【高中化學】共價鍵的鍵參數(shù) 2022-2023學年高二化學同步課件（人教版2019選擇性必修2）

第2課時鍵參數(shù)第一節(jié)共價鍵本節(jié)課內(nèi)容從定量的角度來研究共價鍵，鍵能和鍵長可以用來描述鍵的強弱，鍵角可以用來描述分子的空間結構。教材直接給出鍵能和鍵長的概念，并很簡潔地用表格形式列出了某些共價鍵的鎖鍵能和鍵長，表格中的這些參數(shù)對分子性質(zhì)是有影響的，教材通過"思考與討論"中的具體問題讓學生運用這些鍵參數(shù)解釋對分子性質(zhì)的影響?；瘜W鍵的鍵長與鍵能是相關的，教材列舉實例說明了它們的相關性。教材中的表2-1和表2-2的信息是比較多的，教學中可以利用。例如，可以比較同主族元素單質(zhì)中各物質(zhì)的鍵長和鍵能的差異;可以比較同種元素形成的單鍵、雙鍵和三鍵的鍵長和鍵能的差異;可以比較同主族元素的氫化物的鍵長和鍵能的差異;等等。再如，在《化學反應原理》模塊中，介紹有關化學反應的能量變化時，用到了鍵能數(shù)據(jù)，但在本節(jié)中沒有列舉具體例子來說明鍵能數(shù)據(jù)的應用，只說明了從鍵能數(shù)據(jù)表里查出相關化學鍵的鍵能，通過計算相關物質(zhì)的鍵能變化可知化學反應的熱效應。教學時，可以增加一些利用表2-1的數(shù)據(jù)進行計算的具體例子。鍵角是描述分子空間結構的重要參數(shù)。本節(jié)教材的最后句話∶"鍵長和鍵角的數(shù)值可通過晶體的X射線衍射實驗獲得"。既表達了鍵長和鍵角的數(shù)據(jù)可由實驗獲得，又為教材后續(xù)介紹晶體的X射線衍射實驗打下伏筆。新教材分析：課標要求：1.了解共價鍵鍵參數(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.通過認識共價鍵的鍵參數(shù)對物質(zhì)性質(zhì)的影響，探析微觀結構對宏觀性質(zhì)的影響。情景素材CH4CH3CH2OHCH3COOHC6H6C8H8CH3OH我們?nèi)绾斡没瘜W語言來描述不同分子的空間結構和穩(wěn)定性？1.鍵能→指氣態(tài)分子中1mol化學鍵解離成氣態(tài)原子所吸收的能量。說明：二、鍵參數(shù)——鍵能、鍵長與鍵角鍵能越大，化學鍵越牢固，分子越穩(wěn)定。②鍵能可以通過實驗測定，更多是推算獲得的（如蓋斯定律）①鍵能通常是298.15K、101kPa條件下的標準值，單位：kJ?mol-1。P37共價鍵鍵能（kJ/mol）CH4

→·CH3

＋H·439.3CH3·→:CH2＋H·442CH2:→:CH＋H·442·:CH→·C·＋H·338.6···鍵能的理解斷開CH4中的四個C-H鍵，所需的能量并不相同，因此CH4中C-H鍵能取的是其平均值。小技巧1.鍵能→指氣態(tài)分子中1mol化學鍵解離成氣態(tài)原子所吸收的能量。說明：二、鍵參數(shù)——鍵能、鍵長與鍵角③同樣的共價鍵在不同的分子中鍵能也略有區(qū)別，

如甲烷中的C-H鍵和乙烯中C-H鍵鍵能不嚴格相等鍵能越大，化學鍵越牢固，分子越穩(wěn)定。②鍵能可以通過實驗測定，更多是推算獲得的（如蓋斯定律）①鍵能通常是298.15K、101kPa條件下的標準值，單位：kJ?mol-1。P37平均值P37表2-1某些共價鍵的鍵能該表中的C—H鍵能是更多分子中的C—H鍵能的平均值。P37表2-1某些共價鍵的鍵能討論1：碳碳單鍵、碳碳雙鍵和碳碳三鍵之間鍵能關系？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)關系)討論2：氮氮單鍵、氮氮雙鍵和氮氮三鍵之間鍵能關系？氮氮單鍵＜氮氮雙鍵＜

氮氮三鍵

(且不存在倍數(shù)關系)σ鍵鍵能＜π鍵鍵能特殊分析數(shù)據(jù)，有何結論？P37表2-1某些共價鍵的鍵能分析數(shù)據(jù)，有何結論？解題規(guī)律相同原子間的鍵能：①單鍵＜雙鍵＜三鍵②σ鍵＞π鍵Cl2Br2I2P37表2-1某些共價鍵的鍵能分析數(shù)據(jù)，有何結論？特殊鹵素單質(zhì)鍵能：＞

＞鹵素氫化物鍵能：F2鍵能反常低從上到下逐漸減小第二周期氫化物鍵能：從左至右整體增大，C和N反常

P37表2-1某些共價鍵的鍵能分析數(shù)據(jù)，有何結論？(1)同種類型的鍵，成鍵原子半徑越小，鍵能越大特殊(2)氫化物鍵能：①同周期從左到右遞增(C和N反常）②同主族從上到下遞減（1）判斷共價鍵的穩(wěn)定性鍵能越大,斷開化學鍵需要吸收的能量越多,化學鍵越穩(wěn)定。（2）判斷分子的穩(wěn)定性結構相似的分子中,共價鍵的鍵能越大,分子越穩(wěn)定。（3）判斷化學反應中的能量變化ΔH=反應物鍵能總和-生成物鍵能總和3.鍵能的應用(1)試利用P37表2-1中的數(shù)據(jù)進行計算，1molH2分別跟1molCl2、1molBr2(蒸氣)反應，分別形成2molHCl和2molHBr，哪一個反應釋放的能量更多？如何用計算的結果說明氯化氫分子和溴化氫分子哪個更容易發(fā)生熱分解生成相應的單質(zhì)？【思考與討論】P38H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)ΔH＝436.0kJ/mol＋242.7kJ/mol－2×431.8kJ/mol＝-184.9kJ/molH2(g)＋Br2(g)

=2HBr(g)ΔH＝436.0kJ/mol＋193.7kJ/mol－2×366kJ/mol＝－102.3kJ/mol→由計算結果可知：生成2molHCl比生成2molHBr釋放的能量多?！鶫—Br的鍵能比H—Cl的鍵能小，說明H—Br比H—Cl容易斷裂，所以HBr分子更容易發(fā)生熱分解生成相應的單質(zhì)。(2)N2、O2、F2與H2的反應能力依次增強，從鍵能的角度如何理解這一化學事實。(利用課本P37表2-1的相應數(shù)據(jù)分析)由于N≡N、O=O、F-F的鍵能依次減小，同時N-H、O-H、F-H鍵鍵能依次增大。即舊鍵易斷裂，新鍵形成后很穩(wěn)定。故N2、O2、F2跟H2的反應能力依次增強。鍵N≡NO=OF-FN-HO-HF-H鍵能（kJ/mol）946497.3157390.8462.8568【思考與討論】P38提示

鍵能數(shù)據(jù)表明，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；而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，而N2分子中N≡N非常牢固，所以氮分子不易發(fā)生加成反應。(3)查閱課本P37表2-1的相應數(shù)據(jù)，可知N—N、N=N和N≡N鍵能之比為1.00∶2.17∶4.90，而C—C、C=C、C≡C鍵能之比為1.00∶1.77∶2.34。如何用這些數(shù)據(jù)理解氮分子不容易發(fā)生加成反應而乙烯和乙炔容易發(fā)生加成反應？【思考與討論】一般地，σ鍵比π鍵更穩(wěn)定，但N2例外(1)共價鍵的鍵能越大，共價鍵越牢固，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、100kPa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()√√√××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鍵鍵能解題規(guī)律：鍵能越大→共價鍵越牢固→分子越穩(wěn)定1.判斷正誤應用體驗2.下列事實不能用鍵能的大小來解釋的是A.N元素的電負性較大，但N2的化學性質(zhì)很穩(wěn)定B.稀有氣體一般難發(fā)生化學反應C.HF、HCl、HBr、HI的熱穩(wěn)定性逐漸減弱D.F2比O2更容易與H2反應B應用體驗3.對比以下幾個反應式：Cl＋Cl―→Cl2

ΔH1＝－247kJ·mol－1；O＋O―→O2

ΔH2＝－493kJ·mol－1；N＋N―→N2

ΔH3＝－946kJ·mol－1?？梢缘贸龅慕Y論是A.在常溫下氮氣比氧氣和氯氣穩(wěn)定

B.氮、氧和氯的單質(zhì)常溫下為氣體C.氮、氧和氯都是雙原子分子

D.氮氣、氧氣和氯氣的密度不同A應用體驗4.某些化學鍵的鍵能(kJ·mol－1)如表所示：化學鍵H—HCl—ClBr—BrI—IH—ClH—BrH—I鍵能436242.7193.7152.7431.8366298.7(1)1molH2在2molCl2中燃燒，放出熱量

kJ。184.9(2)在一定條件下，1molH2與足量的Cl2、Br2、I2分別反應，放出熱量由多到少的順序是

(填字母)。a.Cl2＞Br2＞I2

b.I2＞Br2＞Cl2

c.Br2＞I2＞Cl2預測1molH2在足量F2中燃燒比在Cl2中燃燒放熱

(填“多”或“少”)。a多應用體驗2.鍵長二、鍵參數(shù)——鍵能、鍵長與鍵角共價半徑：相同原子的共價鍵鍵長的一半稱為共價半徑→構成共價鍵的兩個原子的核間距。成鍵原子的半徑越小，鍵長越短P39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。二、鍵參數(shù)——鍵能、鍵長與鍵角單位：pm（1pm＝10-12m）Cl2中Cl-Cl鍵長2.鍵長→構成共價鍵的兩個原子的核間距。P38請找出數(shù)據(jù)中的規(guī)律。鍵鍵長pmH-F92H-Cl127H-Br142H-I161①同種類型的共價鍵，成鍵原子的半徑越小，鍵長越小。鍵長規(guī)律P38請找出數(shù)據(jù)中的規(guī)律。①同種類型的共價鍵，成鍵原子的半徑越小，鍵長越小。鍵長規(guī)律②成鍵原子相同的共價鍵的鍵長:單鍵鍵長＞雙鍵鍵長＞三鍵鍵長鍵鍵能（kJ·mol-1）鍵長pm鍵鍵能（kJ·mol-1）鍵長pmF-F157141H-F56892Cl-Cl242.7198H-Cl431.8127Br-Br193.7228H-Br366142I-I152.7267H-I298.7161C-C347.7154C≡C812120C=C615133某些共價鍵的鍵能和鍵長請找出數(shù)據(jù)中的規(guī)律。③通常，鍵長越短,鍵能越大規(guī)律：小結①同種類型的共價鍵，成鍵原子的半徑越小，鍵長越小。②成鍵原子相同的共價鍵，鍵數(shù)越多，鍵能越大，鍵長越短。鍵長:單鍵鍵長＞雙鍵鍵長＞三鍵鍵長鍵能:單鍵的鍵能＜雙鍵的鍵能＜三鍵的鍵能解題規(guī)律：鍵長越短→鍵能越大→鍵越牢固→分子越穩(wěn)定F-F不符合“鍵長越短，鍵能越大”的規(guī)律，為什么？想一想鍵鍵能（kJ·mol-1）鍵長pmF-F157141Cl-Cl242.7198Br-Br193.7228I-I152.7267F原子半徑很小，因此F-F鍵的鍵長短，但也是由于F—F的鍵長短，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,化學性質(zhì)很活潑。鍵長的應用（1）鍵長越小,一般鍵能越大,共價鍵越穩(wěn)定,含該共價鍵的分子越穩(wěn)定。（2）鍵長的比較方法①根據(jù)成鍵原子的原子半徑比較。

同類型的共價鍵,原子半徑越小,鍵長越小。如鍵長：H－I>H－Cl>H－F；Si－Si>Si－C>C－C②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。如鍵長：C－C>C=C>C≡C原子半徑：Cl＜Br＜I鍵長：H-Cl＜H-Br＜H-I鍵能：H-Cl＞H-Br＞H-I所以，在相同的溫度下，HCl最穩(wěn)定，HI最不穩(wěn)定。如何解釋HCl、HBr和HI的穩(wěn)定性的差異1.二氯化二硫(S2Cl2)，非平面結構，常溫下是一種黃紅色液體，有刺激性惡臭，熔點：－80℃，沸點：137.1℃。下列對于S2Cl2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B應用體驗2.下列說法正確的是A.在分子中，兩個原子間的距離叫鍵長B.非極性鍵的鍵能大于極性鍵的鍵能C.鍵能越大，表示該分子越容易受熱分解D.H—Cl的鍵能為431kJ·mol－1，H—I的鍵能為297kJ·mol－1，

這可說明HCl分子比HI分子穩(wěn)定應用體驗D應用體驗3.下表是從實驗中測得的不同物質(zhì)中的鍵長和鍵能數(shù)據(jù)：O—OO2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)律推導鍵能大小的順序是b>a>y>x，該規(guī)律性是A.成鍵時，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.成鍵時電子對越偏移，鍵能越大B3.鍵角二、鍵參數(shù)——鍵能、鍵長與鍵角→在多原子分子中，兩個相鄰共價鍵之間的夾角稱為鍵角。CH4

109°28′正四面體形鍵角決定分子的空間構型H2O約為105°NH3

約為107°V形(角形)三角錐形CO2

180°直線形分子的空間結構鍵角實例正四面體形_________平面形_____三角錐形V形(角形)_____直線形_____109°28′120°105°180°一些典型分子的鍵角107°CH4、CCl4苯、乙烯、BF3等NH3PH3PCl3H2OH2SSO2CO2、CS2、CH≡CH3.鍵角二、鍵參數(shù)——鍵能、鍵長與鍵角→在多原子分子中，兩個相鄰共價鍵之間的夾角稱為鍵角。鍵角決定分子的空間構型→鍵角是描述分子立體結構的重要參數(shù)，分子的許多性質(zhì)與鍵角有關?！I角一定，表明共價鍵具有方向性。討論.如圖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？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′。鍵能鍵長共價鍵的穩(wěn)定性小結

一般地，形成的共價鍵的鍵能越大，鍵長越短，共價鍵越穩(wěn)定，含有該鍵的分子越穩(wěn)定，化學性質(zhì)越穩(wěn)定。鍵角分子的空間結構決定分子的性質(zhì)鍵參數(shù)決定決定注：鍵長和鍵角的數(shù)值可通過晶體的X射線衍射實驗獲得。小結：共價鍵強弱的判斷(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,兩原子間共用電子對數(shù)越多,則一般共價鍵越牢固,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:共價鍵的鍵長越小,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,形成的共價鍵一般越穩(wěn)定。特別提醒:由分子構成的物質(zhì),其熔、沸點與共價鍵的鍵能和鍵長無關,

而分子的穩(wěn)定性由鍵長和鍵能大小決定。(1)分子中通常鍵能越大，鍵長越短，分子越穩(wěn)定(

)(2)鍵角是描述分子空間結構的重要參數(shù)(

)(3)鍵長H—I＞H—Br＞H—Cl；C—C＞C==C＞C≡C(

)判斷正誤√√√1.鍵長、鍵角和鍵能是描述共價鍵的三個重要參數(shù)，下列敘述正確的是A.乙烯分子中任意兩個鍵的夾角約為120°B.因為H—O的鍵能小于H—F的鍵能，所以O2、F2與H2反應的能力逐漸減弱C.H—F的鍵長是H—X(X＝F、Cl、Br、I)中最長的D.碳碳三鍵和碳碳雙鍵的鍵能分別是單鍵鍵能的3倍和2倍A2.關于鍵長、鍵能和鍵角，下列說法錯誤的是A.鍵角是描述分子空間結構的重要參數(shù)B.鍵長是形成共價鍵的兩原子間的核間距C.鍵能越大，鍵長越長，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C3.下列說法正確的是A.分子的結構是由鍵角決定的B.共價鍵的鍵能越大，共價鍵越牢固，由該鍵形成的分子越穩(wěn)定C.CF4、CCl4、CBr4、CI4中C—X的鍵長、鍵角均相等D.NH3分子中兩個N—H的