共價鍵（第2課時 鍵參數(shù)-鍵能、鍵長與鍵角）【知識建構(gòu)+拓展延伸】 高二化學(xué)精講精練（人教版2019選擇性必修2）

第一節(jié)

共價鍵課時2鍵參數(shù)—鍵能、鍵長、鍵角第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)01學(xué)習(xí)目標(biāo)

CONTENT鍵能02鍵長03鍵角我們?nèi)绾斡没瘜W(xué)語言來描述不同分子的空間結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性？鍵能——衡量共價鍵的強(qiáng)弱

氣態(tài)分子中1mol化學(xué)鍵解離成氣態(tài)原子所吸收的能量。鍵能概念：單位：kJ?mol-1條件：鍵能可以通過實驗測定，通常是298.15K、100kPa條件下的標(biāo)準(zhǔn)值平均值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。常見共價鍵的鍵能（kJ·mol－1）鍵能鍵能相同原子間的鍵能：單鍵＜雙鍵＜三鍵特別注意：碳碳雙鍵鍵能不等于碳碳單鍵鍵能的兩倍鍵能思考與討論1：碳碳單鍵、碳碳雙鍵和碳碳三鍵之間鍵能關(guān)系？碳碳單鍵＜碳碳雙鍵＜

碳碳三鍵

σ鍵鍵能＞π鍵鍵能

氮氮單鍵＜氮氮雙鍵＜

氮氮三鍵

σ鍵鍵能＜π鍵鍵能N2、O2、F2與氫氣的反應(yīng)能力依次增強(qiáng)，從鍵能的角度如何理解這一事實？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(qiáng)，故N2、O2、F2與氫氣的反應(yīng)能力依次增強(qiáng)。【思考與討論】2.1molH2分別與1molCl2、1molBr2(蒸氣)反應(yīng)，分別形

成2molHCl

和2molHBr，哪一

個反應(yīng)釋放的能量更多？通過計算，1molH2分別與1molCl2、1molBr2(蒸氣)反應(yīng)，分別形成2molHCl

和2molHBr，放出能量依次為184.9kJ、102.3kJ，1molH2與1molCl2反應(yīng)形成2molHCl放出的能量多，【思考與討論】1.判斷共價鍵的穩(wěn)定性（鍵能越大，共價鍵越穩(wěn)定）從鍵能的定義可知，破壞1mol化學(xué)鍵所需能量越多，即共價鍵的鍵能越大，則共價鍵越穩(wěn)定。2.判斷分子的穩(wěn)定性（鍵能越大，分子越穩(wěn)定）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。鍵能的應(yīng)用3.估算化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱同一化學(xué)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(xué)鍵所釋放的能量在數(shù)值上是相等的，故根據(jù)化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)可計算化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱

ΔH=反應(yīng)物中化學(xué)鍵鍵能之和﹣生成物中化學(xué)鍵鍵能之和鍵能的應(yīng)用鍵長概念：

鍵長是構(gòu)成化學(xué)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。原子半徑?jīng)Q定化學(xué)鍵的鍵長，原子半徑越小，共價鍵的鍵長越短。Cl2中Cl-Cl鍵長C—C鍵、C=C鍵、C≡C鍵的鍵長分別為154pm、133pm、120pm,,它們的鍵能分別為347.7kJ·mol-1、615kJ·mol-1和812kJ·mol-1。【思考與討論】鍵長與鍵能有什么相關(guān)性？共價鍵的鍵長越短，往往鍵能越大，表明共價鍵越穩(wěn)定，分子越穩(wěn)定。

對于相同的兩原子形成的共價鍵而言，當(dāng)兩個原子間形成雙鍵、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。根據(jù)原子半徑判斷根據(jù)共用電子對數(shù)目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。鍵長判斷方法【思考與討論】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(fā)生加成反應(yīng)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?jǐn)嗔选?/p>

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】鍵長是影響分子空間結(jié)構(gòu)的因素之一。鍵能的應(yīng)用斷共價鍵的穩(wěn)定性判斷分子的空間結(jié)構(gòu)鍵長越短，往往鍵能越大，表明共價鍵越穩(wěn)定。鍵角概念：

在多原子分子中，兩個化學(xué)鍵的夾角CO2鍵角為180°,是一種直線形分子;H2O分子中的H—O—H鍵角是105°,是一種V形(或稱角形)分子。多原子分子中的鍵角一定,表明共價鍵具有方向性。【思考與討論】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？

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′。小結(jié)1.可以反映共價鍵強(qiáng)弱的物理量是(

)A.鍵能

B.鍵能、鍵長C.鍵能、鍵長、鍵角

D.鍵長、鍵角2.從鍵長的角度判斷,下列共價鍵中最穩(wěn)定的是(

)A.H—F B.N—HC.C—H D.S—H【課堂練習(xí)】BA3.二氯化二硫(S2Cl2)，非平面結(jié)構(gòu)，常溫下是一種黃紅色液體，有刺激性惡臭，熔點(diǎn)：－80℃，沸點(diǎn)：137.1℃。下列對于二氯化二硫敘述正確的是（

）A.二氯化二硫的電子式為B.分子中既有極性鍵又有非極性鍵C.分子中S—Cl的鍵長大于S—S的鍵長D.分子中S—Cl的鍵能小于S—S的鍵能【課堂練習(xí)】B4.關(guān)于鍵長、鍵能和鍵角,下列說法不正確的是(

)A.鍵角是描述分子空間結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)B.鍵長的大小與成鍵原子的半徑和成鍵數(shù)目有關(guān)C.鍵能越大,鍵長越大,共價化合物越穩(wěn)定D.鍵角的大小與鍵長、鍵能的大小無關(guān)【課堂練習(xí)】C5.用“＞”或“＜”填空。(1)比較鍵能大小：①C—H____N—H____H—O；②H—F____H—Cl。(2)比較鍵長大?。孩貱—H____N—H____H—O；②H—F____H—Cl。(3)比較鍵角大?。孩貱O2____NH3；②H2O____NH3。＜＜＞＞＞＜＜＞【課堂練習(xí)】6.有關(guān)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(guān)事實。(1)比較通常條件下,CH4和SiH4的穩(wěn)定性強(qiáng)弱:

。

(2)SiH4的穩(wěn)定性小于CH4,硅更易生成氧化物,原因是

。

共價鍵C—CC—HC—