共價鍵越穩定，含有該鍵的分子越穩定，化學性質越穩定。任務三

鍵參數——鍵角

1.定義在多原子分子中，兩個相鄰共價鍵之間的夾角。CH4

109°28′

NH3

107°18′H2O105°CO2

180°直線形

V形（角形）正四面體形三角錐形2.意義多原子分子的鍵角一定，表明共價鍵具有方向性。鍵角是描述分子結構的重要參數，分子的許多性質都與鍵角有關

。

鍵角決定分子的空間構型。鍵長與鍵角可通過晶體的X射線衍射實驗獲得任務三

鍵參數——鍵角

問題：白磷和甲烷均為正四面體結構，它們的鍵角是否相同，為什么？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′。

1.由原子半徑和共用電子對數判斷:

成鍵原子的原子半徑越小,兩原子間共用電子對數越多,則一般共價鍵越牢固,含有該共價鍵的分子越穩定。

2.由鍵能判斷:

共價鍵的鍵能越大,共價鍵越牢固,破壞共價鍵消耗的能量越多。

3.由鍵長判斷:

共價鍵的鍵長越小,共價鍵越牢固,破壞共價鍵消耗的能量越多。共價鍵強弱的判斷小結4.由電負性判斷:

元素的電負性越大,該元素的原子對共用電子對的吸引力越大,

形成的共價鍵一般越穩定。特別提醒

由分子構成的物質,其熔、沸點與共價鍵的鍵能和鍵長無關,而分子的穩定性由鍵長和鍵能大小決定。知識總結

原子間相互作用共價鍵鍵參數定量鍵角鍵長鍵能分子的穩定性特征方向性飽和性測定晶體X射線衍射實驗分子空間結構原子軌道重疊σ鍵：軸對稱分類π鍵：鏡面對稱1、下列說法中，錯誤的是()Ａ.鍵長越長，化學鍵越牢固Ｂ.成鍵原子間原子軌道重疊越多，共價鍵越牢固Ｃ.對雙原子分子來講，鍵能越大，含有該鍵的分子越穩定Ｄ.原子間通過共用電子對所形成的化學鍵叫共價鍵A2、下列說法中正確的是()A．分子中鍵能越大，鍵長越長，則分子越穩定B．元素周期表中的ⅠA族和ⅦA族元素的原子間可能形成共價鍵C．水分子可表示為HO—H，分子中鍵角為180°D．H—O鍵鍵能為463kJ·mol－1，即18gH2O分解成H2和O2時，消耗能量為2×463kJB3.鍵長、鍵角和鍵能是描述共價鍵的三個重要參數，下列敘述正確的是A.鍵長和鍵角的數值可以通過晶體的X射線衍射實驗獲得B.因為H-O鍵的鍵能小于H-F鍵的鍵能，所以O2、F2與H2的反應能力逐漸減弱C.水分子的結構可表示為H-O-H，分子中的鍵角為180°D.H-O鍵的鍵能為463kJ/mol，即18gH2O分解成H2和O2時，消耗的能量為2×463kJA有關碳和硅的共價鍵鍵能如下表所示:簡要分析和解釋下列有關事實。(1)比較通常條件下,CH4和SiH4的穩定性強弱:(2)硅與碳同族,也有系列氫化物,但硅烷在種類和數量上都遠不如烷烴多,原因是：

(3)SiH4的穩定性小于CH4,硅更易生成氧化物,原因是：

共價鍵C—CC—HC—O