1、第二章第二章 分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一節(jié)第一節(jié) 共價(jià)鍵共價(jià)鍵 第二課時(shí)第二課時(shí) 1、鍵能： 氣態(tài)基態(tài)原子形成l mol化學(xué)鍵釋放的最低能量。通常取正值。 單位：kJ/mol 如，形成形成l mol HH鍵釋放的最低能量為鍵釋放的最低能量為4360 kJ，則則 HH鍵能為為4360 kJ/mol 形成形成1 molN三三N鍵釋放的最低能量為鍵釋放的最低能量為946 kJ 則則 N三三N鍵能為為946 kJ/mol二、鍵參數(shù)二、鍵參數(shù):鍵能、鍵長、鍵角鍵能、鍵長、鍵角 某些共價(jià)鍵的鍵能某些共價(jià)鍵的鍵能觀察分析觀察分析鍵能大小與化學(xué)鍵穩(wěn)定性的關(guān)系？鍵能大小與化學(xué)鍵穩(wěn)定性的關(guān)系？鍵能越大，化學(xué)

2、鍵越穩(wěn)定鍵能越大，化學(xué)鍵越穩(wěn)定某些共價(jià)鍵鍵長某些共價(jià)鍵鍵長2、鍵長：形成共價(jià)鍵的兩個(gè)原子之間的核間距、鍵長：形成共價(jià)鍵的兩個(gè)原子之間的核間距1pm=1012 m觀察分析觀察分析鍵長與鍵能的關(guān)系？鍵長與鍵能的關(guān)系？鍵長越短，鍵能越大，共價(jià)鍵越穩(wěn)定。鍵長越短，鍵能越大，共價(jià)鍵越穩(wěn)定。3、鍵角：兩個(gè)共價(jià)鍵之間的夾角稱為鍵角。分子的形狀有共價(jià)鍵之間的夾角決定分子的形狀有共價(jià)鍵之間的夾角決定如：三原子分子CO2的結(jié)構(gòu)式為OCO，它的鍵角為180，是一種直線形分子；如，三原子分子H20的HOH鍵角為105，是一種 V形分子。多原子分子的鍵角一定，表明共價(jià)鍵具有方向性。鍵角是描述分子立體結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)，分子

3、的許多性質(zhì)都與鍵角有關(guān)。共價(jià)半徑：共價(jià)半徑：相同原子的共價(jià)鍵鍵長的一半稱為共價(jià)半徑。相同原子的共價(jià)鍵鍵長的一半稱為共價(jià)半徑。1 1、試?yán)帽怼⒃嚴(yán)帽? 2l l的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，1 mo1 H1 mo1 H2 2分分別跟別跟l molCll molCl2 2、lmolBrlmolBr2 2( (蒸氣蒸氣) )反應(yīng)，分別形成反應(yīng)，分別形成2 2 mo1HClmo1HCl分子和分子和2molHBr2molHBr分子，哪一個(gè)反應(yīng)釋放的能分子，哪一個(gè)反應(yīng)釋放的能量更多量更多? ?如何用計(jì)算的結(jié)果說明氯化氫分子和溴化如何用計(jì)算的結(jié)果說明氯化氫分子和溴化氫分子哪個(gè)更容易發(fā)生熱分解生成相應(yīng)的

4、單質(zhì)？氫分子哪個(gè)更容易發(fā)生熱分解生成相應(yīng)的單質(zhì)？2 2N N2 2、0 02 2、F F2 2跟跟H H2 2的反應(yīng)能力依次增強(qiáng)，從鍵能的反應(yīng)能力依次增強(qiáng)，從鍵能的角度應(yīng)如何理解這一化學(xué)事實(shí)的角度應(yīng)如何理解這一化學(xué)事實(shí)? ?3 3通過上述例子，你認(rèn)為鍵長、鍵能對分子的通過上述例子，你認(rèn)為鍵長、鍵能對分子的化學(xué)性質(zhì)有什么影響？化學(xué)性質(zhì)有什么影響？思考與交流思考與交流1 1、形成、形成2 mo1HCl2 mo1HCl釋放能量：釋放能量：2 2431.8 kJ 431.8 kJ (436.0kJ+242.7kJ)= 184.9 kJ(436.0kJ+242.7kJ)= 184.9 kJ形成形成2 m

5、o1HBr2 mo1HBr釋放能量：釋放能量：2 2366kJ 366kJ (436.0kJ+193.7kJ)= 102.97kJ(436.0kJ+193.7kJ)= 102.97kJHClHCl釋放能量比釋放能量比HBrHBr釋放能量多釋放能量多, ,因而生成的因而生成的HClHCl更穩(wěn)定更穩(wěn)定, ,即即HBrHBr更容易發(fā)生熱分解生成相應(yīng)的單質(zhì)更容易發(fā)生熱分解生成相應(yīng)的單質(zhì). .2 2、鍵能大小是：、鍵能大小是：F-HO-HN-HF-HO-HN-H3 3、鍵長越長，鍵能越小，鍵越易斷裂，化學(xué)性、鍵長越長，鍵能越小，鍵越易斷裂，化學(xué)性質(zhì)越活潑。質(zhì)越活潑。匯報(bào)匯報(bào) COCO分子和分子和NN2

6、2分子的某些性質(zhì)分子的某些性質(zhì) 等電子原理：等電子原理：原子總數(shù)相同、價(jià)電子總數(shù)相同的分子具有原子總數(shù)相同、價(jià)電子總數(shù)相同的分子具有相似的化學(xué)鍵特征，它們的許多性質(zhì)是相近相似的化學(xué)鍵特征，它們的許多性質(zhì)是相近的的 科學(xué)視野：科學(xué)視野： 用質(zhì)譜儀測定分子結(jié)構(gòu)用質(zhì)譜儀測定分子結(jié)構(gòu) 現(xiàn)代化學(xué)常利用質(zhì)譜儀測定分子的結(jié)構(gòu)。它的基本現(xiàn)代化學(xué)常利用質(zhì)譜儀測定分子的結(jié)構(gòu)。它的基本原理是在質(zhì)譜儀中使分子失去電子變成帶正電荷的分子原理是在質(zhì)譜儀中使分子失去電子變成帶正電荷的分子離子和碎片離子等粒子。由于生成的分子離子、碎片離離子和碎片離子等粒子。由于生成的分子離子、碎片離子具有不同的相對質(zhì)量，它們在高壓電場加速后

7、，通過子具有不同的相對質(zhì)量，它們在高壓電場加速后，通過狹縫進(jìn)入磁場分析器得到分離，在記錄儀上呈現(xiàn)一系列狹縫進(jìn)入磁場分析器得到分離，在記錄儀上呈現(xiàn)一系列峰，化學(xué)家對這些峰進(jìn)行系統(tǒng)分析，便可得知樣品分子峰，化學(xué)家對這些峰進(jìn)行系統(tǒng)分析，便可得知樣品分子的結(jié)構(gòu)。例如，圖的結(jié)構(gòu)。例如，圖2 27 7的縱坐標(biāo)是相對豐度的縱坐標(biāo)是相對豐度( (與粒子的與粒子的濃度成正比濃度成正比) )，橫坐標(biāo)是粒子的質(zhì)量與電荷之比，橫坐標(biāo)是粒子的質(zhì)量與電荷之比(m(me)e)，簡稱質(zhì)荷比?；瘜W(xué)家通過分析得知，簡稱質(zhì)荷比。化學(xué)家通過分析得知，m me e9292的峰是的峰是甲苯分子的正離子甲苯分子的正離子(C(C6 6H H

8、5 5CHCH3 3) )，m me e9191的峰是丟失一的峰是丟失一個(gè)氫原子的的個(gè)氫原子的的C C6 6H H5 5CHCH2 2 ，m me e6565的峰是分子碎片的峰是分子碎片因此，化學(xué)家便可推測被測物是甲苯。因此，化學(xué)家便可推測被測物是甲苯。例題例題: :20022002年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)表彰的是在年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)表彰的是在“看清看清”生物大生物大分子真面目方面的科技成果，一項(xiàng)是美國科學(xué)家約分子真面目方面的科技成果，一項(xiàng)是美國科學(xué)家約翰翰芬恩與日本科學(xué)家田中耕一芬恩與日本科學(xué)家田中耕一“發(fā)明了對生物大發(fā)明了對生物大分子的質(zhì)譜分析法分子的質(zhì)譜分析法”；另一項(xiàng)是瑞士科學(xué)家?guī)鞝?；另一?xiàng)是瑞士科

9、學(xué)家?guī)鞝柼靥鼐S特里希維特里?！鞍l(fā)明了利用核磁共振技術(shù)測定溶液發(fā)明了利用核磁共振技術(shù)測定溶液中生物大分子三維結(jié)構(gòu)的方法中生物大分子三維結(jié)構(gòu)的方法”。質(zhì)子核磁共振。質(zhì)子核磁共振（PMRPMR）是研究有機(jī)物結(jié)構(gòu)的有力手段之一，在）是研究有機(jī)物結(jié)構(gòu)的有力手段之一，在所有研究的化合物分子中，每一結(jié)構(gòu)中的等性氫原所有研究的化合物分子中，每一結(jié)構(gòu)中的等性氫原子在子在PMRPMR中都給出了相應(yīng)的峰（信號），譜中峰中都給出了相應(yīng)的峰（信號），譜中峰的強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)中的等性的強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)中的等性H H原子個(gè)成正比。例如乙醛原子個(gè)成正比。例如乙醛的結(jié)構(gòu)簡式為的結(jié)構(gòu)簡式為CHCH3 3CHOCHO，在，在PMRPMR中有兩

10、個(gè)信號，中有兩個(gè)信號，其強(qiáng)度之比為其強(qiáng)度之比為3:13:1。（1）結(jié)構(gòu)式為）結(jié)構(gòu)式為 的有機(jī)物，在的有機(jī)物，在PMR譜上譜上觀察峰給出的強(qiáng)度之比為觀察峰給出的強(qiáng)度之比為 ；（2）某含氧有機(jī)物，它的相對分子質(zhì)量為）某含氧有機(jī)物，它的相對分子質(zhì)量為46.0，碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為52.2%，氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為，氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為13.0%，PMR中只有一個(gè)信號，請寫出其結(jié)構(gòu)簡式中只有一個(gè)信號，請寫出其結(jié)構(gòu)簡式 。（3）實(shí)踐中可根據(jù)）實(shí)踐中可根據(jù)PMR譜上觀察到氫原子給出譜上觀察到氫原子給出的峰值情況，確定有機(jī)物的結(jié)構(gòu)。如分子式為的峰值情況，確定有機(jī)物的結(jié)構(gòu)。如分子式為C3H6O2的鏈狀有機(jī)物，有的鏈

11、狀有機(jī)物，有PMR譜上峰給出的穩(wěn)定譜上峰給出的穩(wěn)定強(qiáng)度僅有四種，其對應(yīng)的全部結(jié)構(gòu)，它們分別為強(qiáng)度僅有四種，其對應(yīng)的全部結(jié)構(gòu)，它們分別為：3 3 3 2 1 3 1 1 1 2 2 1 1，請分別推斷出結(jié)構(gòu)簡式：，請分別推斷出結(jié)構(gòu)簡式： 。（1 1）2 2：2 2：2 2：2 2：2 2或者或者1 1：1 1：1 1：1 1：1 1（2 2）CHCH3 3OCHOCH3 3（3 3）CHCH3 3COOCHCOOCH3 3 CHCH3 3CHCH2 2COOH COOH CHCH3 3CHCH（OHOH）CHO CHO HOCHHOCH2 2CHCH2 2CHOCHO參考答案：參考答案：再 見回答鍵能越大，即形成化學(xué)鍵時(shí)放出的能量越多，意味著這個(gè)化學(xué)鍵越穩(wěn)定，越不容易被打斷。板書 鍵能越大，化學(xué)鍵越穩(wěn)定。鍵長是衡量共價(jià)鍵穩(wěn)定性的另一個(gè)參數(shù)，是形成共價(jià)鍵的兩個(gè)原子之間的核間距。