2.1.2共價(jià)鍵參數(shù)課件高二上學(xué)期化學(xué)人教版選擇性必修2

第一節(jié)共價(jià)鍵

人教版選擇性必修2第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第2課時(shí)共價(jià)鍵參數(shù)共價(jià)鍵的強(qiáng)弱用什么來衡量？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？如何解釋HCl、HBr和HI的穩(wěn)定性的差異？鹵化氫HClHBrHI在1000℃分解的百分?jǐn)?shù)/%0.00140.533F、Cl、Br、I原子半徑逐漸增大,非金屬性依次減弱，F(xiàn)2、Cl2、Br2、I2與氫氣反應(yīng)越來越難,HF、HCl、HBr、HI的穩(wěn)定性逐漸減弱。CH4甲烷分子為

結(jié)構(gòu),鍵角是

。正四面體109°28'溫故知新利用鍵能、鍵長和鍵角等鍵參數(shù)解釋物質(zhì)的某些性質(zhì)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、了解共價(jià)鍵鍵參數(shù)的含義，能用鍵能、鍵長、鍵角說明簡單分子的某些性質(zhì)。2、通過認(rèn)識共價(jià)鍵的鍵參數(shù)對物質(zhì)性質(zhì)的影響，探析微觀結(jié)構(gòu)對宏觀性質(zhì)的影響。【重點(diǎn)難點(diǎn)】1、概念：一、鍵能氣態(tài)分子中1mol化學(xué)鍵解離成氣態(tài)原子所吸收的能量。2、意義：鍵能越大，化學(xué)鍵越牢固，物質(zhì)越穩(wěn)定。說明：（1）鍵能通常是298.15K、101kPa條件下的標(biāo)準(zhǔn)值，通常取正值，單位是kJ/mol。（2）鍵能可通過實(shí)驗(yàn)測定，更多卻是推算獲得的（如蓋斯定律），是平均值。如斷開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，而表2-1中的C—H鍵能是更多分子中的C—H鍵能的平均值。1、碳碳單鍵、碳碳雙鍵和碳碳三鍵之間鍵能關(guān)系？鍵鍵能（kJ·mol－1）C-C347.7C=C615C≡C812N-N193N=N418N≡N946表2-1某些共價(jià)鍵的鍵能2、氮氮單鍵、氮氮雙鍵和氮氮三鍵之間鍵能關(guān)系？σ鍵鍵能＞π鍵鍵能碳碳單鍵＜碳碳雙鍵＜

碳碳三鍵(且不存在倍數(shù)關(guān)系)氮氮單鍵＜氮氮雙鍵＜

氮氮三鍵

(且不存在倍數(shù)關(guān)系)σ鍵鍵能＜π鍵鍵能特殊思考與討論

分析數(shù)據(jù)，有何結(jié)論？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)如何用這些數(shù)據(jù)理解氮分子不容易發(fā)生加成反應(yīng)而乙烯和乙炔容易發(fā)生加成反應(yīng)？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，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)。鍵鍵能（kJ·mol-1）鍵鍵能（kJ·mol-1）Cl-Cl242.7N-O176Br-Br193.7N=O607I-I152.7O-O142H-F568O=O497.3H-Cl431.8C-C347.7H-Br366C=C615H-I298.7C≡C812成鍵原子相同的共價(jià)鍵的鍵能:單鍵的鍵能＜雙鍵的鍵能＜三鍵的鍵能形成共價(jià)鍵的原子的原子半徑越大，鍵能越小3、規(guī)律：4、應(yīng)用（1）判斷共價(jià)鍵的穩(wěn)定性鍵能越大，斷開化學(xué)鍵需要吸收的能量越多，化學(xué)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(jià)鍵的鍵能越大，分子越穩(wěn)定。（3）判斷化學(xué)反應(yīng)中的能量變化ΔH=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能解析：對于反應(yīng)H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)

ΔH＝436.0kJ·mol－1＋242.7kJ·mol－1－2×431.8kJ·mol－1＝－184.9kJ·mol－1。H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)?H=-184.9kJ/mol對于反應(yīng)H2(g)＋Br2(g)

=2HBr(g)

ΔH＝436.0kJ·mol－1＋193.7kJ·mol－1－2×366kJ·mol－1＝－102.3kJ·mol－1。H2(g)+Br2(g)=2HBr(g)?H=-102.3

kJ/mol1、計(jì)算，1molH2分別跟1molCl2、1molBr2(蒸氣)反應(yīng)，分別形成2molHCl和2molHBr，哪一個(gè)反應(yīng)釋放的能量更多？如何用計(jì)算的結(jié)果說明氯化氫分子和溴化氫分子哪個(gè)更容易發(fā)生熱分解生成相應(yīng)的單質(zhì)？說明2molHBr分解需要吸收的能量比2molHCl低，故HBr更易分解。思考與討論

2、N2、O2、F2與H2的反應(yīng)能力依次增強(qiáng)，從鍵能的角度如何理解這一化學(xué)事實(shí)。(利用課本P37表2-1的相應(yīng)數(shù)據(jù)分析)提示從表2-1的數(shù)據(jù)可知，N≡N、O=O、F-F的鍵能依次減小，而N-H、O-H與H-F的鍵能依次增大。即舊鍵易斷裂，新鍵形成后很穩(wěn)定。所以N2、O2、F2與H2的反應(yīng)能力依次增強(qiáng)。思考與討論

鍵N≡NO=OF-FN-HO-HF-H鍵能（kJ/mol）946497.3157390.8462.8568正誤判斷(1)共價(jià)鍵的鍵能越大，共價(jià)鍵越牢固，由該鍵形成的分子越穩(wěn)定()(2)N-H的鍵能是很多分子中的N-H的鍵能的平均值()(3)O-H的鍵能是指在298.15K、101kPa下，1mol氣態(tài)分子中1molO-H解離成氣態(tài)原子所吸收的能量()(4)C=C的鍵能等于C-C的鍵能的2倍()(5)σ鍵一定比π鍵牢固()√√√××【課堂練習(xí)1】解題規(guī)律：鍵能越大→共價(jià)鍵越牢固→分子越穩(wěn)定規(guī)律：C≡C、C=C的

σ鍵鍵能＞π鍵鍵能

特例：N≡N、N=N的σ鍵鍵能＜π鍵鍵能

193946197489從能量角度看，氮以N2

、而白磷以P4（結(jié)構(gòu)式可表示為

）形式存在的原因是：______________1molN≡N鍵能大于3molN-N鍵能之和，而1molP≡P鍵能小于3molP-P鍵能之和，鍵能越大物質(zhì)越穩(wěn)定，故氮以N2</m>

形式存在，而白磷以P4形式存在【課堂練習(xí)2】二、鍵長1、概念：構(gòu)成化學(xué)鍵的兩個(gè)原子的核間距。不過，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。單位：pm（1pm＝10-12m）。2、鍵長大小的判斷方法：（1）根據(jù)原子半徑判斷

其他條件相同時(shí)，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。（2）根據(jù)共用電子對數(shù)目判斷

對于相同的兩原子形成的共價(jià)鍵而言，當(dāng)兩個(gè)原子間形成雙鍵、三鍵時(shí)，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。3、鍵長、鍵能與分子性質(zhì)的關(guān)系：鍵鍵長/pm鍵能/(kJ·mol－1)HX的熱分解溫度/℃H-Cl127.4431.81000H-Br141.4366600H-I160.9298.7300根據(jù)下表中的HCl、HBr和HI的鍵長、鍵能的數(shù)據(jù)和熱分解溫度，考察它們之間的相關(guān)性。通過這個(gè)例子說明分子的結(jié)構(gòu)如何影響分子的化學(xué)性質(zhì)？鍵長是衡量共價(jià)鍵強(qiáng)弱的另一重要參數(shù)。一般來說，共價(jià)鍵的鍵長越短，鍵能越大，該共價(jià)鍵越牢固，含該鍵的分子越穩(wěn)定，越不容易分解。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(shí)，只有π鍵斷裂(π鍵的鍵能一般小于σ鍵的鍵能)，即共價(jià)鍵部分?jǐn)嗔选Ｋ伎寂c討論

4、鍵長的應(yīng)用：（1）判斷共價(jià)鍵的穩(wěn)定性鍵長越短，鍵能越大，表明共價(jià)鍵越穩(wěn)定。（2）分子的空間結(jié)構(gòu)

鍵長是影響分子空間結(jié)構(gòu)的因素之一。解題規(guī)律：鍵長越短→鍵能越大→鍵越牢固→分子越穩(wěn)定下表是從實(shí)驗(yàn)中測得的不同物質(zhì)中的鍵長和鍵能數(shù)據(jù)：O-OO22-O2-O2O2+鍵長/(10－12m)149128121112鍵能/(kJ·mol－1)xya＝494b＝628其中x、y的鍵能數(shù)據(jù)尚未測定，但可根據(jù)規(guī)律推導(dǎo)鍵能大小的順序是b>a>y>x，該規(guī)律性是（

）A、成鍵時(shí)，電子數(shù)越多，鍵能越大

B、鍵長越短，鍵能越大C、成鍵所用的電子數(shù)越少，鍵能越小

D、成鍵時(shí)電子對越偏移，鍵能越大B【課堂練習(xí)3】同為三原子分子，為什么CO2的空間結(jié)構(gòu)是直線形，而H2O的空間結(jié)構(gòu)是V形？NH3

H2O

CO2

常見分子的空間結(jié)構(gòu)三角錐形V形直線形

三、鍵角1、概念：在多原子分子中，兩個(gè)相鄰共價(jià)鍵之間的夾角。鍵長和鍵角決定分子的空間結(jié)構(gòu)，鍵長和鍵角的數(shù)值可通過晶體的X射線衍射實(shí)驗(yàn)獲得。2、意義：多原子分子中的鍵角一定，表明共價(jià)鍵具有方向性。鍵角是描述分子空間構(gòu)型的重要參數(shù)，分子的許多性質(zhì)都與鍵角有關(guān)。思考：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？分子的空間結(jié)構(gòu)鍵角實(shí)例正四面體形CH4、CCl4平面形苯、乙烯、BF3等三角錐形NH3V形(角形)H2O直線形CO2、CS2、CH≡CH109°28′120°107°105°180°提示不同，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′。下列能說明BF3分子中4個(gè)原子在同一平面的理由是(@54@)。A、任意兩個(gè)鍵的夾角為120°

B、B-F是非極性共價(jià)鍵C、3個(gè)B-F的鍵能相等 D、3個(gè)B-F的鍵長相等A鍵長、鍵角和鍵能是描述共價(jià)鍵的三個(gè)重要參數(shù)，下列敘述正確的是()A、鍵長和鍵角的數(shù)值可以通過晶體的X射線衍射實(shí)驗(yàn)獲得B、因?yàn)镠-O鍵的鍵能小于H-F鍵的鍵能，所以O(shè)2、F2與H2的反應(yīng)能力逐漸減弱C、水分子的結(jié)構(gòu)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(shí)，消耗的能量為2×463kJA【課堂練習(xí)4】【課堂練習(xí)5】鍵能鍵長共價(jià)鍵的穩(wěn)定性一般地，形成的共價(jià)鍵的鍵能越大，鍵長越短，共價(jià)鍵越穩(wěn)定，含有該鍵的分子越穩(wěn)定，化學(xué)性質(zhì)越穩(wěn)定。鍵角分子的空間結(jié)構(gòu)決定分子的性質(zhì)鍵參數(shù)決定決定課堂小結(jié)

1、N—H的鍵能的含義是(

)A．由N和H形成1molNH3所放出的能量B．把1molNH3中的共價(jià)鍵全部解離所吸收的能量C．解離約6.02×1023個(gè)N—H所吸收的能量D．形成1個(gè)N—H所放出的能量C【鞏固訓(xùn)練】2、關(guān)于鍵能、鍵長和鍵角，下列說法中不正確的是(

)A、鍵能可用于估算反應(yīng)熱B、鍵長的長短與成鍵原子的半徑和成鍵數(shù)目有關(guān)C、一般情況下，鍵長越長，鍵能越大，共價(jià)化合物越穩(wěn)定D、鍵角的大小與鍵長的長短、鍵能的大小無關(guān)C3、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、①②③④⑤

B、⑤④③②①C、①⑤④③②

D、②③④⑤①A4、下列說法正確的是（)A、分子的結(jié)構(gòu)是由鍵角決定的