第一節(jié)共價鍵課時2鍵參數(shù)——鍵能、鍵長與鍵角鍵能及其應用鍵長及其應用鍵角及其應用01學習目標CONTENT在1000℃時，鹵化氫分解率大小比較為HCl<HBr<HI鹵化氫的熱穩(wěn)定性大小為：HCl>HBr>HI如何衡量共價鍵的強度呢?鹵化氫分解的百分數(shù)/%HCl0.0014HBr0.5HI33在1000℃時，鹵化氫分解率如下思考與討論一

、

鍵

能

：1.定

義

：氣態(tài)分子中1mol化學鍵解離成氣態(tài)原子所吸收的能量。(通常是298.15

K,101kP

a條件下的標準值)2.符號：E,單位：kJ·mol-13.意義：鍵能可以衡量共價鍵的強弱程度。鍵能越大，斷開1mol化學鍵所吸收的能量越多，

共價鍵越牢固，分子越穩(wěn)定?！?415.5

kJ·mol-14斷開CH?

中的4個C-H,所需能量并不相等，因此，

CH?

中C-H鍵的鍵能是平均值。通常鍵能是一個平均值。CH?

中C-H鍵的鍵能：439.3+442.0+442.0+338.6共價鍵H-CH?

→

·CH?+H

·H-CH?

→CH?+H

·H-CH

→CH

+H

·H-C

→

·C

·

+H

·鍵能(kJ

·mol-1)439.3442.0442.0338.6一

、

鍵

能

：共價鍵鍵能規(guī)律：①成鍵原子相同時，鍵能強弱：

三鍵鍵能>雙鍵鍵能>單鍵鍵能。但不是2倍、3倍的關(guān)系結(jié)合鍵能數(shù)據(jù)分析：

o

鍵的強度一定比π鍵強嗎?鍵能(kJ·mol?1)436.0157242.7193.7152.7347.7615812351745193418鍵能(kJ·mol-1)946176607142497.3413.4462.8390.8568431.8366298.7鍵H—HF—FCl—ClBr—BrI—IC—CC=CC=CC—0C=0N—NN=N鍵N=NN—ON=0O—OO=0C—H0—HN—HH—FH—ClH—BrH—I一

、

鍵

能

：一

、鍵能

：4.鍵能的應用①判斷共價鍵的穩(wěn)定性。鍵能越大，鍵越牢固，共價鍵越穩(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。如HX。③判斷化學反應中的能量變化。焓變與鍵能的關(guān)系：△H=

反應物鍵能總和一生成物鍵能總和二、

鍵

長

：1.定義：構(gòu)成化學鍵的兩個原子的核間距。(由于分子中的原子始終處于不鍵長141pm共價半徑71

pm鍵長228pmBr?267

pm共價半徑114

pm134pmF?198

pm

99

pmCl?I?斷振動之中，因此，鍵長只是振動著的原子處于平衡位置時的核間距。)2.

單

位

：pm(1pm=10-12m)3.共價鍵鍵長規(guī)律：①同種類型的共價鍵，成鍵原

子的原子半徑越大，鍵長越長。②成鍵原子相同時，鍵長：單鍵鍵長>雙鍵

鍵長>三鍵鍵長鍵鍵長/pm①鍵鍵長/pmH—H74C=C120F—F141C—H109Cl—Cl198O—H96Br—Br228N—H101I—I267N=N110C—C154Si—Si235C=C133Si—O162當兩個原子形成雙鍵或三鍵時，原子軌道重疊程度增大，原子間的核間距減小，鍵長變短。二、

鍵

長

：鍵鍵長/pm鍵能(kJ

·mol-1)H-F92568H-Cl127431.8H-Br142366H-I161298.7鍵鍵長/pm鍵能(kJ

·mol-1)C-C154347.7C=C133615C=C120812一般，鍵長越短，鍵能越大，共價鍵越牢固，分子越穩(wěn)定。4.鍵長與鍵能的關(guān)系二、

鍵

長

：結(jié)論：為什么F-F不符合“鍵長越短，鍵能越大”的規(guī)律?導致F—F鍵的鍵長也很短，因此兩個氟鍵鍵長/pm鍵能(kJ

·mol-1)F-F141157.0Cl-Cl198242.7Br-Br228193.7原子形成共價鍵時，原子核之間的距離較小，原子核之間排斥力較大，從而削弱了共價單鍵的強度。思考與討論課堂練習1.比較鍵長的大?。篐-I

H-C]

H-F;Br-Br

C1-Cl

F-F。Si-Si

Si-C

C

C

。

A課堂練習2.從鍵長的角度判斷，下列共價鍵中最穩(wěn)定的是(

)A.H—F

B.N—HC.C—H

D.S—H三、

鍵

角

：在多原子分子中，兩個相鄰共價鍵之間的夾角?；瘜W式結(jié)構(gòu)式鍵角空間結(jié)構(gòu)CO?O=C=O180°直線形NH?NH

H

H107°三角錐形H?O0H

H105°V形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(jié)構(gòu)的重要參數(shù)，分子的許多性質(zhì)都與鍵角有關(guān)。總

結(jié)

：鍵能分子的穩(wěn)定性決定鍵長決定分子的空間結(jié)構(gòu)鍵角鍵長和鍵角的數(shù)值可通過晶體的X射線衍射實驗獲得。共價鍵的鍵參數(shù)分子的性質(zhì)決定思考與討論思考與討論(1)試利用表2-1的數(shù)據(jù)進行計算，1mol

H?分別

與1mol

Cl?、1mol

Br?(蒸氣)反應，分別形成2molHCl

和2mol

HBr,哪一個反應釋放的能量更多?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)生熱分解生成相應的單質(zhì)?(2)N?

、O?

、F?跟H?的反應能力依次增強，從

鍵能的角度應如何理解這一化學事實?(3)通過上述例子，你認為鍵長、鍵能對分子的

化學性質(zhì)有什么影響?生成1mol

HX放出的熱量/kJHCl184.9HBr102.3HI8.7反應類型相同時，產(chǎn)生1mol生成物放熱越多，產(chǎn)物越穩(wěn)定。HC1最穩(wěn)定，最不易分解，HI最不穩(wěn)定，更易受熱分解。形成性自評1.關(guān)于σ鍵和π鍵的比較，下列說法不正確的是(

)A.

一般情況下，σ鍵比π鍵重疊程度大，形成的共價鍵強

B.

σ鍵是“頭碰頭”式重疊，π鍵是“肩并肩”式重疊C.

所有分子中一定含有σ鍵D.H原子只能形成σ鍵，

O

原子可以形成σ鍵和π鍵解析：一般而言，σ鍵比π鍵重疊程度大，形成的共價鍵強，A正確；

σ鍵和π鍵分別由“頭碰頭”“肩并肩”兩種方式形成，B

正確；單原子

分子如氦氣沒有形成化學鍵，所以

C

錯誤；H

原子只能形成一個鍵，所以只能形成σ鍵，O原子可以形成2個鍵，所以可以形成σ鍵和π鍵，D

正

確

。答案：C2.

下列說法中正確的是(

)A.分子中鍵能越大，鍵長越短，則分子越穩(wěn)定B.

只有非金屬原子之間才能形成共價鍵C.水分子可表示為H—O—H,分子中鍵角為180°D.H—O鍵鍵能為463

kJ/mol,即

1

8g

水分子生成H?

和

O?時，

放出能量為(2×463)kJ解析：在分子中鍵能越大，結(jié)合力就越強，鍵長應越短，分子越穩(wěn)定，

所以A正確；B中有些不活潑金屬形成的化學鍵可能是共價鍵；C中水分子

的兩個0

—H

鍵的鍵角小于180°,其分子結(jié)構(gòu)式雖為H—O—H,

但不能表示分子結(jié)構(gòu)的真正空間構(gòu)型；D

中給出H—O鍵的鍵能是破壞1molH—O

鍵所吸收的能量，在H?O

分子中有兩個H—O鍵，應吸收能量2×463kJ,

而當H、

O形成

H?和

O?

在成鍵時需放出能量，應是其鍵能及其化學計量數(shù)的乘積，

所以反應放出的能量應是它們的代數(shù)和，故D錯誤。答案：A3.氣態(tài)N?分子結(jié)構(gòu)如右圖所示。已知斷裂1mol

N—N鍵吸收

167kJ熱量，生成1mol

N=N

鍵放出942kJ

熱量，根據(jù)以上信息和數(shù)據(jù)，判斷下列說法正確的是(

)A.N?

屬于一種新型的化合物B.N?

分子中存在非極性鍵C.N?

分子中N—N

鍵角為109°28′D.1

mol

N?轉(zhuǎn)變成N?

將吸收882kJ

熱量解析：N?

是由氮元素形成的一種單質(zhì)，A

錯誤；氮元素為活潑非金

屬元素，氮元素與氮元素之間形成的是非極性鍵，B

正確；N?

是正四面

體結(jié)構(gòu)，鍵角為60°,C錯誤；已知斷裂1mol

N—N鍵吸收167kJ

熱量，

生成1mol

N=N鍵放出942kJ

熱量，則1mol

N?轉(zhuǎn)變成N?

將放出882kJ熱量，D錯誤。答案：B解析：當兩種元素原子的電負性相差很大時，形成的將是離子鍵；當

兩種元素原子的電負性相差不大時，形成的將是共價鍵。答案：C元素XYZW電負性2.53.51.22.4你認為上述四種元素中，最不可能形成共價鍵的是()4.已知：X

、Y

、Z

、W四種元素原子的電負性數(shù)值。B.X

與

WD.Y

與

W與

Y與

ZA.XC.YB.N=C—C=NC.丙烯酸：CH?=CH—COOHD.

乙烯基乙炔：E.

羰基硫：COS5.下列物質(zhì)中，σ鍵和π鍵數(shù)目相等的是：

E;σ鍵數(shù)目

小于π鍵數(shù)目的是

B;σ鍵和π鍵數(shù)目之比為2:1的是

A.丙烯氰

CH?=CH—C=N(1)把1mol

Cl?(g)分解為氣態(tài)原子時，需要吸_收(填“吸收”

或“放出”)

243

kJ能量。(2)由表中所列化學鍵形成的單質(zhì)分子中，最穩(wěn)定的是

N2

，

最不穩(wěn)定的是**I

2**；形成的化合物分子中最穩(wěn)定的是**H2O**。(3)試通過鍵能數(shù)據(jù)估算下列反應的反應熱：H2(g)+Cl2(g)===>2HCl(g)

ΔH=

-185kJ

/mol^-1共價鍵H—HCl—ClBr—BrH—ClH—I鍵能436243193432298共價鍵I—IN=NH—OH—N鍵能1519464633936.某些共價鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下表(單位：

kJ·mol?1):解析：(1)鍵能是指氣態(tài)基態(tài)原子形成1

mol

化學鍵釋放的最低能量。

新鍵形成釋放能量，則舊鍵斷裂吸收能量，根據(jù)能量守恒定律，斷開1mol