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第頁(yè)共頁(yè)初中化學(xué)教案:測(cè)量分子間的離子鍵能與共價(jià)鍵能測(cè)量分子間的離子鍵能與共價(jià)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(cè)量分子間的離子鍵和共價(jià)鍵的能量。一、理論基礎(chǔ)化學(xué)鍵的定義與分類(lèi)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(jià)鍵兩類(lèi)。(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(jià)鍵共價(jià)鍵是通過(guò)共用電子對(duì)來(lái)保持分子的連接。分子中的原子通過(guò)共用一對(duì)或多對(duì)電子而相互連接。測(cè)量化學(xué)鍵的能量在測(cè)量化學(xué)鍵的能量時(shí),通常使用的有熱化學(xué)、光化學(xué)以及電化學(xué)三個(gè)方法。(1)熱化學(xué)方法:通過(guò)測(cè)量化學(xué)反應(yīng)時(shí)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(guò)光反應(yīng)時(shí)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(guò)在電場(chǎng)中切斷化學(xué)鍵或使化學(xué)鍵聚合從而測(cè)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(cè)量分子間的離子鍵和共價(jià)鍵的能量。實(shí)驗(yàn)步驟:將電化學(xué)電池中的兩個(gè)電極分別浸入待測(cè)定化學(xué)鍵所在的兩種溶液中,其中當(dāng)中一個(gè)溶液中含有0.1M硫酸銅溶液(CuSO4),另一個(gè)溶液中含有0.1M硝酸溶液(HNO3)。打開(kāi)電池電源,將電壓降到合適的大小。并觀察電池中的電動(dòng)勢(shì)變化。當(dāng)促使化學(xué)鍵形成的電場(chǎng)力與抵消化學(xué)鍵的電場(chǎng)力相等時(shí),電動(dòng)勢(shì)降為零。此時(shí)可通過(guò)電動(dòng)勢(shì)計(jì)算出化學(xué)鍵的能量。重復(fù)以上步驟,分別測(cè)量離子鍵和共價(jià)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(cè)量離子鍵能量:在測(cè)量離子鍵能量時(shí),發(fā)現(xiàn)當(dāng)電動(dòng)勢(shì)計(jì)數(shù)降到零時(shí),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(yáng)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(cè)量共價(jià)鍵能量:在測(cè)量共價(jià)鍵能量時(shí),發(fā)現(xiàn)電動(dòng)勢(shì)計(jì)數(shù)降為零后,電池內(nèi)部的電極并沒(méi)有發(fā)生氧化還原反應(yīng),證明了該共價(jià)鍵能夠通過(guò)原子間的電子互相連接。實(shí)驗(yàn)計(jì)算得到該共價(jià)鍵的能量為413kJ/mol。四、結(jié)論通過(guò)本實(shí)驗(yàn)得出,離子鍵的能量大于共價(jià)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(jià)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(jiǎn)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
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