第二章分子結構與性質第一節

共

價

鍵第2課時

鍵參數——鍵能、鍵長、鍵角知識回顧共價鍵類型特征方向性飽和性按原子軌道的重疊方式σ鍵π鍵s-sσ鍵，如H-Hs-pσ鍵，如H-Clp-pσ鍵，如Cl-Cl“頭碰頭”重疊方式：種類軸對稱對稱方式：種類:p-pπ鍵“肩并肩”重疊方式：鏡面對稱對稱方式：考思讀閱

共價鍵的強弱用什么來衡量？又用什么來描述分子的空間結構？H2H2OCH4CH2=CH2CH3CH2OH

請閱讀課本37~38頁。共價鍵的三個鍵參數——鍵能、鍵長與鍵角一、鍵能1、定義：氣態分子中1mol化學鍵解離成氣態原子所吸收

的能量。2、單位：kJ?mol-14、意義：衡量共價鍵的強弱。鍵能越大3、條件：

可通過實驗測定，通常是298.15K、100kPa條件下的標準值。→共價鍵越牢固→斷鍵需吸收的能量越多→分子越穩定1mol化學鍵斷裂吸收的能量=形成時釋放的能量不易受熱分解共價鍵鍵能(kJ·mol-1)H-CH3→·CH3

＋H·439.3H-CH2

→·CH2＋H·442.0H-CH→·CH＋H·442.0H-C→·C·＋H·338.6···········斷開CH4中的4個C-H，所需能量是否相等？C-H鍵能平均值：

斷開CH4中的4個C-H，所需能量并不相等，因此，CH4中C-H鍵的鍵能是平均值。

鍵能可以通過實驗測定，更多的卻是推算獲得的，鍵能數據是平均值。鍵鍵能鍵鍵能F－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－I298.7N≡N946H－H436.0觀察表2-1，你能發現哪些規律？①相同原子間的鍵能：單鍵＜雙鍵＜三鍵C=C鍵能___C-C鍵能的兩倍，C≡C鍵能___C-C的三倍：N=N鍵能___N-N鍵能的兩倍，N≡N鍵能___N-N的三倍：(不存在倍數關系)＜＜>>σ鍵鍵能＞π鍵鍵能

氮氮鍵(反常)：σ鍵鍵能＜π鍵鍵能鍵鍵能鍵鍵能F－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－I298.7N≡N946H－H436.0觀察表2-1，你能發現哪些規律？②鹵素單質鍵能：Cl2＞Br2＞I2F2反常③氫化物鍵能：同周期從左到右遞增N-H反常同主族從上到下遞減5、鍵能的應用(1)判斷共價鍵的穩定性：鍵能越大，共價鍵越牢固(2)判斷分子的穩定性：一般來說，結構相似的分子中，共價鍵的鍵能越大，分子越穩定。根據熱效應判斷：同類型反應，反應放出的熱量越多，產物越穩定。根據能量判斷：能量越低越穩定如分子的穩定性：HF＞HCl＞HBr＞HI。(3)估算化學反應的反應熱：ΔH=反應物中化學鍵鍵能之和－生成物中化學鍵鍵能之和在計算中一定要數準反應物和生成物中化學鍵的個數。1molH2O中有2molH—O鍵；1molNH3中有3molN—H鍵;1molCH4中有4molC—H鍵；1molCO2中有2molC＝O鍵；1molN2H4中有4molN—H鍵，1molN—N鍵；1mol金剛石中有2molC—C鍵；1molSi中有2molSi—Si鍵；1molSiO2中有4molSi—O鍵；1mol石墨中有1.5molC—C鍵；1molP4中有6molP—P鍵。

流交與考思1、鍵能越大，物質的活潑性就一定越弱嗎？

反應物鍵能越大，反應物在化學反應中完全斷裂就越困難，可用同族元素氫化物的鍵能大小，判斷氫化物的熱穩定性。但物質的活潑性，鍵能是影響其一因素，不是唯一因素，如Cl2比Br2活潑，但鍵能前者大，因此上述說法不正確。流交與考思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的相應數據分析)

從表2-1的數據可知，N≡N、O=O、F-F的鍵能依次減小，共價鍵越來越容易斷裂，而產物中N—H、O—H與H—F的鍵能依次增大，共價鍵越來越容易生成，所以N2、O2、F2與H2的反應能力依次增強。流交與考思3、已知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。如何用這些數據理解氮分子不容易發生加成反應而乙烯和乙炔容易發生加成反應？

鍵能數據表明，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，易發生加成反應，而N2分子中N≡N非常牢固，所以氮分子不易發生加成反應。正誤判斷(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氣態分子中1molO—H解離成氣態原子所吸收的能量()(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()?×??×特例：N≡N、N=N的σ鍵鍵能＜π鍵鍵能2.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多二、鍵長

鍵長是構成化學鍵的兩個原子的核間距。不過，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。鍵長可以通過晶體的X射線衍射實驗測得。原子半徑與鍵長是什么聯系？元素CNOClH共價半徑/pm7770669937共價半徑：相同原子的共價單鍵鍵長的一半，即原子半徑。鍵C－CC=CC≡CCl－ClC－HN－HO－H鍵長/pm15413312019810910196原子半徑決定化學鍵的鍵長，原子半徑越小，鍵長越短。注意：鍵長不是成鍵兩原子半徑的和！H-FH-ClH-BrH-IC-CC=CC≡CCl-ClF-F鍵長(pm)92128141161154134120198141鍵能(kJ/mol)567431366298347598820242.7157從以下數據中可以得到什么結論？①通常，鍵長越短，鍵能越大，共價鍵越牢固。同種類型的鍵，鍵長越短，鍵能越大，分子越穩定。②相同的成鍵原子的鍵長：單鍵>雙鍵>三鍵1、為什么F－F的鍵長比Cl－Cl的鍵長短，但鍵能卻比Cl－Cl的鍵能小？流交與考思

氟原子的半徑很小，因而F－F的鍵長比Cl－Cl的鍵長短，但也是由于F－F的鍵長短，兩個氟原子在形成共價鍵時，原子核之間的距離就小，排斥力大，因此鍵能比Cl－Cl的鍵能小。2、為什么CH4分子的空間結構是正四面體，而CH3Cl只是四面體而不是正四面體？C－H和C－Cl的鍵長不相等。下列說法正確的是（）A.在分子中，兩個成鍵的原子間的距離叫鍵長B.鍵長：N—H>P—HC.H—Cl的鍵能為431.8kJ·mol－1，H—Br的鍵能為366kJ·mol－1，這可以說明HCl比HBr分子穩定D.鍵長越短，鍵能越大，表示該分子越容易受熱分解C三、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。鍵角的數值可通過晶體的X射線衍射實驗獲得。白磷和甲烷均為正四面體形結構，但鍵角不相同。60°109°28′105°H2OV形(或角形)CO2NH3CH4P4直線形180°107.5°三角錐形正四面體形109°28′60°多原子分子的鍵角一定，表明共價鍵具有方向性。鍵角是描述分子空間結構的重要參數，分子的許多性質都與鍵角有關。鍵參數鍵能鍵長鍵角決定共價鍵的穩定性

形成的共價鍵的鍵能越大，鍵長越短，共價鍵越穩定，含有該鍵的分子越穩定，化學性質越穩定。決定分子的空間結構決定分子的性質1.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的鍵角為120°B2.二氯化二硫(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℃。下列對于二氯化二硫敘述正確的是()A.二氯化二硫的電子式為B.分子中只有σ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B3.下列事實不能夠用鍵能解釋的是()A.氮氣的化學性質比氧氣穩定B.稀有氣體一般難發生反應C.F2比O2更容易和氫氣反應D.鹵化氫的熱穩定性隨原子序數遞增依次遞減E