人教版高中化学选择性必修2第2章第1节第2课时键参数——键能、键长与键角课件(22张)

(共22张PPT)
键参数——键能、键长与键角
第2课时
第二章 分子结构与性质
第一节 共价键
学习目标
LEARNING GOALS
1.知道共价键的键能、键长和键角可以用来描述键的强弱和分子的空间结构。　
2.能根据共价键的结构特点说明简单分子的某些性质。
键能
01
键能
新知构建
【思考】如何比较 HCl、HBr 和 HI 的稳定性？
元素的非金属性、电负性
单质的氧化性、
氢化物稳定性、
最高价氧化物对应水化物的酸性增强
键能
新知构建
【思考】如何比较 HCl、HBr 和 HI 的稳定性？
键能
新知构建
概念：气态分子中 化学键解离成气态原子所 的能量。键能通常是298.15 K、101 kPa条件下的标准值，单位是 。
1mol
吸收
kJ·mol-1
意义：共价键的键能越大，共价键就越不容易断裂，成键原子间的结合就越牢固。结构相似的分子，键能越大，分子越稳定。
键 键能（kJ·mol-1）
H-F 568.0
H-Cl 431.8
H-Br 366.0
H-I 298.7
稳定性
HCl＞HBr ＞ HI
键能
新知构建
共价键
键能（kJ·mol-1）
H-CH3 → · CH3 ＋H· 439.3
H-CH2 → CH2 ＋H· 442.0
H-CH → CH ＋H· 442.0
H-C → C· ＋ H· 338.6
·
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断开CH4中的4个C-H ，所需能量并不相等，因此，CH4中C-H键的键能是平均值。
【数据分析】
试计算C-H 键键能平均值。
通常是298.15 K(25 ℃)、101 kPa条件下的标准值，可通过实验测定，更多的是推算获得的，键能数据是平均值。
键能
新知构建
键能
新知构建
【交流研讨】　碳和硅的有关化学键键能如表所示，简要分析和解释下列有关事实：
化学键 C—C C—H C—O Si—Si Si—H Si—O
键能/(kJ·mol-1) 347 413 358 226 323 368
(1)通常条件下，CH4和SiH4的稳定性谁强谁弱？
(2)硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是什么？
(3)SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是什么？
键能大的分子更稳定，CH4比SiH4稳定
烷烃分子中键能都大，比较稳定，硅烷中键的键能较低，易断裂，长链硅烷难生成
C—H键比C—O键稳定，而Si—O键比Si—H键稳定，从而倾向于形成Si—O键
键能
总结归纳
键能
应用评价
×
√
×
√
有些金属元素原子和非金属元素原子如铝与氯原子之间也能形成共价键
形成过程不同，但是成键后键能相同
反应中不仅有短键消耗能量，还有成键释放能量
×
化学反应为旧键断裂新键形成过程，共价键越牢固，越难反应，分子越稳定
键长和键角
02
键长和键角
新知构建
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。
原子存在振动现象，测量键长过程中需要注意什么？
键长
构成化学键的两个原子的核间距
pm（1 pm＝10-12 m）
单位：
【资料卡片】键长数值可以通过晶体的X射线衍射实验获得。
键长和键角
新知构建
键长
构成化学键的两个原子的核间距
原子半径决定共价键的键长，原子半径越小，共价键的键长越短。
卤素 原子半径/pm 键 键长/pm 键 键长/pm 键 键长/pm
F 71 F—F 141 H—F 92 C—C 154
Cl 99 Cl—Cl 198 H—Cl 127 C==C 133
Br 114 Br—Br 228 H—Br 142 C≡C 120
I 133 I—I 267 H—I 161
键长和键角
新知构建
键长
构成化学键的两个原子的核间距
【思考】F-F键长最短，键能却不是最
大，为什么？
键长与共价键的稳定性的关系：
共价键的键长越短，往往键能越大，表明共价键越稳定。
F-F键长最短，原子核间距小，斥力增大，使键能变小。
【思考】成键原子相同的共价键的键长、键能与共价键数目的关系
单键＞双键＞三键
键长和键角
新知构建
键角
在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角
105°
H2O
V形（角形）
107°
NH3
三角锥形
180°
CO2
直线形
【资料卡片】
键角的数值可通过晶体的X射线衍射实验
获得
键长和键角
新知构建
键角
在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角
【温故知新】在多原子分子中，键角是一定的，键角与形成分子的共价键有何联系？
(2)分子的许多性质都与键角有关。
(1)描述分子空间结构，体现共价键的方向性，键长和键角决定分子的空间结构。
【思考】键角有何应用？
109°28′
60°
不同，
白磷分子的键角是指P—P之间的夹角；
甲烷分子的键角是指C—H的夹角。
【思考】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？
键长和键角
新知构建
键角
在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角
【温故知新】在多原子分子中，键角是一定的，键角与形成分子的共价键有何联系？
【思考】键角有何应用？
分子的空间结构 键角 实例
正四面体形 CH4、CCl4
平面形 苯、乙烯、BF3等
三角锥形 NH3
V形(角形) H2O
直线形 CO2、CS2、CH≡CH
180°
105°
107°
120°
109°28′
键长和键角
应用评价
正误判断：
(1)在分子中，两个成键原子间的距离叫做键长。( )
(2) N—O键的键长比C—O键的键长长。 ( )
(3)键长：I—I>Br—Br>Cl—Cl。 ( )
(4)分子中的键角：H2O>CO2。 ( )
×
×
√
×
键长是指两个成键原子的核间距
同族元素，核电荷数越大，电子层数越多，原子半径越大，键长越长
N原子半径比O原子半径小，N—O键的键长比C—O键的键长短
H2O分子中键角是105°，CO2分子中键角是180°
课时小结
键能
键长
共价键的
稳定性
键角
分子的
空间结构
决定分子的性质
共价键
键参数
决定
决定
共价键强弱的判断
(1)由原子半径和共用电子对数判断:
(2)由键能、键长判断:
(3)由电负性判断:
成键原子半径越小,共用电子对数越多,则共价键越强,含有该共价键的分子越稳定。
共价键的键能越大,共价键的键长越短,共价键越牢固,破坏共价键消耗的能量越多。
元素的电负性越大, 对共用电子对(键合电子)的吸引力越大,形成的共价键越强。
随堂演练
1.下列事实不能用键能的大小来解释的是(　　)
A．N元素的电负性较大，但N2的化学性质很稳定
B．稀有气体一般难发生化学反应
C．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性逐渐减弱
D．F2比O2更容易与H2反应
B
√
√
×
√
稀有气体都为单原子分子，分子内部没有化学键
从F到I原子半径逐渐增大，HX中化学键键长逐渐变长，键能逐渐变小
由于H—F键的键能大于H—O键的键能，所以二者相比较，更容易生成HF
N2分子中存在三键，键能很大，破坏共价键需要很大的能量
随堂演练
2.下列说法正确的是(　　)
A．键角越大，该分子越稳定
B．共价键的键能越大，共价键越牢固，含有该键的分子越稳定
C．CH4、CCl4中键长相等，键角不同
D．C===C键的键能是C—C键的2倍
B
×
×
√
×
键能决定分子的稳定性，键能越大越牢固，分子越稳定
CH4、CCl4中C—H键长小于C—Cl键长，键角均为109.5°
C===C键由σ键和π键组成，C—C键为σ键，故C===C键的键能小于C—C键的2倍
键角是决定分子空间结构的参数，键能决定分子的稳定性