共價鍵的鍵參數(shù) 課件【教材精講精研】高二化學(xué)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(jié)構(gòu)。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(xué)生運用這些鍵參數(shù)解釋對分子性質(zhì)的影響?；瘜W(xué)鍵的鍵長與鍵能是相關(guān)的，教材列舉實例說明了它們的相關(guān)性。教材中的表2-1和表2-2的信息是比較多的，教學(xué)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(xué)反應(yīng)原理》模塊中，介紹有關(guān)化學(xué)反應(yīng)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(yīng)用，只說明了從鍵能數(shù)據(jù)表里查出相關(guān)化學(xué)鍵的鍵能，通過計算相關(guān)物質(zhì)的鍵能變化可知化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)。教學(xué)時，可以增加一些利用表2-1的數(shù)據(jù)進(jìn)行計算的具體例子。鍵角是描述分子空間結(jié)構(gòu)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(dá)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(biāo)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(rèn)識共價鍵的鍵參數(shù)對物質(zhì)性質(zhì)的影響，探析微觀結(jié)構(gòu)對宏觀性質(zhì)的影響。情景素材CH4CH3CH2OHCH3COOHC6H6C8H8CH3OH我們?nèi)绾斡没瘜W(xué)語言來描述不同分子的空間結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性？1.鍵能→指氣態(tài)分子中1mol化學(xué)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(xué)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(biāo)準(zhǔn)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(xué)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(yán)格相等鍵能越大，化學(xué)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(biāo)準(zhǔn)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(guān)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(guān)系)討論2：氮氮單鍵、氮氮雙鍵和氮氮三鍵之間鍵能關(guān)系？氮氮單鍵＜氮氮雙鍵＜

氮氮三鍵

(且不存在倍數(shù)關(guān)系)σ鍵鍵能＜π鍵鍵能特殊分析數(shù)據(jù)，有何結(jié)論？P37表2-1某些共價鍵的鍵能分析數(shù)據(jù)，有何結(jié)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(jié)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(jié)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(xué)鍵需要吸收的能量越多,化學(xué)鍵越穩(wěn)定。（2）判斷分子的穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)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(xué)反應(yīng)中的能量變化ΔH=反應(yīng)物鍵能總和-生成物鍵能總和3.鍵能的應(yīng)用(1)試?yán)肞37表2-1中的數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，1molH2分別跟1molCl2、1molBr2(蒸氣)反應(yīng)，分別形成2molHCl和2molHBr，哪一個反應(yīng)釋放的能量更多？如何用計算的結(jié)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(yīng)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(jié)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(yīng)的單質(zhì)。(2)N2、O2、F2與H2的反應(yīng)能力依次增強，從鍵能的角度如何理解這一化學(xué)事實。(利用課本P37表2-1的相應(yīng)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(yīng)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(yīng)，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(yīng)。(3)查閱課本P37表2-1的相應(yīng)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(yīng)而乙烯和乙炔容易發(fā)生加成反應(yīng)？【思考與討論】一般地，σ鍵比π鍵更穩(wěn)定，但N2例外應(yīng)用體驗

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(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(gòu)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(gòu)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(jié)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(xué)性質(zhì)很活潑。鍵長的應(yīng)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)定性的差異應(yīng)用體驗1.下列分子中，最難分裂成原子(最穩(wěn)定)的是A.HFB.HClC.HBr D.HIA應(yīng)用體驗2.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(dǎo)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(gòu)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(jié)構(gòu)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(gòu)型→鍵角是描述分子立體結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)，分子的許多性質(zhì)與鍵角有關(guān)?！I角一定，表明共價鍵具有方向性。1.下列說法正確的是A.分子的結(jié)構(gòu)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的鍵角為120°應(yīng)用體驗B2.能說明BF3分子中四個原子在同一平面的理由是A.任意兩個鍵的夾角為120°B.B—F是非極性共價鍵C.三個B—F的鍵能相同

D.三個B—F的鍵長相等A鍵能鍵長共價鍵的穩(wěn)定性小結(jié)

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(xué)性質(zhì)越穩(wěn)定。鍵角分子的空間結(jié)構(gòu)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(jié)：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(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,形成的共價鍵一般越穩(wěn)定。特別提醒:由分子構(gòu)成的物質(zhì),其熔、沸點與共價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.下列各說法正確的是()A.分子中鍵能越大，鍵長越長，則分子越穩(wěn)定B.元素周期表中的第ⅠA族(除H外)和第ⅦA族元素的原子間不能形成

共價鍵C.水分子可表示為H—O—H，分子中鍵角為105°D.H—O的鍵能為463kJ·mol－1，即18gH2O分解成H2和O2時，消耗能量

為2×463kJ課堂練習(xí)BC2.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O(shè)2、F2與H2反應(yīng)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倍課堂練習(xí)A3.已知H—H的鍵能為436kJ·mol－1，O==O的鍵能為497.3kJ·mol－1，Cl—Cl的鍵能為242.7kJ·mol－1，N≡N的鍵能為946kJ·mol－1，則下列敘述正確的是A.N—N的鍵能為

×946kJ·mol－1≈315.3kJ·mol－1B.氮氣分子中的共價鍵的鍵長比氫氣分子中的短C.氧氣分子中氧原子是以共價單鍵結(jié)合的D.氮氣分子比氯氣分子穩(wěn)定課堂練習(xí)D4.下列說法正確的是A.已知N—N的鍵能為193kJ/mol，故氮氮三鍵的鍵能為193kJ/mol×3B.H—H的鍵能為436.0kJ/mol，F(xiàn)—F的鍵能為157kJ/mol，故F2比

H2穩(wěn)定C.某元素原子最外層有1個電子，它跟鹵素原子相結(jié)合時，所形成的

化學(xué)鍵為離子鍵D.N—H的鍵能為390.8kJ/mol，其含義為斷開1molN—H所吸收的

能量為390.8kJD課堂練習(xí)5、能夠用鍵能解釋的是()Ａ.氮氣的化學(xué)性質(zhì)比氧氣穩(wěn)定Ｂ.常溫常壓下，溴呈液體，碘為固體Ｃ.稀有氣體一般很難發(fā)生化學(xué)反應(yīng)Ｄ.硝酸易揮發(fā)，硫酸難揮發(fā)A課堂練習(xí)6.對比以下幾個反應(yīng)式：Cl＋Cl―→Cl2

ΔH1＝－247kJ·mol－1；O＋O―→O2

ΔH2＝－493kJ·mol－1；N＋N―→N2

ΔH3＝－946kJ·mol－1。可以得出的結(jié)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課堂練習(xí)(1)O—H、S—H、Se—H的鍵能逐漸減小，原因是___________________________________________________________________________________O、S、Se同一主族，原子半徑遞增，O—H、S—H、Se—H的鍵長遞增，因而鍵能遞減(2)有機(jī)物是以碳骨架為基礎(chǔ)的化合物，即碳原子間易形成C—C長鏈，而氮原子與氮原子間，氧原子與氧原子間難形成N—N長鏈和O—O長鏈，原因是_______________________________________________________________________________________________________________。C—C的鍵能較大，較穩(wěn)定，易形成C—C長鏈，而N—N、O—O的鍵能小，易斷裂，很難形成N—N、O—O長鏈化學(xué)鍵C—CN—NO—OO==OO—HS—HSe—HN—HAs—H鍵能/(kJ·mol－1)347.7193142497.3462.8363.5276390.82477.有關(guān)化學(xué)鍵的鍵能如表所示，簡要分析和解釋下列有關(guān)事實：8.(1)碳和硅的有關(guān)化學(xué)鍵的鍵能如表所示，簡要分析和解釋下列有關(guān)事實：化學(xué)鍵C—CC—HC—OSi—SiSi—HSi—O鍵能/(kJ·mol－1)347.7413.4351226318452①硅與碳同族，也有系列氫化物，但硅烷在種類和數(shù)量上都遠(yuǎn)不如烷烴多，原因是______________________________________________________________________________________________________________。②SiH4的穩(wěn)定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________。C—C和C—H的鍵能較大，較穩(wěn)定，所形成的烷烴穩(wěn)定；而硅烷中Si—Si和Si—H的鍵能較小，易斷裂，導(dǎo)致長鏈硅烷難以生成C—H的鍵能大于C—O的鍵能，C—H比C—O穩(wěn)定；而Si—H的鍵能卻遠(yuǎn)小于Si—O的鍵能，Si—H不穩(wěn)定而傾向于形成穩(wěn)定性更強的Si—O三、等電子原理等電子原理→是指原子總數(shù)相同，價電子總數(shù)也相同的分子，具有相似的空間結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵類型特征。等電子體→原子總數(shù)相同，價電子總數(shù)也相同的分子或離子。等電子體具有的性質(zhì)→互為等電子體的物質(zhì)，具有類似的化學(xué)鍵類型和空間構(gòu)型，它們的物理性質(zhì)是相似的，化學(xué)性質(zhì)不同。例如：CO和N2互為等電子體4+6=105+5=10，它們