高中化学 2.1.2《键参数》教学课件 鲁科版选修3.ppt

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1、第第2课时课时 键参数键参数键键参数就是反映化学参数就是反映化学键键(共价共价键键)_及空及空间间分布的物理量。分布的物理量。化学反化学反应应中的能量中的能量变变化与旧化学化与旧化学键键的的_和新化学和新化学键键的的_密切相关。当原子形成分子即形成化学密切相关。当原子形成分子即形成化学键时键时_能能量，分子分解成原子即断裂化学量，分子分解成原子即断裂化学键时键时_能量。能量。在在_kPa，_条件下，断开条件下，断开1 mol AB(g)分子中的分子中的化学化学键键，使其分，使其分别别生成生成_和和_所所_的能量称的能量称为为AB键键的的键键能，常用能，常用EAB表示。表示。笃学笃学一一键能、键

2、长、键角三种键参数键能、键长、键角三种键参数1.强强弱弱2断裂断裂形成形成释释放放吸收吸收3101.3298K气气态态A原子原子气气态态B原子原子吸收吸收键键能的大小可定量地表示化学能的大小可定量地表示化学键键的的强强弱程度。弱程度。键键能愈大，能愈大，断开断开时时需要的能量需要的能量_，这这个化学个化学键键就愈就愈_；反之；反之键键能愈小，断开能愈小，断开时时需要的能量就需要的能量就_，这这个化学个化学键键就愈就愈_。键长键长：两个成：两个成键键原子的原子的_叫做叫做该该化学化学键键的的键长键长。一般而言，化学一般而言，化学键键的的键长键长愈愈_，键键能愈能愈_，化学，化学键键愈愈_，键键愈

3、愈_。键长键长是影响是影响_的因素之一。的因素之一。键键角：在多原子分子中，两个化学角：在多原子分子中，两个化学键键之之间间的的夹夹角叫角叫_。键键角也常用于描述多原子分子的角也常用于描述多原子分子的_。4愈多愈多牢固牢固愈小愈小不牢固不牢固5原子核原子核间间的距离的距离6短短大大强强牢固牢固7分子空分子空间间构型构型8键键角角空空间间构型构型CO2分子的分子的电电子式子式_，结结构式构式_，它的它的键键角角为为_，分子，分子为为_形。水分子的形。水分子的结结构式构式_，键键角角为为_，分子，分子为为_形。氨分子中任形。氨分子中任意意2个个NH键键的的夹夹角均角均为为_，氨分子是，氨分子是_形

4、。形。多原子分子的多原子分子的_一定，表明共价一定，表明共价键键具有方向性。常具有方向性。常见见分子的分子的键键角：角：P4(白磷白磷)60；SO2、BF3、C2H4、CH2O：120；H2O：104.5；NH3：107.3；CH4、CCl4(正四面体正四面体)：109.5；CO2、CS2、C2H2(直直线线形形)：180；等等。；等等。9O=C=O180直直线线HOH104.5V107.3三角三角锥锥键键角角 研究、学研究、学习习三种三种键键参数的意参数的意义义何在？何在？提示提示(1)键键能是衡量共价能是衡量共价键稳键稳定性的一个重要参数。定性的一个重要参数。键键能能越大，即形成化学越大，

5、即形成化学键时键时放出的能量越多，意味着放出的能量越多，意味着这这个化学个化学键键越越稳稳定，越不容易断裂。如定，越不容易断裂。如N2分子的化学性分子的化学性质稳质稳定就是定就是由于由于NN键键的的键键能大的能大的缘缘故。又如故。又如HF、HCl、HBr、HI键键的的键键能逐能逐渐渐减小减小(依次依次为为568 kJmol1、431.8 kJmol1、366 kJmol1、298.7 kJmol1)，HF、HCl、HBr、HI分子的分子的稳稳定性逐定性逐渐渐减弱。减弱。(要使要使N2发发生化学反生化学反应应或或HX分解，必分解，必须须拆开拆开N2和和HX分子中的共价分子中的共价键键，因此，因此

6、N2的的化学化学稳稳定性和定性和HX分子的分子的热稳热稳定性是由共价定性是由共价键键的的键键能所决能所决定的定的)。【慎思慎思】(2)原子原子轨轨道的重叠程度越大，道的重叠程度越大，则键长则键长越短，越短，键键能越大，共能越大，共价价键键越越稳稳定。定。键键能和能和键长键长共同决定共同决定键键的的稳稳定性和分子的性定性和分子的性质质。注意注意：键长键长与原子半径密切相关，与原子半径密切相关，一般而言，具有相似性一般而言，具有相似性的元素的原子成的元素的原子成键时键时，原子半径越大，原子半径越大，键长键长越越长长。如。如FF、ClCl、BrBr、II键键的的键长键长逐逐渐变长渐变长，CH、NH、

7、OH、FH键键的的键长键长逐逐渐变渐变短。短。(3)一般来一般来说说，如果知道某个分子中的，如果知道某个分子中的键长键长和和键键角数据，那么角数据，那么这这个分子的几个分子的几何构型就确定了。如何构型就确定了。如NH3分子分子键键角是角是107.3，NH键长键长是是101.9pm，就可，就可以判断以判断NH3分子是三角分子是三角锥锥形分子，如形分子，如图图。(4)键能、键长对分子的化学性质的影响。键能、键长对分子的化学性质的影响。一般地，形成的共价键的键能越大，键长越短，共价键越一般地，形成的共价键的键能越大，键长越短，共价键越稳定，含有该键的分子越稳定，其化学性质越稳定。稳定，含有该键的分子

8、越稳定，其化学性质越稳定。例如，同主族元素的气态氢化物的稳定性从上到下依次减例如，同主族元素的气态氢化物的稳定性从上到下依次减弱，就是因为共价键的键长逐渐增大，键能逐渐减小的缘弱，就是因为共价键的键长逐渐增大，键能逐渐减小的缘故。如故。如HF、HCl、HBr、HI键键的的键长键长依次增大，依次增大，键键能依次减小，所以能依次减小，所以HF、HCl、HBr、HI的的稳稳定性依次减定性依次减弱。弱。(5)键键能与反能与反应热应热的关系。的关系。定性关系：化学反定性关系：化学反应应中中发发生旧化学生旧化学键键断裂和新化学断裂和新化学键键形形成，如果化学反成，如果化学反应应中旧化学中旧化学键键断裂所吸

9、收的断裂所吸收的总总能量大于新能量大于新化学化学键键形成所放出的形成所放出的总总能量，能量，则该则该化学反化学反应为应为吸吸热热反反应应；反之，反之，该该化学反化学反应为应为放放热热反反应应。定量关系：能量定量关系：能量变变化反化反应应物物键键能能总总和生成物和生成物键键能能总总和，即和，即HE反反应应物物E生成物生成物。例如，例如，EHH436 kJmol1，EClCl243 kJmol1，EHCl432 kJmol1，则对则对于反于反应应H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)，H(4362432432)kJmol1185 kJmol1，即，即1 mol H2(g)和和1 mol Cl2(g

10、)反反应应生成生成2 mol HCl(g)放出放出185 kJ的的热热量。量。定义定义：像：像“键键能能”、“键长键长”这样这样一些表明化学一些表明化学键键性性质质的物理的物理量，通常称量，通常称为为“键键参数参数”。特别提醒特别提醒：共价：共价键键的的键键参数主要有参数主要有键键能、能、键长键长、键键角和角和键键的极性。的极性。键键能能(1)定定义义：在：在101.3 kPa、298 K条件下，断开条件下，断开1 mol AB(g)分分子中的化学子中的化学键键，使其分，使其分别别生成气生成气态态A原子和气原子和气态态B原子所原子所吸收的能量称吸收的能量称为为AB键键的的键键能。能。要点一要点

11、一|键参数键参数1(2)表示方法：表示方法：EAB(A和和B分分别别表示成表示成键键的两个原子，可以的两个原子，可以相同，也可以不同相同，也可以不同)(3)特点：定量地表示化学特点：定量地表示化学键键的的强强弱程度。弱程度。键键能愈大，断开能愈大，断开时时需要的能量愈多，需要的能量愈多，这这个化学个化学键键就愈牢固；反之，就愈牢固；反之，键键能愈能愈小，断开小，断开时时需要的能量就愈小，需要的能量就愈小，这这个化学个化学键键就愈不牢固。就愈不牢固。(4)可以判断分子的相可以判断分子的相对稳对稳定性。定性。如：如：EHI297 kJmol1，而，而EHCl431 kJmol1，所以，所以碘化碘化

12、氢氢分子分子较较不不稳稳定，易分解，定，易分解，氯氯化化氢氢分子分子则较稳则较稳定，定，难难以分解。以分解。特别提醒特别提醒：键键能的概念是能的概念是为对为对比比键键的的强强度提出来的，是从度提出来的，是从能量角度来衡量共价能量角度来衡量共价键键强强度的物理量。度的物理量。键长键长(1)定定义义：两个成：两个成键键原子的原子核原子的原子核间间的距离叫做的距离叫做该该化学化学键键的的键长键长。如：在如：在氯氯分子中，两个分子中，两个氯氯原子的原子核原子的原子核间间的距离的距离(简简称核称核间间距距)就是就是ClCl键键的的键长键长。同。同样样，在，在氯氯化化氢氢分子中，分子中，氢氢原子与原子与氯

13、氯原子的核原子的核间间距，就是距，就是HCl键键的的键长键长。(2)特点：化学特点：化学键键的的键长键长愈短，化学愈短，化学键键愈愈强强，键键愈牢固。愈牢固。(3)意意义义：键长键长是影响分子空是影响分子空间间构型的因素之一。构型的因素之一。2特别提醒特别提醒：同一种：同一种键键在不同分子中的在不同分子中的键长键长不同，通常所用不同，通常所用的数据是一种的数据是一种统计统计平均平均值值即平均即平均键长键长作作为该键为该键的的键长键长。例。例如，如，CC单键单键的的键长键长在金在金刚刚石中石中为为154.2 pm，在乙，在乙烷烷中中为为153.3 pm，在丙，在丙烷烷中中为为154 pm，在，在

14、环环己己烷烷中中为为153 pm，因此将因此将CC单键单键的的键长键长定定为为154 pm。就相同的两原子形。就相同的两原子形成的成的键键而言，而言，单键键长单键键长双双键键长键键长叁键键长叁键键长。键键角角(1)定定义义：在多原子分子中，两个化学：在多原子分子中，两个化学键键之之间间的的夹夹角叫做角叫做键键角。角。(2)意意义义：键键角常用于描述多原子分子的空角常用于描述多原子分子的空间间构型。构型。例如：二氧化碳分子中两个碳氧例如：二氧化碳分子中两个碳氧键键(CO)间间的的夹夹角角为为180，所以，所以CO2分子是直分子是直线线型；水分子中两个型；水分子中两个氢氢氧氧键键(HO)间间的的夹

15、夹角角为为104.5，所以，所以H2O分子不是直分子不是直线线形而是形而是V形。氨分形。氨分子中每两个氮子中每两个氮氢键氢键(NH)间间的的夹夹角均角均为为107.3，所以，所以NH3分子是三角分子是三角锥锥形。形。3 (2012福建宁德高二检测福建宁德高二检测)已知下表中的数据是破坏已知下表中的数据是破坏1 mol物物质质中的化学中的化学键键所消耗的能量所消耗的能量(kJ)。根据表中数据回答根据表中数据回答问题问题：(1)下列物下列物质质本身具有的能量最低的是本身具有的能量最低的是_。AH2 BCl2 CBr2 DI2(2)下列下列氢氢化物中，最化物中，最稳稳定的是定的是_。AHF BHCl

16、 CHBr DHI【例例1】物物质质Cl2Br2I2H2HFHClHBrHI能量能量/kJ 243193151436565431363297(3)X2H2=2HX(X代表代表F、Cl、Br、I，下同，下同)的反的反应应是是吸吸热热反反应还应还是放是放热热反反应应？_。相同条件下，。相同条件下，X2分分别别与与H2反反应应，当消耗等物，当消耗等物质质的量的的量的氢氢气气时时，放出或吸，放出或吸收的收的热热量最多的是量最多的是_。2 mol Cl2在一定条在一定条件下与等物件下与等物质质的量的的量的H2反反应应，放出或吸收的，放出或吸收的热热量是量是_kJ。(4)若无上表中的数据，你能正确回答出若

17、无上表中的数据，你能正确回答出问题问题(3)的第二的第二问问吗吗？_；你的理由是；你的理由是_。解析解析能量越低越能量越低越稳稳定，破坏其中的化学定，破坏其中的化学键键需要的能量就需要的能量就越多，形成其中的越多，形成其中的键时键时放出的能量也越多。放出的能量也越多。答案答案(1)A(2)A(3)放放热热反反应应F2366(4)能生成能生成物越物越稳稳定，放出的定，放出的热热量就越多，在量就越多，在HX中，中，HF最最稳稳定定(1)利用原子半径的相利用原子半径的相对对大小判断大小判断组组成相似的共价成相似的共价键键键长键长的大小，的大小，进进一步定性判断一步定性判断键键能的大小，分子的能的大小

18、，分子的稳稳定性；同定性；同时时注意共价分子构成的物注意共价分子构成的物质质的熔、沸点、的熔、沸点、挥发挥发性都是物理性性都是物理性质质，与共价，与共价键键强强弱无关，弱无关，稳稳定性定性是化学性是化学性质质，与共价，与共价键键的的强强弱有关。弱有关。(2)分析分子空分析分子空间间构型构型时时才会用到才会用到键键角。角。(3)只有共价只有共价键键才存在才存在键长键长，离子，离子键键没有没有键长键长。能能够够用用键键能的大小作能的大小作为为主要依据来解主要依据来解释释的是的是 ()。A常温常常温常压压下下氯氯气呈气气呈气态态而溴而溴单质单质呈液呈液态态B硝酸是硝酸是挥发挥发性酸，而硫酸、磷酸是不

19、性酸，而硫酸、磷酸是不挥发挥发性酸性酸C稀有气体一般稀有气体一般难难于于发发生化学反生化学反应应D空气中氮气的化学性空气中氮气的化学性质质比氧气比氧气稳稳定定【体验体验1】解析解析共价分子构成物共价分子构成物质质的状的状态态取决于分子取决于分子间间作用力的大作用力的大小，与分子内共价小，与分子内共价键键的的键键能无关；物能无关；物质质的的挥发挥发性与分子内性与分子内键键能的大小无关；稀有气体是能的大小无关；稀有气体是单单原子分子，无化学原子分子，无化学键键，难难于于发发生化学反生化学反应应的原因是它的原因是它们们的价的价电电子已形成子已形成稳稳定定结结构；构；氮气比氧气氮气比氧气稳稳定是由于定

20、是由于N2分子中共价分子中共价键键的的键键能能(946 kJmol1)比比O2分子中共价分子中共价键键的的键键能能(497.3 kJmol1)大，在化学大，在化学反反应应中更中更难难于断裂。于断裂。答案答案D能能说说明明BF3分子的分子的4个原子在同一平面的理由是个原子在同一平面的理由是 ()。A任意两个任意两个键键之之间夹间夹角均角均为为120BBF键为键为非极性共价非极性共价键键C3个个BF键键的的键键能相同能相同D3个个BF键键的的键长键长相等相等【体验体验2】解析解析BF3分子中存在分子中存在3个个“BF”键，键角是键，键角是120，那么，那么它的空间构型为它的空间构型为 平面正三角形

21、，平面正三角形，B在正三角形在正三角形的中心。的中心。B、C、D三项均不能说明三项均不能说明BF3分子中各原子的空分子中各原子的空间分布情况。间分布情况。答案答案A已知白磷和已知白磷和P4O6的分子的分子结结构如构如图图所示。所示。现现提供以下化学提供以下化学键键的的键键能能(kJmol1)：PP：198，PO：360，OO：498。则则反反应应P4(白磷白磷)3O2=P4O6的反的反应热应热H为为 ()。A1 638 kJmol1 B1 638 kJmol1C126 kJmol1 D126 kJmol1【体验体验3】解析解析由反由反应应方程式知，方程式知，该该反反应应的能量的能量变变化包括化

22、包括1mol P4和和3 mol O2断断键键吸收的能量和吸收的能量和1mol P4O6成成键键放出的能量。由各放出的能量。由各物物质质的分子的分子结结构知，构知，1 mol P4含含6 mol PP键键，3 mol O2含含3 mol OO键键，1 mol P4O6含含12 mol PO键键，故，故H(198 kJmol16498 kJmol13)360 kJmol1121 638 kJmol1。答案答案A 判断分子判断分子结结构中各原子的最外构中各原子的最外层电层电子是否子是否满满足足8电电子子稳稳定定结结构构分子中含有分子中含有氢氢元素，元素，则氢则氢原子不能原子不能满满足最外足最外层层

23、8电电子子稳稳定定结结构，但它构，但它满满足足K层为层为最外最外层层2个个电电子的子的稳稳定定结结构。构。分子中若不含有分子中若不含有氢氢元素，元素，则则按下述方法逐一按下述方法逐一进进行判断：若行判断：若某元素化合价某元素化合价绝对值绝对值与原子最外与原子最外层电层电子数之和等于子数之和等于8，则则该该元素的原子最外元素的原子最外层满层满足足8电电子子稳稳定定结结构，否构，否则则将不将不满满足。足。如如CO2分子中，碳元素的化合价分子中，碳元素的化合价为为4价，碳原子最外价，碳原子最外层层电电子数子数为为4，二者之和，二者之和为为8，则则碳原子碳原子满满足最外足最外层层8电电子子稳稳定定结结

24、构；氧元素化合价构；氧元素化合价为为2(其其绝对值为绝对值为2)，氧原子，氧原子12最外最外层电层电子数子数为为6，二者之和，二者之和为为8，则则氧原子也氧原子也满满足最外足最外层层8电电子子稳稳定定结结构，故构，故CO2分子中所有原子都分子中所有原子都满满足最外足最外层层8电电子子结结构。再如构。再如BF3分子中，硼元素化合价分子中，硼元素化合价为为3，硼原子最，硼原子最外外层电层电子数子数为为3，二者之和，二者之和为为6，故硼原子不，故硼原子不满满足最外足最外层层8电电子子稳稳定定结结构。构。下列分子下列分子结结构中，原子的最外构中，原子的最外层电层电子都能子都能满满足足8电电子子稳稳定定

25、结结构的是构的是 ()。AXeF2 BCO2 CPCl5 DHClO解析解析在分子形成的在分子形成的过过程中，原子都有程中，原子都有趋趋向最外向最外电电子子层为层为8的的稳稳定定结结构构(稀有气体的稀有气体的结结构构)。稳稳定定结结构有构有8电电子子结结构和构和2电电子子结结构两种情况，但也存在能构两种情况，但也存在能稳稳定存在的其他定存在的其他结结构，如构，如对对于核于核电电荷数更大的原子，由于周荷数更大的原子，由于周围围空空间间更大，大于更大，大于8电电子子结结构。构。选项选项A中，氙原子已是中，氙原子已是8电电子子稳稳定定结结构，当它和氟构，当它和氟原子原子结结合合时时，最外，最外层电层

26、电子数必然超子数必然超过过8个；个；选项选项B中，碳、中，碳、氧分氧分别别差差4个个电电子和子和2个个电电子达到子达到稳稳定定结结构，碳原子分构，碳原子分别别和和两个氧原子形成碳氧双两个氧原子形成碳氧双键键，每个原子的最外，每个原子的最外层为层为【案例案例】8电电子子稳稳定定结结构；构；选项选项C中的磷原子，最外中的磷原子，最外层层有有5个个电电子，子，分分别别和和5个个氯氯原子原子结结合，形成合，形成5个共用个共用电电子子对对，磷原子最外，磷原子最外层层形成形成10电电子子结结构；构；选项选项D所指的次所指的次氯氯酸，酸，氢氢、氯氯、氧达、氧达到到稳稳定定结结构构还还差的差的电电子数分子数分别为别为1、1、2，所以三原子分，所以三原子分别别提供提供1个、个、1个、个、2个个电电子参与形成共用子参与形成共用电电子子对对，氯氯、氧、氧原子达到原子达到8电电子子稳稳定定结结构，而构，而氢氢原子原子仅仅能达到能达到2电电子的子的稳稳定定结结构。本构。本题题的正确的正确选项选项只能是只能是B。答案答案B同学们来学校和回家的路上要注意安全同学们来学校和回家的路上要注意安全