鍵參數(shù)-鍵能、鍵長與鍵角 高二化學(xué)人教版（2019）選擇性必修2

2.1.2鍵參數(shù)——鍵能、鍵長與鍵角

學(xué)習(xí)目標(biāo)1.通過認(rèn)識(shí)共價(jià)鍵的鍵能、鍵長和鍵角,從微觀角度模型化解釋分子的空間結(jié)構(gòu)。2.掌握用共價(jià)鍵的強(qiáng)弱解釋物質(zhì)穩(wěn)定性的方法。學(xué)習(xí)目標(biāo)結(jié)合共價(jià)鍵的鍵長、鍵能和鍵角等數(shù)據(jù),理解分子的性質(zhì)與鍵參數(shù)的關(guān)系,培養(yǎng)證據(jù)推理與模型認(rèn)知的核心素養(yǎng)。素養(yǎng)目標(biāo)情境引入1.HCl、HBr和HI中的化學(xué)鍵均為共價(jià)鍵，其穩(wěn)定性存在一定的差異，那么，如何進(jìn)行比較呢?2.CO2和H2O都是三原子分子，CO2分子是直線形結(jié)構(gòu)，而H2O分子是V形結(jié)構(gòu)，這是什么原因呢？思考：鍵參數(shù)——鍵能、鍵能、鍵角一、鍵能1.概念：氣態(tài)分子中

1

mol

化學(xué)鍵解離成氣態(tài)原子所吸收的能量單位：kJ?mol-1測定條件：298.15K、101kPa注意：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。②鍵能可以用于計(jì)算反應(yīng)的熱效應(yīng)2.應(yīng)用①鍵能越大，共價(jià)鍵越牢固，由此形成的分子越穩(wěn)定。

（2）N2、O2、F2與H2的反應(yīng)能力依次增強(qiáng)，其原因是N≡N鍵、O=O鍵、F—F鍵的鍵能依次為946kJ·mol-1、497.3kJ·mol-1、157kJ·mol-1，鍵能越來越小，共價(jià)鍵越來越容易斷裂。而N-H、O-H、F-H鍵的鍵能依次為390.8kJ·mol-1、462.8kJ·mol-1、568kJ·mol-1，鍵能越來越大，共價(jià)鍵越來越容易生成。表2-1共價(jià)鍵的鍵能，你能發(fā)現(xiàn)哪些規(guī)律？鍵鍵能鍵鍵能H－H436.0N≡N946F－F157N－O176Cl－Cl242.7N＝O607Br－Br193.7O－O142I－I152.7O＝O497.3C－C347.7C－H413.4C=C615N－H390.8C≡C812O－H462.8C－O351H－F568C＝O745H－Cl431.8N－N193H－Br366N＝N418H－I298.71.鹵族單質(zhì)鍵能從上到下，依次減小。（F2反常）2.氫化物鍵能同周期從左到右遞增（C和N反常）3.氫化物鍵能同主族從上而下遞減4.EC-C<EC=C<EC≡C,(且不存在倍數(shù)關(guān)系）σ鍵鍵能>π鍵鍵能5.EN-N<EN=N<EN≡N,(且不存在倍數(shù)關(guān)系）σ鍵鍵能<π鍵鍵能F-F不符合“鍵長越短，鍵能越大”的規(guī)律，為什么？F原子半徑很小，因此F-F的鍵長短，而由于鍵長短，兩個(gè)F原子形成共價(jià)鍵時(shí)，原子核之間的距離小，排斥力大，因此鍵能小。“鍵長越短，鍵能越大”鍵鍵能鍵鍵能H－H436.0N≡N946F－F157N－O176Cl－Cl242.7N＝O607Br－Br193.7O－O142I－I152.7O＝O497.3C－C347.7C－H413.4C=C615N－H390.8C≡C812O－H462.8C－O351H－F568C＝O745H－Cl431.8N－N193H－Br366N＝N418H－I298.7

2、對于同種元素形成的單鍵、雙鍵、三鍵的鍵能有何差異？同種元素:單鍵<雙鍵<三鍵(鍵能)3、雙鍵鍵能不等于單鍵鍵能的兩倍，說明了什么？σ鍵

和π鍵

鍵能不相等：C與C之間：σ鍵＞π鍵

N與N之間：σ鍵<π鍵二、鍵長1.概念：鍵長是衡量共價(jià)鍵強(qiáng)弱的另一重要參數(shù)。簡單地說，鍵長是構(gòu)成化學(xué)鍵的兩個(gè)原子的核間距。2.單位：pm（1pm＝10-12m）請同學(xué)們觀察下表，并找出鍵能數(shù)據(jù)中存在的規(guī)律?(從成鍵個(gè)數(shù)，成鍵原子的半徑分析)規(guī)律1：規(guī)律2：同種類型的共價(jià)鍵，成鍵原子的原子半徑越小，鍵長越小。成鍵原子相同的共價(jià)鍵的鍵長：單鍵鍵長＞雙鍵鍵長＞三鍵鍵長規(guī)律3：一般地，鍵長越短,鍵能越大，共價(jià)鍵越牢固,由此形成的分子越穩(wěn)定。（1）對于反應(yīng)H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)

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

=2HBr(g)

ΔH＝（436.0＋193.7－2×366）kJ·mol－1＝－102.3kJ·mol－1。

（2）通過計(jì)算1molH2與1molCl2反應(yīng)生成2molHCl時(shí)，放出184.9kJ的熱量；1molH2與1molBr2(蒸氣)反應(yīng)生成2molHBr時(shí)，放出102.3kJ的熱量。說明2molHBr分解需要吸收的能量比2molHCl低，故HBr更易分解。解析：【思考】為什么CH4分子的空間結(jié)構(gòu)是正四面體，而CH3Cl只是四面體而不正四面體？C—H和C—Cl的鍵長不相等，鍵長會(huì)影響分子空間結(jié)構(gòu)【思考】鍵參數(shù)中影響分子空間結(jié)構(gòu)的因素除了鍵長還有什么？1、定義：在多原子分子中，

之間的夾角稱為鍵角。兩個(gè)相鄰共價(jià)鍵180°直線形120°平面形109°28′

正四面體

鍵角：空間結(jié)構(gòu)：CH4CO2

乙烯多原子分子的鍵角一定，表明共價(jià)鍵具有方向性三、鍵角2.應(yīng)用：反映分子的立體構(gòu)型，是描述分子立體結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)，可進(jìn)一步幫助我們判斷分子的極性。3.影響鍵角的因素鍵角受到中心原子的電負(fù)性、原子半徑、孤對電子等影響①同主族氫化物的鍵角逐漸減?、谥行脑庸聦﹄娮訑?shù)越多，鍵角越小重難點(diǎn)P63常見分子的鍵角：重難點(diǎn)P66?？嘉镔|(zhì)中化學(xué)鍵的數(shù)目1molCO2中含有2molC=O鍵(CS2同）1molCH4中含有4molC—H鍵(CCl4、CF4、CSi4同）1molP4中含有6molP—P鍵1molSiO2中含有4molSi—O鍵1mol石墨中含有1.5molC—C鍵1mol金剛石中含有2molC—C鍵1molS8中含有8molS—S鍵1molSi中含有2molSi—Si鍵（金剛石同）1molP4O10中含有12molP—O鍵4molP=O鍵

多原子分子的鍵角一定，表明共價(jià)鍵具有方向性。鍵角是描述分子空間結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)，分子的許多性質(zhì)都與鍵角有關(guān)。

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。鍵能、鍵長、鍵角的關(guān)系四、共價(jià)鍵強(qiáng)弱的判斷方法(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(jià)鍵越牢固,含有該共價(jià)鍵的分子越穩(wěn)定。(2)由鍵能判斷:共價(jià)鍵的鍵能越大,共價(jià)鍵越牢固,破壞共價(jià)鍵消耗的能量越多。(3)由鍵長判斷:共價(jià)鍵的鍵長越小,共價(jià)鍵越牢固,破壞共價(jià)鍵消耗的能量越多。(4)由電負(fù)性判斷:元素的電負(fù)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(jià)鍵一般越穩(wěn)定。注：由分子構(gòu)成的物質(zhì),其熔、沸點(diǎn)與共價(jià)鍵的鍵能和鍵長無關(guān),而分子的穩(wěn)定性由鍵長和鍵能大小決定。1、下列敘述中正確的是()A．兩個(gè)原子間形成的共價(jià)鍵鍵能越大，鍵長越短，鍵越牢固B．兩個(gè)原子半徑之和就是所形成的共價(jià)鍵鍵長C．兩個(gè)原子間鍵長越長，鍵越牢固D．鍵的強(qiáng)度與鍵長無關(guān)A

課堂練習(xí)C

2、下列說法中正確的是()A．分子的結(jié)構(gòu)僅由鍵角決定B．H2O分子可以表示為H—O—H，其鍵角為180°C．鍵角可以描述多原子分子的結(jié)構(gòu)D．CO2和SO2