《共價鍵（第二課時）》共價鍵類型特征σ鍵“頭碰頭”π鍵“肩并肩”方向性飽和性回顧共價鍵類型特征σ鍵“頭碰頭”π鍵“肩并肩”方向性飽和性回顧鹵化氫HClHBrHI在1000℃分解的百分?jǐn)?shù)/%0.00140.533如何解釋HCl、HBr和HI的穩(wěn)定性的差異HCl、HBr和HI的穩(wěn)定性的差異李同學(xué)王同學(xué)張同學(xué)王同學(xué)：Cl、Br和I的原子半徑依次增大張同學(xué)：H2與Cl2、Br2和I2反應(yīng)放出的熱量變化李同學(xué)：H-Cl、H-Br和H-I的強度不同原子半徑如何影響共價鍵的強度？如何衡量共價鍵的強度？鍵參數(shù)——鍵能定義：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。通常是298.15K、101KPa條件下的標(biāo)準(zhǔn)值單位：kJ·mol-1

鍵能越大,共價鍵越牢固,由此形成的分子越穩(wěn)定鍵鍵能（kJ·mol-1）鍵鍵能（kJ·mol-1）Cl-Cl242.7N-O176Br-Br193.7N=O607I-I152.7O-O142H-F568O=O497.3H-Cl431.8C-C347.7H-Br366C=C615H-I298.7C≡C812

某些共價鍵的鍵能任務(wù)一請找出鍵能數(shù)據(jù)中的規(guī)律。

某些共價鍵的鍵能鍵鍵能（kJ·mol-1）N-O176N=O607O-O142O=O497.3C-C347.7C=C615C≡C812任務(wù)一

某些共價鍵的鍵能鍵鍵能（kJ·mol-1）H-F568H-Cl431.8H-Br366H-I298.7任務(wù)一規(guī)律：成鍵原子相同的共價鍵的鍵能:單鍵的鍵能＜雙鍵的鍵能＜三鍵的鍵能形成共價鍵的原子的原子半徑越大，鍵能越小。小結(jié)定義：構(gòu)成化學(xué)鍵的兩個原子之間的核間距。單位：pm（1pm＝10-12m）鍵參數(shù)——鍵長Cl2中Cl-Cl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任務(wù)二請找出數(shù)據(jù)中的規(guī)律。某些共價鍵的鍵長鍵鍵長pm鍵鍵長pmF-F141H-F92Cl-Cl198H-Cl127Br-Br228H-Br142I-I267H-I161任務(wù)二某些共價鍵的鍵長鍵鍵長pmC-C154C=C133C≡C120任務(wù)二某些共價鍵的鍵能和鍵長鍵鍵能（kJ·mol-1）鍵長pm鍵鍵能（kJ·mol-1）鍵長pmCl-Cl242.7198H-F56892Br-Br193.7228H-Cl431.8127I-I152.7267H-Br366142H-I298.7161任務(wù)二鍵鍵能（kJ·mol-1）鍵長pmF-F157141Cl-Cl242.7198Br-Br193.7228某些共價鍵的鍵能和鍵長任務(wù)二

同種類型的共價鍵，成鍵原子的原子半徑越小，鍵長越小。成鍵原子相同的共價鍵的鍵長:單鍵鍵長＞雙鍵鍵長＞三鍵鍵長一般地，鍵長越短,鍵能越大，共價鍵越牢固,由此形成的分子越穩(wěn)定。規(guī)律：小結(jié)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-Br193.7228某些共價鍵的鍵能和鍵長20F原子半徑很小，因此F-F的鍵長短，而由于鍵長短，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。鍵鍵能（kJ·mol-1）鍵長pm原子半徑pmF-F15714164Cl-Cl242.719899Br-Br193.7228114HCl、HBr和HI的穩(wěn)定性的差異李同學(xué)：H-Cl、H-Br和H-I的強度依次減弱王同學(xué)：Cl、Br和I的原子半徑依次增大張同學(xué)：H2與Cl2、Br2和I2反應(yīng)放出的熱量依次減少鍵能鍵長原子半徑：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，分解的百分?jǐn)?shù)最小，HI最不穩(wěn)定，分解的百分?jǐn)?shù)最大。如何解釋HCl、HBr和HI的穩(wěn)定性的差異鹵化氫HClHBrHI在1000℃分解的百分?jǐn)?shù)/%0.00140.533%氫鹵鍵的鍵能（kJ·mol-1）431.8366298.7氫鹵鍵的鍵長pm127142161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，分解的百分?jǐn)?shù)最小，HI最不穩(wěn)定，分解的百分?jǐn)?shù)最大。HCl、HBr和HI的穩(wěn)定性的差異李同學(xué)：H-Cl、H-Br和H-I的強度依次減弱王同學(xué)：Cl、Br和I的原子半徑依次增大張同學(xué)：H2與Cl2、Br2和I2反應(yīng)放出的熱量依次減少鍵能鍵長化學(xué)反應(yīng)的熱量變化依據(jù)鍵能的數(shù)據(jù)，計算1molH2與1molCl2反應(yīng)生成2molHCl釋放的能量。鍵鍵能（kJ·mol-1）Cl-Cl242.7H-H436.0H-Cl431.8436.0kJ·mol-1242.7kJ·mol-1能量能量鍵斷裂鍵斷裂++鍵形成鍵形成能量431.8

kJ·mol-1431.8kJ·mol-1能量HHHHClClClClClClHH放出熱量184.9kJ任務(wù)三計算1molH2分別與1molBr2（蒸氣）和1molI2（蒸氣）反應(yīng)，分別生成2molHBr和2molHI，反應(yīng)放出的熱量。鍵鍵能（kJ·mol-1）Br-Br193.7I-I152.7H-H436.0H-Br366H-I298.7生成1molHX放出的熱量:HCl＞

HBr＞HI

同種類型的化學(xué)反應(yīng)，相同物質(zhì)的量的反應(yīng)物放出的熱量越多，產(chǎn)物越穩(wěn)定，所以HCl最穩(wěn)定，分解的百分?jǐn)?shù)最小，HI最不穩(wěn)定，更容易發(fā)生熱分解生成相應(yīng)的單質(zhì)。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。通過上述例子，你認(rèn)為鍵能、鍵長對分子的化學(xué)性質(zhì)有什么影響？小結(jié)鍵能鍵長衡量共價鍵的穩(wěn)定性小結(jié)

利用下表數(shù)據(jù)說明乙烷、乙烯和乙炔的反應(yīng)活性。

鍵鍵能（kJ·mol-1）C-C347.7C=C615C≡C812任務(wù)四HC：：：C：：：：HHHHHHC：：C：：：HHH：HC：C：：H：：乙烯

乙烷乙炔請寫出乙烷、乙烯和乙炔的電子式。

CH3-CH3CH2=CH2CH≡CHσ鍵1個σ鍵、1個π鍵1個σ鍵、2個π鍵乙烷、乙烯和乙炔中碳碳鍵的鍵能大小之比不是1∶2∶3。鍵鍵能（kJ·mol-1）C-C347.7C=C615C≡C812乙烯、乙炔中π鍵不如σ鍵牢固，容易發(fā)生加成反應(yīng)。鍵鍵能（kJ·mol-1）C-C347.7C=C615C≡C812同為三原子分子，為什么CO2的空間結(jié)構(gòu)是直線形，

而H2O的空間結(jié)構(gòu)是V形（角形）？

H2O

CO2

直線形

V形（角形）想一想NH3

H2O

CO2

常見分子的空間結(jié)構(gòu)三角錐形V形（角形）直線形

二氧化碳分子、水分子、氨分子中的鍵角鍵角：在多原子分子中，兩個相鄰共價鍵之間的夾角稱為鍵角。鍵參數(shù)——鍵角鍵角是描述分子空間結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)。鍵參數(shù)鍵能鍵長鍵角描述分子的空間結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)衡量共價鍵的穩(wěn)定性決定分子的性質(zhì)小結(jié)探究鍵參數(shù)對物質(zhì)性質(zhì)的影響【問題探究】已知部分鍵能、鍵長數(shù)據(jù)如下表所示:共價鍵Cl—ClBr—BrI—IH—FH—ClH—BrH—IH—O242.7193.7152.7568431.8366298.7462.8鍵長/pm198228267

96共價鍵C—CC=CC≡CC—HN—HN=OO—OO=O347.7615812413.4390.8607142497.3鍵長/pm154133120109101

分析比較回答下列問題:(1)根據(jù)元素周期律可知,HF、HCl、HBr、HI的穩(wěn)定性依次減弱,請利用鍵參數(shù)加以解釋。提示

鍵長H—F<H—Cl<H—Br<H—I;鍵能H—F>H—Cl>H—Br>H—I,故HF、HCl、HBr、HI的穩(wěn)定性依次減弱。(2)一般來說,鍵長越短,鍵能越大。但F—F鍵長比Cl—Cl鍵長小,而F—F鍵能卻比Cl—Cl鍵能小,為什么?提示

氟原子的半徑小導(dǎo)致F—F鍵長小,由于鍵長小,兩個氟原子形成共價鍵時,原子核之間的距離較小,兩原子核之間排斥力較大,導(dǎo)致F—F鍵能不大,F2的穩(wěn)定性較差,容易與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。(3)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?提示

從表中的數(shù)據(jù)可知,N—H、O—H與H—F的鍵能依次增大,意味著形成這些鍵時放出的能量依次增大,化學(xué)鍵越來越穩(wěn)定。所以N2、O2、F2與H2的反應(yīng)能力依次增強。(4)下列有關(guān)推斷是否正確?①同種元素形成的共價鍵的穩(wěn)定性:三鍵>雙鍵>單鍵。②同種元素形成的雙鍵鍵能一定小于單鍵鍵能的2倍。③鍵長越小,鍵能一定越大。④氫化物的鍵能越大,其穩(wěn)定性一定越強。提示

由碳碳鍵的數(shù)據(jù)知①正確;由O—O、O=O的鍵能知,②錯誤;C—H的鍵長大于N—H的鍵長,但是N—H的鍵能反而較小,③錯誤;由C—H、N—H的鍵能可知,C—H的鍵能較大,而CH4穩(wěn)定性比NH3弱,④錯誤。【深化拓展】共價鍵鍵參數(shù)的應(yīng)用(1)鍵能的應(yīng)用①表示共價鍵的強弱。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。

化學(xué)反應(yīng)的實質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)中,斷裂舊化學(xué)鍵吸收能量,形成新化學(xué)鍵釋放能量,因此反應(yīng)焓變與鍵能的關(guān)系為ΔH=反應(yīng)物鍵能總和-生成物鍵能總和。ΔH<0時,為放熱反應(yīng);ΔH>0時,為吸熱反應(yīng)。(2)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。a.根據(jù)成鍵原子的原子半徑比較。同類型的共價鍵,成鍵原子的原子半徑越小,鍵長越小。b.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。(3)鍵角的應(yīng)用①鍵長和鍵角決定分子的空間結(jié)構(gòu)。②常見分子中的鍵角與分子空間結(jié)構(gòu)。決定分子的極性(4)幾種常見分子的結(jié)構(gòu)式、鍵角及空間結(jié)構(gòu)

【素能應(yīng)用】典例有關(guān)碳和硅的共價鍵鍵能如下表所示:共價鍵C—CC—HC—OSi—SiSi—HSi—O347.7413.4351226318452簡要分析和解釋下列有關(guān)事實。(1)比較通常條件下,CH4和SiH4的穩(wěn)定性強弱:

。

(2)硅與碳同族,硅元素也有系列氫化物,但硅烷在種類和數(shù)量上都遠(yuǎn)不如烷烴多,原因是

。

(3)SiH4的穩(wěn)定性小于CH4,硅更易生成氧化物,原因是

。

答案

(1)CH4比SiH4穩(wěn)定(2)C—C和C—H鍵能較大,所形成的烷烴較穩(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(3)C—H的鍵能大于C—O,C—H比C—O穩(wěn)定,而Si—H的鍵能卻遠(yuǎn)小于Si—O,所以Si—H不穩(wěn)定而傾向于形成穩(wěn)定性更強的Si—O解析

(1)因為C—H的鍵能大于Si—H的鍵能,所以CH4比SiH4穩(wěn)定。(2)C—C和C—H的鍵能比Si—H和Si—Si的鍵能都大,因此烷烴比較穩(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。(3)C—H的鍵能大于C—O,C—H比C—O穩(wěn)定,而Si—H的鍵能卻遠(yuǎn)小于Si—O的,所以Si傾向于形成穩(wěn)定性更強的Si—O。規(guī)律總結(jié)

共價鍵強弱的判斷方法(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,