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第2課時 鍵參數(shù),鍵參數(shù)就是反映化學鍵(共價鍵)_____及空間分布的物理量。 化學反應中的能量變化與舊化學鍵的_____和新化學鍵的 _____密切相關。當原子形成分子即形成化學鍵時_____能量，分子分解成原子即斷裂化學鍵時_____能量。 在______kPa，______條件下，斷開1 mol AB(g)分子中的化學鍵，使其分別生成__________和___________所_____的能量稱為A—B鍵的鍵能，常用EA－B表示。,1.,強弱,2．,斷裂,形成,釋放,吸收,3．,101.3,298K,氣態(tài)A原子,氣態(tài)B原子,吸收,鍵能的大小可定量地表示化學鍵的強弱程度。鍵能愈大，斷開時需要的能量_____，這個化學鍵就愈_____；反之鍵能愈小，斷開時需要的能量就_____，這個化學鍵就愈 _______。 鍵長：兩個成鍵原子的_______________叫做該化學鍵的鍵長。 一般而言，化學鍵的鍵長愈___，鍵能愈___，化學鍵愈___，鍵愈_____。 鍵長是影響______________的因素之一。 鍵角：在多原子分子中，兩個化學鍵之間的夾角叫____。 鍵角也常用于描述多原子分子的_________。,4．,愈多,牢固,愈小,不牢固,5．,原子核間的距離,6．,短,大,強,牢固,7．,分子空間構型,8．,鍵角,空間構型,CO2分子的電子式___________________，結構式___________，它的鍵角為_____，分子為_____形。水分子的結構式 __________，鍵角為_______，分子為___形。氨分子中任意2個N—H鍵的夾角均為_______，氨分子是_______形。多原子分子的_____一定，表明共價鍵具有方向性。常見分子的鍵角：P4(白磷)60°；SO2、BF3、C2H4、CH2O：120°；H2O：104.5°；NH3：107.3°；CH4、CCl4(正四面體)：109.5°；CO2、CS2、C2H2(直線形)：180°；等等。,9．,O==C==O,180°,直線,H—O—H,104.5°,V,107.3°,三角錐,鍵角,研究、學習三種鍵參數(shù)的意義何在？ 提示 (1)鍵能是衡量共價鍵穩(wěn)定性的一個重要參數(shù)。鍵能越大，即形成化學鍵時放出的能量越多，意味著這個化學鍵越穩(wěn)定，越不容易斷裂。如N2分子的化學性質穩(wěn)定就是由于N≡N鍵的鍵能大的緣故。又如H—F、H—Cl、H—Br、H—I鍵的鍵能逐漸減小(依次為568 kJ·mol－1、431.8 kJ·mol－1、366 kJ·mol－1、298.7 kJ·mol－1)，HF、HCl、HBr、HI分子的穩(wěn)定性逐漸減弱。(要使N2發(fā)生化學反應或HX分解，必須拆開N2和HX分子中的共價鍵，因此N2的化學穩(wěn)定性和HX分子的熱穩(wěn)定性是由共價鍵的鍵能所決定的)。,【慎思】,(2)原子軌道的重疊程度越大，則鍵長越短，鍵能越大，共價鍵越穩(wěn)定。鍵能和鍵長共同決定鍵的穩(wěn)定性和分子的性質。 注意：鍵長與原子半徑密切相關， 一般而言，具有相似性的元素的原子成鍵時，原子半徑越大，鍵長越長。如F—F、Cl—Cl、Br—Br、I—I鍵的鍵長逐漸變長，C—H、N—H、O—H、F—H鍵的鍵長逐漸變短。,(3)一般來說，如果知道某個分子中的鍵長和鍵角數(shù)據(jù)，那么這個分子的幾何構型就確定了。如NH3分子鍵角是107.3°，N—H鍵長是101.9pm，就可以判斷NH3分子是三角錐形分子，如圖。,(4)鍵能、鍵長對分子的化學性質的影響。 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，其化學性質越穩(wěn)定。 例如，同主族元素的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性從上到下依次減弱，就是因為共價鍵的鍵長逐漸增大，鍵能逐漸減小的緣,故。如H—F、H—Cl、H—Br、H—I鍵的鍵長依次增大，鍵能依次減小，所以HF、HCl、HBr、HI的穩(wěn)定性依次減弱。 (5)鍵能與反應熱的關系。 ①定性關系：化學反應中發(fā)生舊化學鍵斷裂和新化學鍵形成，如果化學反應中舊化學鍵斷裂所吸收的總能量大于新化學鍵形成所放出的總能量，則該化學反應為吸熱反應；反之，該化學反應為放熱反應。 ②定量關系：能量變化＝反應物鍵能總和－生成物鍵能總和，即ΔH＝E反應物－E生成物。,例如，EH－H＝436 kJ·mol－1，ECl－Cl＝243 kJ·mol－1， EH－Cl＝432 kJ·mol－1，則對于反應H2(g)＋Cl2(g)=== 2HCl(g)，ΔH＝(436＋243－2×432) kJ·mol－1＝－185 kJ·mol－1，即1 mol H2(g)和1 mol Cl2(g)反應生成2 mol HCl(g)放出185 kJ的熱量。,定義：像“鍵能”、“鍵長”這樣一些表明化學鍵性質的物理量，通常稱為“鍵參數(shù)”。 特別提醒：共價鍵的鍵參數(shù)主要有鍵能、鍵長、鍵角和鍵的極性。 鍵能 (1)定義：在101.3 kPa、298 K條件下，斷開1 mol AB(g)分子中的化學鍵，使其分別生成氣態(tài)A原子和氣態(tài)B原子所吸收的能量稱為A－B鍵的鍵能。,1．,(2)表示方法：EA－B(A和B分別表示成鍵的兩個原子，可以相同，也可以不同) (3)特點：定量地表示化學鍵的強弱程度。鍵能愈大，斷開時需要的能量愈多，這個化學鍵就愈牢固；反之，鍵能愈小，斷開時需要的能量就愈小，這個化學鍵就愈不牢固。 (4)可以判斷分子的相對穩(wěn)定性。 如：EH－I＝297 kJ·mol－1，而EH－Cl＝431 kJ·mol－1，所以碘化氫分子較不穩(wěn)定，易分解，氯化氫分子則較穩(wěn)定，難以分解。 特別提醒：鍵能的概念是為對比鍵的強度提出來的，是從能量角度來衡量共價鍵強度的物理量。,鍵長 (1)定義：兩個成鍵原子的原子核間的距離叫做該化學鍵的鍵長。 如：在氯分子中，兩個氯原子的原子核間的距離(簡稱核間距)就是Cl—Cl鍵的鍵長。同樣，在氯化氫分子中，氫原子與氯原子的核間距，就是H—Cl鍵的鍵長。 (2)特點：化學鍵的鍵長愈短，化學鍵愈強，鍵愈牢固。 (3)意義：鍵長是影響分子空間構型的因素之一。,2．,特別提醒：同一種鍵在不同分子中的鍵長不同，通常所用的數(shù)據(jù)是一種統(tǒng)計平均值即平均鍵長作為該鍵的鍵長。例如，C—C單鍵的鍵長在金剛石中為154.2 pm，在乙烷中為153.3 pm，在丙烷中為154 pm，在環(huán)己烷中為153 pm，因此將C—C單鍵的鍵長定為154 pm。就相同的兩原子形成的鍵而言，單鍵鍵長雙鍵鍵長叁鍵鍵長。,鍵角 (1)定義：在多原子分子中，兩個化學鍵之間的夾角叫做鍵角。 (2)意義：鍵角常用于描述多原子分子的空間構型。 例如：二氧化碳分子中兩個碳氧鍵(C＝O)間的夾角為180°，所以CO2分子是直線型；水分子中兩個氫氧鍵(H—O)間的夾角為104.5°，所以H2O分子不是直線形而是V形。氨分子中每兩個氮氫鍵(N—H)間的夾角均為107.3°，所以NH3分子是三角錐形。,3．,(2012·福建寧德高二檢測)已知下表中的數(shù)據(jù)是破壞1 mol物質中的化學鍵所消耗的能量(kJ)。 根據(jù)表中數(shù)據(jù)回答問題： (1)下列物質本身具有的能量最低的是________。 A．H2 B．Cl2 C．Br2 D．I2 (2)下列氫化物中，最穩(wěn)定的是________。 A．HF B．HCl C．HBr D．HI,【例1】?,(3)X2＋H2===2HX(X代表F、Cl、Br、I，下同)的反應是吸熱反應還是放熱反應？________________。相同條件下，X2分別與H2反應，當消耗等物質的量的氫氣時，放出或吸收的熱量最多的是________________。2 mol Cl2在一定條件下與等物質的量的H2反應，放出或吸收的熱量是________kJ。 (4)若無上表中的數(shù)據(jù)，你能正確回答出問題(3)的第二問嗎？____________________________；你的理由是______ ________________________________________________。,解析 能量越低越穩(wěn)定，破壞其中的化學鍵需要的能量就越多，形成其中的鍵時放出的能量也越多。 答案 (1)A (2)A (3)放熱反應 F2 366 (4)能 生成物越穩(wěn)定，放出的熱量就越多，在HX中，HF最穩(wěn)定,(1)利用原子半徑的相對大小判斷組成相似的共價鍵鍵長的大小，進一步定性判斷鍵能的大小，分子的穩(wěn)定性；同時注意共價分子構成的物質的熔、沸點、揮發(fā)性都是物理性質，與共價鍵強弱無關，穩(wěn)定性是化學性質，與共價鍵的強弱有關。 (2)分析分子空間構型時才會用到鍵角。 (3)只有共價鍵才存在鍵長，離子鍵沒有鍵長。,能夠用鍵能的大小作為主要依據(jù)來解釋的是 ( )。 A．常溫常壓下氯氣呈氣態(tài)而溴單質呈液態(tài) B．硝酸是揮發(fā)性酸，而硫酸、磷酸是不揮發(fā)性酸 C．稀有氣體一般難于發(fā)生化學反應 D．空氣中氮氣的化學性質比氧氣穩(wěn)定,【體驗1】?,解析 共價分子構成物質的狀態(tài)取決于分子間作用力的大小，與分子內共價鍵的鍵能無關；物質的揮發(fā)性與分子內鍵能的大小無關；稀有氣體是單原子分子，無化學鍵，難于發(fā)生化學反應的原因是它們的價電子已形成穩(wěn)定結構；氮氣比氧氣穩(wěn)定是由于N2分子中共價鍵的鍵能(946 kJ·mol－1)比O2分子中共價鍵的鍵能(497.3 kJ·mol－1)大，在化學反應中更難于斷裂。 答案 D,能說明BF3分子的4個原子在同一平面的理由是 ( )。 A．任意兩個鍵之間夾角均為120° B．B—F鍵為非極性共價鍵 C．3個B—F鍵的鍵能相同 D．3個B—F鍵的鍵長相等,【體驗2】?,解析 BF3分子中存在3個“B—F”鍵，鍵角是120°，那么 它的空間構型為 平面正三角形，B在正三角形 的中心。B、C、D三項均不能說明BF3分子中各原子的空間分布情況。 答案 A,已知白磷和P4O6的分子結構如圖所示。 現(xiàn)提供以下化學鍵的鍵能(kJ·mol－1)：P—P：198，P—O：360，O＝O：498。則反應P4(白磷)＋3O2===P4O6的反應熱ΔH為 ( )。 A．－1 638 kJ·mol－1 B．＋1 638 kJ·mol－1 C．－126 kJ·mol－1 D．＋126 kJ·mol－1,【體驗3】?,解析 由反應方程式知，該反應的能量變化包括1mol P4和3 mol O2斷鍵吸收的能量和1mol P4O6成鍵放出的能量。由各物質的分子結構知，1 mol P4含6 mol P—P鍵，3 mol O2含3 mol O＝O鍵，1 mol P4O6含12 mol P—O鍵，故ΔH＝(198 kJ·mol－1×6＋498 kJ·mol－1×3)－360 kJ·mol－1×12＝－1 638 kJ·mol－1。 答案 A,判斷分子結構中各原子的最外層電子是否滿足8電子穩(wěn)定結構 分子中含有氫元素，則氫原子不能滿足最外層8電子穩(wěn)定結構，但它滿足K層為最外層2個電子的穩(wěn)定結構。 分子中若不含有氫元素，則按下述方法逐一進行判斷：若某元素化合價絕對值與原子最外層電子數(shù)之和等于8，則該元素的原子最外層滿足8電子穩(wěn)定結構，否則將不滿足。如CO2分子中，碳元素的化合價為＋4價，碳原子最外層電子數(shù)為4，二者之和為8，則碳原子滿足最外層8電子穩(wěn)定結構；氧元素化合價為－2(其絕對值為2)，氧原子,1．,2．,最外層電子數(shù)為6，二者之和為8，則氧原子也滿足最外層8電子穩(wěn)定結構，故CO2分子中所有原子都滿足最外層8電子結構。再如BF3分子中，硼元素化合價為＋3，硼原子最外層電子數(shù)為3，二者之和為6，故硼原子不滿足最外層8電子穩(wěn)定結構。,下列分子結構中，原子的最外層電子都能滿足8電子穩(wěn)定結構的是 ( )。 A．XeF2 B．CO2 C．PCl5 D．HClO 解析 在分子形成的過程中，原子都有趨向最外電子層為8的穩(wěn)定結構(稀有氣體的結構)。穩(wěn)定結構有8電子結構和2電子結構兩種情況，但也存在能穩(wěn)定存在的其他結構，如對于核電荷數(shù)更大的原子，由于周圍空間更大，大于8電子結構。選項A中，氙原子已是8電子穩(wěn)定結構，當它和氟原子結合時，最外層電子數(shù)必然超過8個；選項B中，碳、氧分別差4個電子和2個電子達到穩(wěn)定結構，碳原子分別和兩個氧原子形成碳氧雙鍵，每個原子的最外層為,【案例】,8電子穩(wěn)定結構；選項C中的磷原子，最外層有5個電子，分別和5個氯原子結合，形成5個共用電子對，磷原子最外層形成10電子結構；選項D所指的次氯酸，氫、氯、氧達到穩(wěn)定結構還差的電子數(shù)分別為1、1、2，所以三原子分別提供1個、1個、2個電子參與形成共用電子對，氯、氧原子達到8電子穩(wěn)定結構，而氫原子僅能達到2電子的穩(wěn)定結構。本題的正確選項只能是B。 答案 B,