初中化學(xué)教案：測量分子間的離子鍵能與共價鍵能

第頁共頁初中化學(xué)教案：測量分子間的離子鍵能與共價鍵能測量分子間的離子鍵能與共價鍵能引言：在化學(xué)中，分子間的化學(xué)鍵是理解和探究化學(xué)物質(zhì)特性和反應(yīng)機(jī)制的基礎(chǔ)。在本節(jié)課中，我們將學(xué)習(xí)在實(shí)驗(yàn)室中如何測量分子間的離子鍵和共價鍵的能量。一、理論基礎(chǔ)化學(xué)鍵的定義與分類化學(xué)鍵是連接原子的力，是物質(zhì)的基礎(chǔ)性質(zhì)之一。分子間的化學(xué)鍵可分為離子鍵和共價鍵兩類。（1）離子鍵離子鍵是由互相帶正負(fù)電荷的離子互相吸引形成的。離子鍵能夠在離子物質(zhì)中保持穩(wěn)定性。（2）共價鍵共價鍵是通過共用電子對來保持分子的連接。分子中的原子通過共用一對或多對電子而相互連接。測量化學(xué)鍵的能量在測量化學(xué)鍵的能量時，通常使用的有熱化學(xué)、光化學(xué)以及電化學(xué)三個方法。（1）熱化學(xué)方法：通過測量化學(xué)反應(yīng)時產(chǎn)生的熱量變化得出化學(xué)鍵的能量。（2）光化學(xué)方法：通過光反應(yīng)時光譜特征以及光化學(xué)反應(yīng)機(jī)理等得出化學(xué)鍵的能量。（3）電化學(xué)方法：通過在電場中切斷化學(xué)鍵或使化學(xué)鍵聚合從而測量化學(xué)鍵的能量。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)本實(shí)驗(yàn)將使用電化學(xué)方法測量分子間的離子鍵和共價鍵的能量。實(shí)驗(yàn)步驟：將電化學(xué)電池中的兩個電極分別浸入待測定化學(xué)鍵所在的兩種溶液中，其中當(dāng)中一個溶液中含有0.1M硫酸銅溶液（CuSO4），另一個溶液中含有0.1M硝酸溶液（HNO3）。打開電池電源，將電壓降到合適的大小。并觀察電池中的電動勢變化。當(dāng)促使化學(xué)鍵形成的電場力與抵消化學(xué)鍵的電場力相等時，電動勢降為零。此時可通過電動勢計(jì)算出化學(xué)鍵的能量。重復(fù)以上步驟，分別測量離子鍵和共價鍵的能量。三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：測量離子鍵能量:在測量離子鍵能量時，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電動勢計(jì)數(shù)降到零時，電池內(nèi)的陰極電極則被銅離子電極化還原，形成固態(tài)陰極，而陽極電極則被銅離子氧化還原，證明了該離子鍵能夠傳導(dǎo)電流。實(shí)驗(yàn)計(jì)算得到該離子鍵的能量為663kJ/mol。測量共價鍵能量:在測量共價鍵能量時，發(fā)現(xiàn)電動勢計(jì)數(shù)降為零后，電池內(nèi)部的電極并沒有發(fā)生氧化還原反應(yīng)，證明了該共價鍵能夠通過原子間的電子互相連接。實(shí)驗(yàn)計(jì)算得到該共價鍵的能量為413kJ/mol。四、結(jié)論通過本實(shí)驗(yàn)得出，離子鍵的能量大于共價鍵的能量，這是由于離子鍵結(jié)構(gòu)所包含的正負(fù)離子之間的相互吸引比共價鍵中相互連接的原子間的互相吸引力強(qiáng)。本實(shí)驗(yàn)方法較為簡單，可用于研究其他化學(xué)鍵的能量大小。實(shí)驗(yàn)結(jié)果也可以用于解釋化學(xué)反應(yīng)迅速性和穩(wěn)定性，廣泛應(yīng)用于材料科學(xué)、有機(jī)化學(xué)和環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域。參考文獻(xiàn)：高中化學(xué)，新版，人教版;胡成物理化學(xué)，新版，化學(xué)工業(yè)出版社。PhysicalChemistry,2ndedition,P.W