高中化學第一章原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)第2節(jié)第2課時元素周期律課件選修3

第2課時共價鍵的鍵參數(shù)與等電子原理課程目標核心素養(yǎng)建構(gòu)1.知道鍵能、鍵長、鍵角等鍵參數(shù)的概念，能用鍵參數(shù)說明簡單分子的某些性質(zhì)。2.知道等電子原理的含義，學會等電子體的判斷和應用。

[知

識

梳

理]氣態(tài)基態(tài)一、鍵參數(shù)——鍵能、鍵長與鍵角1.概念和特點

概念特點鍵能______________原子形成1mol化學鍵________的最低能量鍵能越大，鍵越________鍵長形成共價鍵的兩個原子之間的________鍵長越短,鍵能_____，鍵越______鍵角分子內(nèi)兩個________之間的夾角表明共價鍵有________，決定分子的____________釋放穩(wěn)定核間距越大穩(wěn)定共價鍵方向性立體結(jié)構(gòu)2.對物質(zhì)性質(zhì)的影響答案由教材表2-1中鍵能的數(shù)值可知：H—F＞H—O＞H—N，而鍵長：H—F＜H—O＜H—N，說明分子的穩(wěn)定性：HF＞H2O＞NH3，所以N2、O2、F2跟H2的反應能力依次增強?！咀灾魉伎肌?、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？答案不正確，根據(jù)碳碳雙鍵中含有1個π鍵，由于π鍵原子軌道重疊程度小，不如σ鍵穩(wěn)定，所以C==C鍵鍵能小于C—C鍵鍵能的2倍。3.比較HF、HCl、HBr、HI分子的穩(wěn)定性強弱，并說明理由。4.試解釋氮氣為什么能在空氣中穩(wěn)定存在？

相同、

相同的分子具有相似的

，它們的許多性質(zhì)是相近的。滿足等電子原理的分子稱為等電子體。如CO和N2具有相同的原子總數(shù)和相同的價電子總數(shù)，屬于等電子體，它們的許多性質(zhì)相似。二、等電子體的判斷和應用1.等電子原理2.等電子體原子總數(shù)價電子總數(shù)化學鍵特征3.應用舉例直線平面三角三角錐正四面體答案1∶1。HCN中CN－與N2結(jié)構(gòu)相同，含有三個鍵，一個σ鍵和兩個π鍵；另外H和C之間形成一個σ鍵，所以HCN分子中σ鍵與π鍵數(shù)目之比為2∶2，即為1∶1?！咀灾魉伎肌?.已知CN－與N2互為等電子體，則HCN分子中σ鍵與π鍵的數(shù)目之比為多少？2.分別寫出與N2、CO2互為等電子體的分子或離子。[效

果

自

測]（1）鍵長越短，鍵能一定越大。（）（2）等電子體并不都是電中性的。（）（3）雙原子分子中化學鍵鍵能越大，分子越牢固。（）（4）雙原子分子中化學鍵鍵長越長，分子越牢固。（）（5）雙原子分子中化學鍵鍵角越大，分子越牢固。（）（6）同一分子中，σ鍵與π鍵的原子軌道重疊程度一樣多，只是重疊的方向不同。（）答案（1）×（2）√（3）√（4）×（5）×（6）×1.判斷正誤，正確的打“√”；錯誤的打“×”。A.鍵角是描述分子立體結(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.C===C鍵等于C—C鍵鍵能的2倍D.因為O—H鍵的鍵能小于H—F鍵的鍵能，所以O2、F2與H2反應的能力逐漸增強2.關(guān)于鍵長、鍵能和鍵角，下列說法中錯誤的是（）解析鍵角是描述分子立體結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)，如H2O中兩個H—O鍵的鍵角為105°，故H2O為V形分子，A項正確；鍵長的大小與成鍵原子的半徑有關(guān)，如Cl的原子半徑小于I的原子半徑，Cl—Cl鍵的鍵長小于I—I鍵的鍵長，此外，鍵長還和成鍵數(shù)目有關(guān)，如乙烯分子中C===C鍵的鍵長比乙炔分子中C≡C鍵的鍵長要大，B項正確；C===C鍵的鍵能為615kJ·mol－1，C—C鍵的鍵能為347.7kJ·mol－1，二者不是2倍的關(guān)系，C項錯誤；O—H鍵的鍵能為462.8kJ·mol－1，H—F鍵的鍵能為568kJ·mol－1，O—H鍵與H—F鍵的鍵能依次增大，意味著形成這些鍵時放出的能量依次增大，化學鍵越來越穩(wěn)定，O2、F2跟H2反應的能力依次增強，D項正確。答案C2與O32與NO22與NO23與BF3解析由題中信息可知，只要算出分子中各原子的最外層電子數(shù)之和即可判斷。B的最外層電子數(shù)為3；C的最外層電子數(shù)為4；N、P的最外層電子數(shù)為5；O、S的最外層電子數(shù)為6；F、Cl的最外層電子數(shù)為7。答案A3.由短周期元素組成的粒子，只要其原子數(shù)相同，各原子最外層電子數(shù)之和相同，也可互稱為等電子體。等電子體的結(jié)構(gòu)相似、物理性質(zhì)相近。根據(jù)上述原理，下列各對粒子中，空間結(jié)構(gòu)相似的是（）提示不一定。F—F的鍵能為157kJ/mol，Cl—Cl的鍵能為242.7kJ/mol，說明，半徑越小，鍵能不一定越大。探究一共價鍵參數(shù)與分子的性質(zhì)【探究討論】1.半徑越小，鍵能越大嗎？提示不一定。例如：F2、Cl2、Br2、I2的鍵能依次為157kJ/mol、242.7kJ/mol、193.7kJ/mol、152.7kJ/mol。2.非金屬性越強，單質(zhì)的鍵能一定越大嗎？（1）鍵能的應用①表示共價鍵的強弱鍵能越大，斷開化學鍵時需要的能量越多，化學鍵越穩(wěn)定。②判斷分子的穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)相似的分子中，共價鍵的鍵能越大，分子越穩(wěn)定。③判斷化學反應的能量變化在化學反應中，舊化學鍵斷裂吸收能量，新化學鍵的形成釋放能量，因此反應焓變與鍵能的關(guān)系為ΔH＝反應物鍵能總和－生成物鍵能總和，ΔH＜0時，為放熱反應；ΔH＞0時，為吸熱反應。【點撥提升】1.共價鍵參數(shù)的應用（2）鍵長的應用①一般鍵長越短，鍵能越大，共價鍵越穩(wěn)定，分子越穩(wěn)定。②鍵長的比較方法a.根據(jù)原子半徑比較，同類型的共價鍵，成鍵原子的原子半徑越小，鍵長越短。b.根據(jù)共用電子對數(shù)比較，相同的兩個原子間形成共價鍵時，單鍵鍵長＞雙鍵鍵長＞三鍵鍵長。（3）鍵角的應用①鍵長和鍵角決定分子的空間構(gòu)型②常見分子的鍵角與分子空間構(gòu)型（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，共用電子對數(shù)越多，則共價鍵越牢固，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，破壞共價鍵消耗的能量越多。（3）由鍵長判斷：共價鍵的鍵長越短，共價鍵越牢固，破壞共價鍵消耗的能量越多。（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，形成的共價鍵越穩(wěn)定。特別提醒由分子構(gòu)成的物質(zhì)，其熔、沸點與共價鍵的鍵能和鍵長無關(guān)。而分子的穩(wěn)定性，由鍵長和鍵能共同決定。2.共價鍵強弱的判斷A.分子中鍵能越大，鍵長越短，則分子越穩(wěn)定B.只有非金屬原子之間才能形成共價鍵C.水分子可表示為H—O—H，分子中鍵角為180°D.H—O鍵鍵能為463kJ/mol，即18gH2O分解成H2和O2時，消耗能量為(2×463)kJ【典題例證1】下列說法中正確的是(

)解析在分子中鍵能越大，鍵長越短，分子越穩(wěn)定，A正確；有些金屬和非金屬之間也能形成共價鍵，如AlCl3，B錯誤；水分子中兩個H—O鍵的鍵角為105°，C錯誤；H—O鍵鍵能為463kJ/mol指的是拆開1molH—O鍵形成氣態(tài)氫原子和氧原子所吸收的能量為463kJ，1molH2O中含2molH—O鍵，需吸收(2×463)kJ的能量形成氣態(tài)氫原子和氧原子，但氫原子和氧原子進一步形成H2和O2時釋放能量，即需知H—H鍵和O===O鍵的鍵能方能計算，故D錯。答案A3分子中P—Cl三個共價鍵的鍵長、鍵角都相等3分子中P—Cl三個共價鍵鍵能、鍵角均相等3分子中的P—Cl鍵屬于極性共價鍵3分子中P—Cl鍵的三個鍵角都是100.1°，鍵長相等解析PCl3分子是由P—Cl極性鍵構(gòu)成的極性分子，其結(jié)構(gòu)類似于NH3。答案D【學以致用1】三氯化磷分子的空間構(gòu)型是三角錐形而不是平面正三角形，下列關(guān)于三氯化磷分子空間構(gòu)型理由的敘述，正確的是（）提示不一定。只要原子總數(shù)相同，價電子總數(shù)相同即可。探究二等電子原理及應用【探究討論】1.等電子體的構(gòu)成原子的核外電子總數(shù)一定相同嗎？提示等電子體的價電子總數(shù)可由其電子式或構(gòu)成微粒的原子的價電子數(shù)來判斷：電子式中的鍵合電子數(shù)和孤對電子數(shù)之和即為價電子總數(shù)；離子中各原子的價電子數(shù)之和與離子所帶電荷相加（或相減）即得價電子總數(shù)。如NO的價電子總數(shù)為5＋6×2＋1＝18。2.計算等電子體的價電子總數(shù)的方法？原子總數(shù)相同，價電子總數(shù)相同的粒子。等電子體的許多性質(zhì)是相近的，空間構(gòu)型是相同的。利用等電子體可以：①判斷一些簡單分子或離子的立體構(gòu)型；②利用等電子體在性質(zhì)上的相似性制造新材料；③利用等電子原理針對某物質(zhì)找等電