化学人教版（2019）选择性必修2 2.1共价键（共46张ppt）
文档属性
| 名称 | 化学人教版（2019）选择性必修2 2.1共价键（共46张ppt） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 9.0MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-09-14 08:33:18 | ||
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文档简介
(共46张PPT)
第二章 分子结构与性质
第一节 共价键
本课件版权归四川嘉祥教育集团所有，未经授权，禁止传播
一、
化学键
使离子相结合或原子相结合的强烈相互作用通称为化学键。
定义
只存在于相邻的原子或离子之间，分子间不存在化学键。
存在范围
化学键的类型
离子键：阴阳离子间的强烈静电作用
共价键：
相邻原子之间通过共用电子对形成的强烈作用力
金属键：
金属阳离子与自由电子之间的强烈静电作用
战
形成过程
原子
原子
离子
化合物
单质或化合物
得失电子
静电作用
共用电子
【思考】
HCl为何只有一对共用电子对？H2、O2、N2也是有一对吗？
电负性的差值
1.7
形成条件
非极性键
极性键
离子键
0
请用电子式表示H2、HCl、Cl2分子的形成过程。
H +
Cl
·
·
·
·
·
·
·
·
Cl
·
·
·
·
·
·
·
H
·
共用电子对－－共价键
现代价键理论的基本要点：
a.电子配对原理 ：
两原子各自提供1个自旋方向相反的电子彼此配对
b.最大重叠原理：
两个原子轨道重叠部分越大，两核间电子的概率密度越大，形成的共价键越牢固，分子越稳定。
按照共价键的共用电子对理论，一个原子有几个未成对电子，便可和几个自旋方向相反的电子配对成键－－电子配对理论。这也说明共价键具有“饱和性”。H 原子、Cl原子都只有一个未成对电子，因而只能形成H2、HCl、Cl2分子，不能形成H3、H2Cl、Cl3分子。
1、共价键的饱和性：决定分子的组成
思考：为什么不可能有H3、H2Cl、Cl3分子的形成？
如：1个O原子与2个H原子形成2个共用电子对，形成简单化合物为H2O；
1个N原子与3个H原子形成3个共用电子对，形成简单化合物为NH3。
二、共价键的特征
2、共价键的方向性--- 最大重叠原理 决定分子的立体构型
形成共价键时，两个原子轨道重叠部分越大，两核间电子的概率密度越大，形成的共价键越牢固，分子越稳定。要使两个原子轨道重叠部分最大，原子轨道必须按一定的方向进行重叠，这就是共价键的方向性。
注意：重叠也不能无限制的重叠，因核与核之间、电子与电子之间还存在排斥力。
2、按共用电子对的数目：
三、共价键的类型：
1、按共用电子对是否发生偏移：
极性共价键
非极性共价键
单键
双键
三键
3、按原子轨道的重叠方式：
战
σ键
成键时，原子轨道以“头碰头”的方式重叠形成的共价键。
s- s σ键，如：H-H：H原子 1s 有未成对电子
类型
阅读书P34-35
战
σ键
成键时，原子轨道以“头碰头”的方式重叠形成的共价键。
s- p σ键，如：H-Cl：H原子1s与Cl原子3p有未成对电子
类型
战
σ键
成键时，原子轨道以“头碰头”的方式重叠形成的共价键。
p- p σ键，如：Cl-Cl：两个Cl的3p轨道
类型
战
①轴对称，可绕轴旋转
②重叠程度大，键的强度大，不易断裂
特征
原子轨道除了以“头碰头”的方式重叠以外，还有没有可能以其他的方式重叠成键？
【思考】
常见的σ键有s-s σ键、s-p σ键、p-p σ键，其中s-s σ键无方向性
（1）σ键：
3、按原子轨道的重叠方式：
通过视频了解π键，总结π键的形成条件和特征
战
π键
由两个原子的p轨道“______________”重叠形成
肩并肩
①每个π键的电子云由两块组成,它们互为镜像,这种特征称为镜面对称;
②不可旋转。
③强度小
原子重叠的部分分别位于两原子核构成平面的两侧。
特征
类型
常见的有 p-p π键
注意:两个s轨道不能成π键，形成π键的电子称为π电子
3、按原子轨道的重叠方式：
请思考：N2结构式如何书写？N原子是哪个能级的电子参与形成共价键？两个氮原子形成共价键时能形成几个σ键？
分析N2 中 p-pσ键和 p-pπ键的形成过程
pz－pzπ键
σ
πy
N
N
πz
πz
πy
科学探究
1.N2分子形成
z
z
y
y
x
x
z
z
x
py－pyπ键
px－px σ键
σ键 π键
成键方向
电子云特征
牢固程度
成键判断 规律
项目
键型
σ键与π键的对比
沿轴方向“头碰头”
平行或“肩并肩”
轴对称
镜像对称
σ键强度大,
不容易断裂
π键强度较小,
容易断裂
共价单键是σ键,共价双键中一个是σ键,另一个是π键,共价三键中一个是σ键,另两个为π键
[注意]双键和三键中π键容易断裂，是化学反应的积极参与者。
典例、判断下列分子中，只含σ键的是 ，既含σ键又含有π键的是 。（填序号）
⑴ H2 ⑵ HCl ⑶ NH3 ⑷ H2O ⑸ CO2
⑹ N2 ⑺ C2H4 ⑻ C2H2 ⑼ F2 ⑽ CH3CH3 ⑾ H2O2
只含σ键的是：(1) (2) (3) (4) (9) (10) (11)
既含σ键又含π键的是：(5) (6) (7) (8)
典例：2017全国Ⅱ卷 35
5
书P36练习
四、共价键的键参数—键能、键长和键角
气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量。
③键能越大，化学键越稳定
（1）注意：①键能的单位是kJ·mol-1
②形成化学键通常放出热量，键能通常取正值。
1、键能：
或破坏1mol化学键形成气态基态原子所需的最低能量。
学生活动：看书Ｐ３7页表2-1某些共价键的键能
书P37-38
键 键能 键 键能
H－H 436.0 N≡N 946
F－F 157 N－O 176
Cl－Cl 242.7 N＝O 607
Br－Br 193.7 O－O 142
I－I 152.7 O＝O 497.3
C－C 347.7 C－H 413.4
C=C 615 N－H 390.8
C≡C 812 O－H 462.8
C－O 351 H－F 568
C＝O 745 H－Cl 431.8
N－N 193 H－Br 366
N＝N 418 H－I 298.7
思考讨论
1、对于同种元素形成的单键、双键、三键的键能有何差异？
2、双键键能不等于单键键能的两倍，说明了什么？
同种元素:单键<双键<三键(键能)
σ键 和 π键 键能不相等：
C与C之间：σ键＞ π键
N与N之间：σ键< π键
（2）应用
①判断共价键的稳定性
原子间形成共价键时，原子轨道重叠程度_____，释放能量_____，所形成的共价键键能越大，共价键越_____。
②判断分子的稳定性
一般来说，结构相似的分子，共价键的键能越大，分子越_____。
③利用键能计算反应热
ΔH＝反应物总键能－生成物总键能
越大
越多
稳定
稳定
【典例1】由下表的数据判断，下列分子的稳定性：
（1）Cl2， Br2， I2 （2）NH3 ， H2O
键 键能 键 键能
Cl-Cl 242.7 N＝O 607
Br-Br 193.7 O－O 142
I-I 152.7 O＝O 497.3
O－H 462.8 N－H 390.8
【典例2】聚四氟乙烯的化学稳定性强于聚乙烯，原因：
C-F键键能大于C-H键能
【思考与讨论1】P38
典例2、根据表2-1数据，计算1 molH2分别跟1 molCl2、1 mol Br2（蒸气）反应，分别生成2molHCl和2molHBr分子，哪个反应放出的能量多？如何用计算结果说明氯化氢和溴化氢哪个更容易发生热分解生成相应的单质？
H2 ＋Cl2＝2HCl
ΔH＝436.0kJ·mol-1＋242.7kJ·mol-1－2×431.8kJ·mol-1＝－184.9kJ·mol-1
H2＋Br2＝2HBr
ΔH＝436.0kJ·mol-1＋193.7kJ·mol-1－2×366kJ·mol-1＝－102.7kJ ·mol-1
生成HCl放出的热量高于生成HBr放出的热量，HCl的键能更大，HCl更稳定，HBr更容易发生热分解
原理： H = 反应物键能总和 - 生成物键能总和
2
键长
键长
衡量共价键强弱的另一重要参数
构成化学键的两个原子的核间距。（不过，分子中的原子始终处于不断振动之中，键长只是振动着的原子处于平衡位置时的核间距。）
pm（1 pm＝10-12 m）
单位
同类型化学键：原子半径越大，键长越长
02
键长
思考讨论
1、对比，卤素单质、卤素氢化物键能和键长，你能发现什么规律？
相同类型的化学键：原子半径越大，键长越长，键能越小（F2除外）
02
键长
思考讨论
2、对比碳碳键 键能和键长，你能发现什么规律？
相同原子形成的化学键：键长：三键>双键>单键，键长越长，键能越小
战
总结
键能和键长的关系
1、都是是衡量共价键强弱的重要参数
2、同种类型的键，成键原子半径越小，键长越短，键能 越大，化学键越稳定，越不容易分解。
3、相同的成键原子：单键键长 > 双键键长 >三键键长，但是键能大的不一定稳定（不会完全断裂）
键长:书P38
思考讨论
(2)N2、O2、F2与H2的反应能力依次增强,从键能的角度应如何理解这一化学事实
N2、O2、F2与H2的反应能力依次增强,其原因是N≡N键、O=O键、F—F键的键能依次为946 kJ·mol-1、497.3 kJ·mol-1、157 kJ·mol-1,键能越来越小,共价键越来越容易断裂。而N-H、O-H、F-H键的键能依次为390.8kJ·mol-1、462.8kJ·mol-1、568kJ·mol-1键能越来越大，共价键越来越容易生成。
02
键长
思考讨论
（3）如何理解常温下N2化学性质稳定，而乙炔和乙烯化学性质活泼？
键能数据表明，N≡N的键能大于N—N的键能的三倍，N=N的键能大于N—N的键能的两倍；而C≡C的键能却小于C—C的键能的三倍，C=C的键能小于C—C的键能的两倍，说明乙烯和乙炔中的π键不牢固，易发生加成反应，而N2分子中N≡N非常牢固，所以氮分子不易发生加成反应。
典例3:
由下表的数据判断,下列分子的稳定性
A.H2 , Cl2 B.HCl, HBr ,HI
键 键能 键长 键 键能 键长
H-H 436 74 H－F 565.0 92
Cl-Cl 242.7 198 H-Cl 428.0 128
H-Br 362.0 141 H-I 295.0 161
3
键角
键角
在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角。
105℃
键角是描述分子空间结构的重要参数，多原子分子的键角一定，表明共价键具有方向性
意义
键长和键角的数值可通过晶体的X射线衍射实验获得。
测定
H2O 105°
NH3 107°
CO2 180°
CH4 109°28’
试根据立体结构填写下列分子的键角
分子立体结构 键角 实例
正四面体形 __________ CH4、CCl4
平面形 ______ 苯、乙烯、BF3等
三角锥形 107° NH3
V形(角形) 105° H2O
直线形 ______ CO2、CS2、CH≡CH
109°28′
120°
180°
03
键角
1.如图白磷和甲烷均为正四面体结构：它们的键角是否相同，为什么？
思考讨论
不同，白磷分子的键角是指P—P之间的夹角，为60°；而甲烷分子的键角是指C—H的夹角，为109°28′。
03
键角
2、实验测得H2S为共价化合物，H—S—H的夹角为92.3°，键长相同，则H2S的空间结构是什么？
思考讨论
H2S分子是V形结构
03
键角
【总结】
注意： 由分子构成的物质，其熔、沸点与共价键的键能和键长无关，而分子的稳定性由键长和键能大小决定。
分子
熔点/℃
水中溶解度
(室温)
分子解离能
kJ/mol
分子的价电子总数
CO
-205.05
2.3 mL
10
N2
沸点/℃
-210.00
-190.49
-195.81
1.6 mL
1075
946
10
从表中可以看出，CO分子与N2分子在许多性质上十分相似，这些相似性，可以归结为它们具有相等的价电子数，导致它们具有相似的化学结构。
五、等电子原理
2、等电子体：
原子总数、价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征，它们的许多性质（特别是物理性质）是相近的。
原子总数相同、价电子总数相同的分子或离子。
1、等电子原理：
3、等电子体的运用：
预测分子空间的构型和性质
4、判断方法—就近原则和同主族法
[要点]
(1)同周期中 C+O = N2 O = Nˉ= C 2-
(2)同主族中最外层电子数相等， SO2 = O + O2
典例1
化学家常用“等电子体”来预测不同物质的结构并推断不同物质的性质，如CH4和 有相同的电子及立体结构。依此原理在下表空格中填出相应的化学式。
CH4
N2
C2H6
CO2
N2O4
CO
典例2：（1）仅由第二周期元素组成的共价分子中，互为等电子体的是： 。
（2）由短周期元素组成的物质中，与NO2-互为等电子体的分子有______、______。
N2O与CO2
N2与CO
O3
SO2
典例3：根据等电子原理，下列分子或离子与SO42-有相似结构的是( )
A．PCl5 B．CCl4
C．NF3 D．N2
B
（3）（2020全国Ⅲ卷 35）与NH3BH3原子总数相等的等电子体是_________
C2H6
典例4：已知原子总数相同、价电子总数相等的微粒称为等电子体，等电子体的结构相似。据此回答下列问题：
(1)SCN－、 的价电子总数都是16，因此它们的结构与第二周期中的两种元素组成的____________分子的结构相似
(2) 等微粒具有相同的通式AX3，且价电子总数都是_____，因此它们的结构与由第ⅥA族的两种元素组成的_____分子的结构相似
CO2(或N2O)
24
SO3
典例5：CO2和N2O是等电子体，请写出过量Mg在N2O中燃烧的方程式。
Mg+N2O===N2+MgO
点燃
3Mg+N2===Mg3N2
点燃
4Mg+N2O===Mg3N2+MgO
点燃
第二章 分子结构与性质
第一节 共价键
本课件版权归四川嘉祥教育集团所有，未经授权，禁止传播
一、
化学键
使离子相结合或原子相结合的强烈相互作用通称为化学键。
定义
只存在于相邻的原子或离子之间，分子间不存在化学键。
存在范围
化学键的类型
离子键：阴阳离子间的强烈静电作用
共价键：
相邻原子之间通过共用电子对形成的强烈作用力
金属键：
金属阳离子与自由电子之间的强烈静电作用
战
形成过程
原子
原子
离子
化合物
单质或化合物
得失电子
静电作用
共用电子
【思考】
HCl为何只有一对共用电子对？H2、O2、N2也是有一对吗？
电负性的差值
1.7
形成条件
非极性键
极性键
离子键
0
请用电子式表示H2、HCl、Cl2分子的形成过程。
H +
Cl
·
·
·
·
·
·
·
·
Cl
·
·
·
·
·
·
·
H
·
共用电子对－－共价键
现代价键理论的基本要点：
a.电子配对原理 ：
两原子各自提供1个自旋方向相反的电子彼此配对
b.最大重叠原理：
两个原子轨道重叠部分越大，两核间电子的概率密度越大，形成的共价键越牢固，分子越稳定。
按照共价键的共用电子对理论，一个原子有几个未成对电子，便可和几个自旋方向相反的电子配对成键－－电子配对理论。这也说明共价键具有“饱和性”。H 原子、Cl原子都只有一个未成对电子，因而只能形成H2、HCl、Cl2分子，不能形成H3、H2Cl、Cl3分子。
1、共价键的饱和性：决定分子的组成
思考：为什么不可能有H3、H2Cl、Cl3分子的形成？
如：1个O原子与2个H原子形成2个共用电子对，形成简单化合物为H2O；
1个N原子与3个H原子形成3个共用电子对，形成简单化合物为NH3。
二、共价键的特征
2、共价键的方向性--- 最大重叠原理 决定分子的立体构型
形成共价键时，两个原子轨道重叠部分越大，两核间电子的概率密度越大，形成的共价键越牢固，分子越稳定。要使两个原子轨道重叠部分最大，原子轨道必须按一定的方向进行重叠，这就是共价键的方向性。
注意：重叠也不能无限制的重叠，因核与核之间、电子与电子之间还存在排斥力。
2、按共用电子对的数目：
三、共价键的类型：
1、按共用电子对是否发生偏移：
极性共价键
非极性共价键
单键
双键
三键
3、按原子轨道的重叠方式：
战
σ键
成键时，原子轨道以“头碰头”的方式重叠形成的共价键。
s- s σ键，如：H-H：H原子 1s 有未成对电子
类型
阅读书P34-35
战
σ键
成键时，原子轨道以“头碰头”的方式重叠形成的共价键。
s- p σ键，如：H-Cl：H原子1s与Cl原子3p有未成对电子
类型
战
σ键
成键时，原子轨道以“头碰头”的方式重叠形成的共价键。
p- p σ键，如：Cl-Cl：两个Cl的3p轨道
类型
战
①轴对称，可绕轴旋转
②重叠程度大，键的强度大，不易断裂
特征
原子轨道除了以“头碰头”的方式重叠以外，还有没有可能以其他的方式重叠成键？
【思考】
常见的σ键有s-s σ键、s-p σ键、p-p σ键，其中s-s σ键无方向性
（1）σ键：
3、按原子轨道的重叠方式：
通过视频了解π键，总结π键的形成条件和特征
战
π键
由两个原子的p轨道“______________”重叠形成
肩并肩
①每个π键的电子云由两块组成,它们互为镜像,这种特征称为镜面对称;
②不可旋转。
③强度小
原子重叠的部分分别位于两原子核构成平面的两侧。
特征
类型
常见的有 p-p π键
注意:两个s轨道不能成π键，形成π键的电子称为π电子
3、按原子轨道的重叠方式：
请思考：N2结构式如何书写？N原子是哪个能级的电子参与形成共价键？两个氮原子形成共价键时能形成几个σ键？
分析N2 中 p-pσ键和 p-pπ键的形成过程
pz－pzπ键
σ
πy
N
N
πz
πz
πy
科学探究
1.N2分子形成
z
z
y
y
x
x
z
z
x
py－pyπ键
px－px σ键
σ键 π键
成键方向
电子云特征
牢固程度
成键判断 规律
项目
键型
σ键与π键的对比
沿轴方向“头碰头”
平行或“肩并肩”
轴对称
镜像对称
σ键强度大,
不容易断裂
π键强度较小,
容易断裂
共价单键是σ键,共价双键中一个是σ键,另一个是π键,共价三键中一个是σ键,另两个为π键
[注意]双键和三键中π键容易断裂，是化学反应的积极参与者。
典例、判断下列分子中，只含σ键的是 ，既含σ键又含有π键的是 。（填序号）
⑴ H2 ⑵ HCl ⑶ NH3 ⑷ H2O ⑸ CO2
⑹ N2 ⑺ C2H4 ⑻ C2H2 ⑼ F2 ⑽ CH3CH3 ⑾ H2O2
只含σ键的是：(1) (2) (3) (4) (9) (10) (11)
既含σ键又含π键的是：(5) (6) (7) (8)
典例：2017全国Ⅱ卷 35
5
书P36练习
四、共价键的键参数—键能、键长和键角
气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量。
③键能越大，化学键越稳定
（1）注意：①键能的单位是kJ·mol-1
②形成化学键通常放出热量，键能通常取正值。
1、键能：
或破坏1mol化学键形成气态基态原子所需的最低能量。
学生活动：看书Ｐ３7页表2-1某些共价键的键能
书P37-38
键 键能 键 键能
H－H 436.0 N≡N 946
F－F 157 N－O 176
Cl－Cl 242.7 N＝O 607
Br－Br 193.7 O－O 142
I－I 152.7 O＝O 497.3
C－C 347.7 C－H 413.4
C=C 615 N－H 390.8
C≡C 812 O－H 462.8
C－O 351 H－F 568
C＝O 745 H－Cl 431.8
N－N 193 H－Br 366
N＝N 418 H－I 298.7
思考讨论
1、对于同种元素形成的单键、双键、三键的键能有何差异？
2、双键键能不等于单键键能的两倍，说明了什么？
同种元素:单键<双键<三键(键能)
σ键 和 π键 键能不相等：
C与C之间：σ键＞ π键
N与N之间：σ键< π键
（2）应用
①判断共价键的稳定性
原子间形成共价键时，原子轨道重叠程度_____，释放能量_____，所形成的共价键键能越大，共价键越_____。
②判断分子的稳定性
一般来说，结构相似的分子，共价键的键能越大，分子越_____。
③利用键能计算反应热
ΔH＝反应物总键能－生成物总键能
越大
越多
稳定
稳定
【典例1】由下表的数据判断，下列分子的稳定性：
（1）Cl2， Br2， I2 （2）NH3 ， H2O
键 键能 键 键能
Cl-Cl 242.7 N＝O 607
Br-Br 193.7 O－O 142
I-I 152.7 O＝O 497.3
O－H 462.8 N－H 390.8
【典例2】聚四氟乙烯的化学稳定性强于聚乙烯，原因：
C-F键键能大于C-H键能
【思考与讨论1】P38
典例2、根据表2-1数据，计算1 molH2分别跟1 molCl2、1 mol Br2（蒸气）反应，分别生成2molHCl和2molHBr分子，哪个反应放出的能量多？如何用计算结果说明氯化氢和溴化氢哪个更容易发生热分解生成相应的单质？
H2 ＋Cl2＝2HCl
ΔH＝436.0kJ·mol-1＋242.7kJ·mol-1－2×431.8kJ·mol-1＝－184.9kJ·mol-1
H2＋Br2＝2HBr
ΔH＝436.0kJ·mol-1＋193.7kJ·mol-1－2×366kJ·mol-1＝－102.7kJ ·mol-1
生成HCl放出的热量高于生成HBr放出的热量，HCl的键能更大，HCl更稳定，HBr更容易发生热分解
原理： H = 反应物键能总和 - 生成物键能总和
2
键长
键长
衡量共价键强弱的另一重要参数
构成化学键的两个原子的核间距。（不过，分子中的原子始终处于不断振动之中，键长只是振动着的原子处于平衡位置时的核间距。）
pm（1 pm＝10-12 m）
单位
同类型化学键：原子半径越大，键长越长
02
键长
思考讨论
1、对比，卤素单质、卤素氢化物键能和键长，你能发现什么规律？
相同类型的化学键：原子半径越大，键长越长，键能越小（F2除外）
02
键长
思考讨论
2、对比碳碳键 键能和键长，你能发现什么规律？
相同原子形成的化学键：键长：三键>双键>单键，键长越长，键能越小
战
总结
键能和键长的关系
1、都是是衡量共价键强弱的重要参数
2、同种类型的键，成键原子半径越小，键长越短，键能 越大，化学键越稳定，越不容易分解。
3、相同的成键原子：单键键长 > 双键键长 >三键键长，但是键能大的不一定稳定（不会完全断裂）
键长:书P38
思考讨论
(2)N2、O2、F2与H2的反应能力依次增强,从键能的角度应如何理解这一化学事实
N2、O2、F2与H2的反应能力依次增强,其原因是N≡N键、O=O键、F—F键的键能依次为946 kJ·mol-1、497.3 kJ·mol-1、157 kJ·mol-1,键能越来越小,共价键越来越容易断裂。而N-H、O-H、F-H键的键能依次为390.8kJ·mol-1、462.8kJ·mol-1、568kJ·mol-1键能越来越大，共价键越来越容易生成。
02
键长
思考讨论
（3）如何理解常温下N2化学性质稳定，而乙炔和乙烯化学性质活泼？
键能数据表明，N≡N的键能大于N—N的键能的三倍，N=N的键能大于N—N的键能的两倍；而C≡C的键能却小于C—C的键能的三倍，C=C的键能小于C—C的键能的两倍，说明乙烯和乙炔中的π键不牢固，易发生加成反应，而N2分子中N≡N非常牢固，所以氮分子不易发生加成反应。
典例3:
由下表的数据判断,下列分子的稳定性
A.H2 , Cl2 B.HCl, HBr ,HI
键 键能 键长 键 键能 键长
H-H 436 74 H－F 565.0 92
Cl-Cl 242.7 198 H-Cl 428.0 128
H-Br 362.0 141 H-I 295.0 161
3
键角
键角
在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角。
105℃
键角是描述分子空间结构的重要参数，多原子分子的键角一定，表明共价键具有方向性
意义
键长和键角的数值可通过晶体的X射线衍射实验获得。
测定
H2O 105°
NH3 107°
CO2 180°
CH4 109°28’
试根据立体结构填写下列分子的键角
分子立体结构 键角 实例
正四面体形 __________ CH4、CCl4
平面形 ______ 苯、乙烯、BF3等
三角锥形 107° NH3
V形(角形) 105° H2O
直线形 ______ CO2、CS2、CH≡CH
109°28′
120°
180°
03
键角
1.如图白磷和甲烷均为正四面体结构：它们的键角是否相同，为什么？
思考讨论
不同，白磷分子的键角是指P—P之间的夹角，为60°；而甲烷分子的键角是指C—H的夹角，为109°28′。
03
键角
2、实验测得H2S为共价化合物，H—S—H的夹角为92.3°，键长相同，则H2S的空间结构是什么？
思考讨论
H2S分子是V形结构
03
键角
【总结】
注意： 由分子构成的物质，其熔、沸点与共价键的键能和键长无关，而分子的稳定性由键长和键能大小决定。
分子
熔点/℃
水中溶解度
(室温)
分子解离能
kJ/mol
分子的价电子总数
CO
-205.05
2.3 mL
10
N2
沸点/℃
-210.00
-190.49
-195.81
1.6 mL
1075
946
10
从表中可以看出，CO分子与N2分子在许多性质上十分相似，这些相似性，可以归结为它们具有相等的价电子数，导致它们具有相似的化学结构。
五、等电子原理
2、等电子体：
原子总数、价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征，它们的许多性质（特别是物理性质）是相近的。
原子总数相同、价电子总数相同的分子或离子。
1、等电子原理：
3、等电子体的运用：
预测分子空间的构型和性质
4、判断方法—就近原则和同主族法
[要点]
(1)同周期中 C+O = N2 O = Nˉ= C 2-
(2)同主族中最外层电子数相等， SO2 = O + O2
典例1
化学家常用“等电子体”来预测不同物质的结构并推断不同物质的性质，如CH4和 有相同的电子及立体结构。依此原理在下表空格中填出相应的化学式。
CH4
N2
C2H6
CO2
N2O4
CO
典例2：（1）仅由第二周期元素组成的共价分子中，互为等电子体的是： 。
（2）由短周期元素组成的物质中，与NO2-互为等电子体的分子有______、______。
N2O与CO2
N2与CO
O3
SO2
典例3：根据等电子原理，下列分子或离子与SO42-有相似结构的是( )
A．PCl5 B．CCl4
C．NF3 D．N2
B
（3）（2020全国Ⅲ卷 35）与NH3BH3原子总数相等的等电子体是_________
C2H6
典例4：已知原子总数相同、价电子总数相等的微粒称为等电子体，等电子体的结构相似。据此回答下列问题：
(1)SCN－、 的价电子总数都是16，因此它们的结构与第二周期中的两种元素组成的____________分子的结构相似
(2) 等微粒具有相同的通式AX3，且价电子总数都是_____，因此它们的结构与由第ⅥA族的两种元素组成的_____分子的结构相似
CO2(或N2O)
24
SO3
典例5：CO2和N2O是等电子体，请写出过量Mg在N2O中燃烧的方程式。
Mg+N2O===N2+MgO
点燃
3Mg+N2===Mg3N2
点燃
4Mg+N2O===Mg3N2+MgO
点燃