选修3课件 第二章 分子结构与性质 第一节 共价键 (第二课时) 黑龙江省庆安一中 孙秀民

二、键参数—键能、键长和键角 键能：气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量。 破坏1mol化学键形成气态基态原子所需的最低能量。 键能越大，化学键越稳定。 应用：计算化学反应的反应热。 ∆H=反应物键能总和-生成物键能总和

表2-1 某些共价键键能/kJ·mol-1 键 键能 F-F 157 N－O 176 Cl-Cl 242.7 N＝O 607 Br-Br 193.7 O－O 142 I-I 152.7 O＝O 497.3 C-C 347.7 C－H 413.4 C=C 615 O－H 462.8 C≡C 812 N－H 390.8 C－O 351 H-F 568 C＝O 745 H-Cl 431.8 N－N 193 H-Br 366 N＝N 418 H-I 298.7 N≡N 946 H-H 436

[问题] (1)键能是共价键强度的一种标度，键能的大小与键的强度有什么关系? (2)键能与化学反应的能量变化有什么联系?怎样利用键能的数据计算反应的热效应? 规律: 键能越大,化学键越牢固,由该键形成的分子越稳定。

练习: 由下表的数据判断,下列分子的稳定性： 练习: 由下表的数据判断,下列分子的稳定性： A.Cl2, Br2, I2 B.NH3 , H2O 键 键能 Cl-Cl 242.7 N＝O 607 Br-Br 193.7 O－O 142 I-I 152.7 O＝O 497.3 O－H 462.8 N－H 390.8

[例题] 根据表2-1数据，计算1molH2分别跟1molCl2、1molBr2（蒸气）反应，分别生成2molHCl和2molHBr分子，哪个反应放出的能量多？ H2 + Cl2 = 2HCl ΔH=436.0kJ·mol-1 + 242.7kJ·mol-1 —2×431.8kJ·mol-1 = —184.9kJ H2 + Br2 = 2HBr ΔH=436.0kJ·mol-1 + 193.7kJ·mol-1 —2×366kJ·mol-1 = —102.7kJ

表2-2 某些共价键键能(kJ/mol)键长/pm (1pm=10-12m) 键 键能 键长 H-H 436 74 C≡C 812 120 F-F 157 141 C－H 413.4 109 Cl-Cl 242.7 198 O－H 462.8 96 Br-Br 193.7 228 N－H 390.8 101 I-I 152.7 267 N≡N 946 110 C-C 347.7 154 Si-Si 235 C=C 615 133 Si-O 162

2、键长：形成共价键的两个原子之间的核间距。键长是衡量共价稳定性的另一个参数。 键长/Pm H—H 74 C=C 120 F—F 141 C—H 109 Cl—Cl 198 O—H 96 讨论：对比表2-1和表2-2找出键长与键能及稳定性的关系。

规律:键长越短,一般键能越大，化学键越牢固,由该键形成的分子越稳定。 练习:由下表的数据判断,下列分子的稳定性 A.H2 , Cl2 B.HCl, HBr ,HI 键 键能 键长 H-H 436 74 H－F 565.0 92 Cl-Cl 242.7 198 H-Cl 428.0 128 H-Br 362.0 141 H-I 295.0 161

思考与交流 ⑴ N2、O2、F2跟H2的反应能力依次增强，从键能的角度应如何理解这一化学事实？ ⑵ 通过上例子，你认为键长、键能对分子的化学性质有什么影响？ 一般地，形成的共价键的键能越大，键长越短，共价键越稳定，含有该键的分子越稳定，化学性质越稳定。

键角一定，表明共价键具有方向性。键角是描述分子立体结构的重要参数，分子的许多性质与键角有关。 3、键角：两个共价键之间的夹角称为键角。 键角决定分子的空间构型。 键角一定，表明共价键具有方向性。键角是描述分子立体结构的重要参数，分子的许多性质与键角有关。

H2O 105° NH3 107°

CO2 180°

CH4 109°28’

[观察]P32页中表2-3的数据 从表中可以看出，CO分子与N2分子在许多性质上十分相似，这些相似性，可以归结为它们具有相等的价电子数，导致它们具有相似的化学结构。 表2-3 CO分子和N2分子的某些性质 分子 熔点/℃ 水中溶解度 (室温) 分子解离能 (kJ/mol) 分子的价电子总数 CO -205.05 2.3 mL 10 N2 沸点/℃ -210.00 -190.49 -195.81 1.6 mL 1075 946

三、等电子原理 等电子体： 原子总数相同、价电子总数相同的分子。 等电子体原理： 原子总数、价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征，它们的许多性质是相近的。 (物理性质)

例举一些常见的等电子体： N2 C22- CN－ CO SO2 O3 NO2- SO3 NO3- SiO32- C6H6 B3N3H6 NO2 -NO2 CO2 N2O CS2 AlO2- NH3 H3O+ CH4 NH4+

[练习] 原子数相同，最外层电子总数相同的分子，互称为等电子体。等电子体的结构相似，物理性质相似。 [练习] 原子数相同，最外层电子总数相同的分子，互称为等电子体。等电子体的结构相似，物理性质相似。 （1）根据上述原理，仅由第二周期元素组成的共价分子中，互为等电子体的是： 和 。 （2）等电子原理又有发展，例如：由短周期元素组成的物质中，与NO2-互为等电子体的分子有 、 。 N2 N2O CO2 CO SO2 O3

［练习］ A 1、下列说法中，错误的是( ). Ａ.键长越长，化学键越牢固 Ｂ.成键原子间原子轨道重叠越多，共价键越牢固 1、下列说法中，错误的是( ). Ａ.键长越长，化学键越牢固 Ｂ.成键原子间原子轨道重叠越多，共价键越牢固 Ｃ.对双原子分子来讲，键能越大，含有该键的分子越稳定 Ｄ.原子间通过共用电子对所形成的化学键叫共价键

［练习］ A 2、能够用键能解释的是( ) Ａ.氮气的化学性质比氧气稳定 Ｂ.常温常压下，溴呈液体，碘为固体 2、能够用键能解释的是( ) Ａ.氮气的化学性质比氧气稳定 Ｂ.常温常压下，溴呈液体，碘为固体 Ｃ.稀有气体一般很难发生化学反应 Ｄ.硝酸易挥发，硫酸难挥发 A

课 堂 小 结 二、键参数—键能、键长和键角 键能：气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量。 键能越大，化学键越稳定。 应用：计算化学反应的反应热。 ∆H=反应物键能总和-生成物键能总和 键长：形成共价键的两个原子之间的核间距。 键长越短，键能越大，化学键越稳定。 键角：两个共价键之间的夹角。

课 堂 小 结 三、等电子原理 等电子体： 原子总数、价电子总数相同的分子。 等电子体原理： 原子总数、价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征，它们的许多性质相近。

再见 黑龙江省庆安一中 孙秀民