2.1共价键2课件(共18张PPT)2022-2023学年高二化学人教版（2019）选择性必修2

(共18张PPT)
1.1 共价键
第二章《分子结构与性质》
键能——衡量共价键的强弱
概念：气态分子中1mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。
单位：kJ mol-1
条件：键能可以通过实验测定，通常是298.15K、100kPa条件下的标准值
平均值
一、键能
键参数——键能
认识新知
共价键
键能（kJ/mol）
CH4 → ·CH3 ＋H· 439.3
·CH3 → :CH2＋H· 442
:CH2 → :CH ＋H· 442
·
:CH → ·C· ＋H· 338.6
·
·
·
键参数——键能
认识新知
C—H平均值：
439.3+442+442+338.6
4
= 415.5kJ/mol
断开CH4中的4个C—H，所需能量并不相等，因此， CH4中的4个C—H键能只是平均值。
某些共价键的键能（kJ·mol－1）
键 键能 键 键能
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
N≡N 946 H－H 436.0
该表中的C—H键能是更多分子中的C—H键能的平均值。
键参数——键能
认识新知
某些共价键的键能（kJ·mol－1）
键 键能 键 键能
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
思考1：碳碳单键、碳碳双键和碳碳三键之间键能关系？
σ键键能 ＞ π键键能
碳碳单键 ＜碳碳双键 ＜ 碳碳三键 （且不存在倍数关系）
键能大小判断：
σ键键能 ＜ π键键能
氮氮单键 ＜氮氮双键 ＜ 氮氮三键 （且不存在倍数关系）
解题规律：相同原子间的键能
①单键＜双键＜三键
②σ键 ＞ π键
键参数——键能
思考讨论
键 键能 键 键能
F－F 157 C－H 413.4
Cl－Cl 242.7 N－H 390.8
Br－Br 193.7 O－H 462.8
I－I 152.7 H－F 568
C－C 347.7 H－Cl 431.8
C=C 615 H－Br 366
C≡C 812 H－I 298.7
某些共价键的键能（kJ·mol－1）
Cl2 ＞Br2＞ I2
第二周期氢化物键能：
卤素单质键能：
卤素氢化物键能：
（F2键能反常低）
从左至右整体增大（C和N反常 ）
从上到下逐渐减小
解题规律
氢化物键能：
①同周期从左到右递增(C和N反常）
②同主族从上到下递减
键参数——键能
思考讨论
键能大小判断：
1.判断共价键的稳定性（键能越大，共价键越稳定）
如N≡N键能很大，N≡N键很稳定，难断裂，N2的性质不活泼。
2.判断分子的（热）稳定性（键能越大，分子越稳定）
一般来说，结构相似的分子中，共价键的键能越大，分子越稳定。
如分子的稳定性：HF＞HCl＞HBr＞HI。
键参数——键能
认识新知
键能大小应用：
3.估算化学反应的反应热
ΔH=反应物中化学键键能之和﹣生成物中化学键键能之和
键长：构成化学键的两个原子的核间距。
决定因素： 原子半径决定化学键的键长，原子半径越小，共价键的键长越短
键参数——键长
认识新知
二、键长
键 键能 键长 键 键能 键长
H－H 436 74 C≡C 812 120
F－F 157 141 C－H 413.4 109
Cl－Cl 242.7 198 N－H 390.8 101
Br－Br 193.7 228 O－H 462.8 96
I－I 152.7 267 N≡N 946 110
C－C 347.7 154 Si－Si 　 235
C=C 615 133 Si－O 　 162
请根据O－H键的键能和键长预测H－F键的键能和键长？
思考2：请在表中对圈出部分对比，根据键能大小，找出键长与键能的关系。
解题规律：
键长越短→键能越大→键越牢固→分子越稳定
键参数——键长
思考讨论
定性判断键长的方法
(1)根据原子半径进行判断。在其他条件相同时，成键原子的半径越小，键长越短。
(2)根据共用电子对数判断。就相同的两原子形成的共价键而言，当两个原子形成双键或者三键时，由于原子轨道的重叠程度增大，原子之间的核间距减小，键长变短，故单键键长＞双键键长＞三键键长。
键参数——键长
归纳总结
键角：在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角称为键角。
105°
180°
107.5°
109°28
H2O
CO2
NH3
CH4
键长和键角的数值可通过晶体的X射线衍射实验获得。
键参数——键角
认识新知
三、键角
多原子分子的键角一定，表明共价键具有方向性。键角可反映分子的空间结构，是描述分子空间结构的重要参数，分子的许多性质都与键角有关。
键参数——键能、键长与键角
归纳总结
稳定性
空间结构
共价键强弱的判断方法：
(1)由原子半径和共用电子对数判断：成键原子的原子半径越小，两原子间共用电子对数越多，则一般共价键越牢固，含有该共价键的分子越稳定。
(2)由键能判断：共价键的键能越大，共价键越牢固，破坏共价键消耗的能量越多。
键参数——键能、键长与键角
归纳总结
共价键强弱的判断方法：
(3)由键长判断：共价键的键长越小，共价键越牢固，破坏共价键消耗的能量越多。
(4)由电负性判断：元素的电负性越大，该元素的原子对共用电子对的吸引力越大，形成的共价键一般越稳定。
特别提醒
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。
键参数——键能、键长与键角
归纳总结
1.试利用P37表2-1中的数据进行计算，1mol H2分别跟1mol Cl2、1mol Br2(蒸气)反应，分别形成2molHCl和2molHBr，哪一个反应释放的能量更多？如何用计算的结果说明氯化氢分子和溴化氢分子哪个更容易发生热分解生成相应的单质？
提示　查表可知：对于反应H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　
ΔH＝436.0 kJ·mol－1＋242.7 kJ·mol－1－2×431.8 kJ·mol－1＝－184.9 kJ·mol－1。
对于反应H2(g)＋Br2(g) ===2HBr(g)　
ΔH＝436.0 kJ·mol－1＋193.7 kJ·mol－1－2×366 kJ·mol－1＝－102.3 kJ·mol－1。
由计算结果可知：生成2 mol HCl比生成2 mol HBr释放的能量多。
所以HCl比HBr更容易生成，更难分解，或者说HBr分子更容易发生热分解。
键参数——键能、键长与键角
思考讨论
2.N2、O2、F2与H2的反应能力依次增强，从键能的角度如何理解这一化学事实？(利用课本P37表2-1的相应数据分析)
提示　从表2-1的数据可知，N≡N、O＝O与F—F的键能依次增小， N—H、O—H与H—F的键能依次增大，所以N2、O2、F2与H2的反应能力依次增强。
键参数——键能、键长与键角
思考讨论
3.通过上述例子，你认为键长、键能对分子的化学性质有什么影响？
提示　一般来说，分子中的共价键的键长越小，键能越大，共价键越稳定。
键参数——键能、键长与键角
思考讨论
4.为什么F—F的键长比Cl—Cl的键长短，但键能却比Cl—Cl的键能小？
提示　氟原子的半径很小，因而F—F的键长比Cl—Cl的键长短，但也是由于F—F的键长短，两个氟原子在形成共价键时，原子核之间的距离就小，排斥力大，因此键能比Cl—Cl的键能小。
5.为什么CH4分子的空间结构是正四面体，而CH3Cl只是四面体而不是正四面体？
提示　C—H和C—Cl的键长不相等。
键参数——键能、键长与键角
思考讨论