第2課時 鍵參數(shù),鍵參數(shù)就是反映化學(xué)鍵(共價鍵)_及空間分布的物理量。 化學(xué)反應(yīng)中的能量變化與舊化學(xué)鍵的_和新化學(xué)鍵的 _密切相關(guān)。當(dāng)原子形成分子即形成化學(xué)鍵時_能量，分子分解成原子即斷裂化學(xué)鍵時_能量。 在_kPa，_條件下，斷開1 mol AB(g)分子中的化學(xué)鍵，使其分別生成_和_所_的能量稱為AB鍵的鍵能，常用EAB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(xué)鍵的強弱程度。鍵能愈大，斷開時需要的能量_，這個化學(xué)鍵就愈_；反之鍵能愈小，斷開時需要的能量就_，這個化學(xué)鍵就愈 _。 鍵長：兩個成鍵原子的_叫做該化學(xué)鍵的鍵長。 一般而言，化學(xué)鍵的鍵長愈_，鍵能愈_，化學(xué)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(xué)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(gòu)型,8,鍵角,空間構(gòu)型,CO2分子的電子式_，結(jié)構(gòu)式_，它的鍵角為_，分子為_形。水分子的結(jié)構(gòu)式 _，鍵角為_，分子為_形。氨分子中任意2個NH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,HOH,104.5°,V,107.3°,三角錐,鍵角,研究、學(xué)習(xí)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(xué)鍵時放出的能量越多，意味著這個化學(xué)鍵越穩(wěn)定，越不容易斷裂。如N2分子的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定就是由于NN鍵的鍵能大的緣故。又如HF、HCl、HBr、HI鍵的鍵能逐漸減小(依次為568 kJ·mol1、431.8 kJ·mol1、366 kJ·mol1、298.7 kJ·mol1)，HF、HCl、HBr、HI分子的穩(wěn)定性逐漸減弱。(要使N2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或HX分解，必須拆開N2和HX分子中的共價鍵，因此N2的化學(xué)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(zhì)。 注意：鍵長與原子半徑密切相關(guān)， 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FF、ClCl、BrBr、II鍵的鍵長逐漸變長，CH、NH、OH、FH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(gòu)型就確定了。如NH3分子鍵角是107.3°，NH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(xué)性質(zhì)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(xué)性質(zhì)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HF、HCl、HBr、HI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(yīng)熱的關(guān)系。 定性關(guān)系：化學(xué)反應(yīng)中發(fā)生舊化學(xué)鍵斷裂和新化學(xué)鍵形成，如果化學(xué)反應(yīng)中舊化學(xué)鍵斷裂所吸收的總能量大于新化學(xué)鍵形成所放出的總能量，則該化學(xué)反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；反之，該化學(xué)反應(yīng)為放熱反應(yīng)。 定量關(guān)系：能量變化反應(yīng)物鍵能總和生成物鍵能總和，即HE反應(yīng)物E生成物。,例如，EHH436 kJ·mol1，EClCl243 kJ·mol1， EHCl432 kJ·mol1，則對于反應(yīng)H2(g)Cl2(g)= 2HCl(g)，H(4362432×432) kJ·mol1185 kJ·mol1，即1 mol H2(g)和1 mol Cl2(g)反應(yīng)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(xué)鍵性質(zhì)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(xué)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AB鍵的鍵能。,1,(2)表示方法：EAB(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(xué)鍵的強弱程度。鍵能愈大，斷開時需要的能量愈多，這個化學(xué)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(xué)鍵就愈不牢固。 (4)可以判斷分子的相對穩(wěn)定性。 如：EHI297 kJ·mol1，而EHCl431 kJ·mol1，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(xué)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ClCl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HCl鍵的鍵長。 (2)特點：化學(xué)鍵的鍵長愈短，化學(xué)鍵愈強，鍵愈牢固。 (3)意義：鍵長是影響分子空間構(gòu)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，CC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CC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(xué)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(gòu)型。 例如：二氧化碳分子中兩個碳氧鍵(CO)間的夾角為180°，所以CO2分子是直線型；水分子中兩個氫氧鍵(HO)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(NH)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(zhì)中的化學(xué)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(zhì)本身具有的能量最低的是_。 AH2 BCl2 CBr2 DI2 (2)下列氫化物中，最穩(wěn)定的是_。 AHF BHCl CHBr DHI,【例1】,(3)X2H2=2HX(X代表F、Cl、Br、I，下同)的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)？_。相同條件下，X2分別與H2反應(yīng)，當(dāng)消耗等物質(zhì)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(zhì)的量的H2反應(yīng)，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(xué)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(yīng) 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(jìn)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(gòu)成的物質(zhì)的熔、沸點、揮發(fā)性都是物理性質(zhì)，與共價鍵強弱無關(guān)，穩(wěn)定性是化學(xué)性質(zhì)，與共價鍵的強弱有關(guān)。 (2)分析分子空間構(gòu)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(zhì)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(xué)反應(yīng) D空氣中氮氣的化學(xué)性質(zhì)比氧氣穩(wěn)定,【體驗1】,解析 共價分子構(gòu)成物質(zhì)的狀態(tài)取決于分子間作用力的大小，與分子內(nèi)共價鍵的鍵能無關(guān)；物質(zhì)的揮發(fā)性與分子內(nèi)鍵能的大小無關(guān)；稀有氣體是單原子分子，無化學(xué)鍵，難于發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的原因是它們的價電子已形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；氮氣比氧氣穩(wěn)定是由于N2分子中共價鍵的鍵能(946 kJ·mol1)比O2分子中共價鍵的鍵能(497.3 kJ·mol1)大，在化學(xué)反應(yīng)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° BBF鍵為非極性共價鍵 C3個BF鍵的鍵能相同 D3個BF鍵的鍵長相等,【體驗2】,解析 BF3分子中存在3個“BF”鍵，鍵角是120°，那么 它的空間構(gòu)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(jié)構(gòu)如圖所示。 現(xiàn)提供以下化學(xué)鍵的鍵能(kJ·mol1)：PP：198，PO：360，OO：498。則反應(yīng)P4(白磷)3O2=P4O6的反應(yīng)熱H為 ( )。 A1 638 kJ·mol1 B1 638 kJ·mol1 C126 kJ·mol1 D126 kJ·mol1,【體驗3】,解析 由反應(yīng)方程式知，該反應(yīng)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(zhì)的分子結(jié)構(gòu)知，1 mol P4含6 mol PP鍵，3 mol O2含3 mol OO鍵，1 mol P4O6含12 mol PO鍵，故H(198 kJ·mol1×6498 kJ·mol1×3)360 kJ·mol1×121 638 kJ·mol1。 答案 A,判斷分子結(jié)構(gòu)中各原子的最外層電子是否滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu) 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(jié)構(gòu)，但它滿足K層為最外層2個電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。 分子中若不含有氫元素，則按下述方法逐一進(jìn)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(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)；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(jié)構(gòu)，故CO2分子中所有原子都滿足最外層8電子結(jié)構(gòu)。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(jié)構(gòu)。,下列分子結(jié)構(gòu)中，原子的最外層電子都能滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的是 ( )。 AXeF2 BCO2 CPCl5 DHClO 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(jié)構(gòu)(稀有氣體的結(jié)構(gòu))。穩(wěn)定結(jié)構(gòu)有8電子結(jié)構(gòu)和2電子結(jié)構(gòu)兩種情況，但也存在能穩(wěn)定存在的其他結(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)。選項A中，氙原子已是8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，當(dāng)它和氟原子結(jié)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(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)；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(jié)合，形成5個共用電子對，磷原子最外層形成10電子結(jié)構(gòu)；選項D所指的次氯酸，氫、氯、氧達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)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(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，而氫原子僅能達(dá)到2電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。本題的正確選項只能是B。 答案 B,