共价键键参数
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[交流·讨论]:阅读参考30页表2-1,由表中数据说明下列分 子键能与稳定性关系: A、Cl2、Br2、I2 B、NH3、H2O、HF C、HF、HCl、HBr、HI D、C-C、C=C、C≡C [结论]1、结构相似的分子中,键能越大,化学键越牢固, 由该键形成的分子越稳定。
2、双键的键能不是单键的2倍,三键的键能也不是 单键的3倍;三键>双键>单键
二、共价键的键参数 键能、键长、键角
1、键能 (1)概念:气态基态原子形成1mol化学键所释放出的最低能量。 (2)单位:kJ/mol,取正值。
解离能:101 kPa、25 ℃,1 mol气体分子AB拆开为中性气 态原子A和B时所需的能量,单位为kJ/mol。 对双原子分子而言,解离能就是键能
[思考·交流]键能大小是共价键强度的一种标度,键能大小与共 价键强度有什么关系?与分子的稳定性有何关系? (3)规律:通常键能愈大,化学键愈牢固,越不容易被打断, 由该键组成的分子也就愈稳定 。
思考与交流:课本32页1
3
2、键长:
P32资料卡片
(1)概念: 成键原子的核间距离
(2)单位: 1pm=10-12m
(3)注意: 因成键原子轨道发生了重叠,键长小于成键原 子的原子半径和。
参考P31表2-2,联系CH4、NH3、H2O键长与稳定性的关系 规律:键长是衡量共价键稳定性的另一个参数。
键长越短,键能越大,键越牢固,该分子越稳定。 方法:比较键长用半径即可。半径越大,键长越长,键能越小。
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[思考交流]32页 2、N2、O2、F2跟H2的反应能力依次增强,从键能的角 度解释这一化学事实?
从表中数据可知,N-H键,O-H键与H-F键的键能依 次增大,意味着形成这些键时放出的能量依次增大,化 学键越来越稳定。所以N2、O2、F2与H2的反应能力依次 增强。
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?
NO2+Fra Baidu bibliotekCN22ˉ
直线形
三原子18电子 O3 SO2 NO2ˉ NOCl V形
四原子24电子 NO3ˉ CO32ˉ BF3 SO3 平面三角形
五原子32电子 CCl4 SiF4 SO42- PO42- 正四面体
七原子48电子 SF6 PF6ˉ SiF62ˉ
正八面体
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一般情况是多重键的σ键比单个的π键键能大,因为电子云重叠程 度大;但N2中的例外,因N≡N很短,反而造成π键电子云重叠程 度较大。这也是N2为什么特别稳定的原因。
键角决定分子的空间构型,键角一定,表明共价键具有
方向性。键角是描述分子立体结构的重要参数,
[小结]
6
三、等电子原理
1.等电子原理: 原子总数相同,价电子总数也相同的微粒,其具有相似 的化学键特征,使得许多性质(立体结构)相近。
2.等电子体:
原子总数相同,价电子总数也相同的微粒。
练习1、与NO3—互为等电子体的是
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[思考·交流] 键能与化学反应能量变化有什么关系?怎样 利用键能计算化学反应的反应热? △H= 反应物总键能-生成物总键能 练习:根据课本中有关键能的数据,计算下列反应中的能量变化: N2(g)+ 3H2(g)== 2NH3(g);△H = —90.8kJ/mol 2H2(g)+ O2(g)== 2H2O(g);△H= —481.9kJ/mol
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成键原子形成多重键,必须有而且只能有一个σ键,但可以有一 个或者两个π键。 一般σ键由于是“头碰头”形式成键,电子云重 叠程度大,比较稳定;而π键是“肩并肩”形式成键,电子云重 叠程度小,不稳定。 比如烯烃在与Br2等发生加成反应时,就是 碳碳双键C=C中的π键断裂,而σ键不断裂,这样才能只加入溴原 子而碳链不会断裂。 当炔烃与Br2加成时,由于炔烃中C≡C的键 长比C=C键长短,C≡C中的π键就比C=C中π键要牢固一些,加成 时断裂就难一些,反应速率明显比烯烃要慢。 而N≡N键长更短, 结果导致π键的重叠程度反而比σ键还要大,π键就比σ键牢固了, 因而N≡N中的π键很难被加成,这就导致N2化学性质稳定,要想 使N2反应就必须在高温或有催化剂的情况下使三重键同时断裂才 能反应。
一般而言,形成共价键的键长越短、键能越大,共价键 越牢固,含有该键的分子越稳定。
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3、键角: 多原子分子中的两个共价键之间的夹角。 —决定分子空间构型的主要因素
H2O NH3 BF3 CO2 CCl4
105 ° 107°18’ 120° 180° 109°28’
折线型(V)形 三角锥形 平面三角形 直线形 正四面体
A.SO3
B.BF3
C.CH4
(AB )
D.NO2
练习2、根据等电子原理,下列分子或离子与SO42—有相似结
构的是 (B )
A.PCl5
B.CCl4 C.NF3 D.N2
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3、常见等电子体:
二原子10电子 N2 CO C22ˉO22+ CNˉ NO+ 直线形
二原子11电子 NO O2+
直线形
三原子16电子 CO2 N2O CS2 N3ˉ BeCl2 SCNˉ CNOˉ
[交流·讨论]:阅读参考30页表2-1,由表中数据说明下列分 子键能与稳定性关系: A、Cl2、Br2、I2 B、NH3、H2O、HF C、HF、HCl、HBr、HI D、C-C、C=C、C≡C [结论]1、结构相似的分子中,键能越大,化学键越牢固, 由该键形成的分子越稳定。
2、双键的键能不是单键的2倍,三键的键能也不是 单键的3倍;三键>双键>单键
二、共价键的键参数 键能、键长、键角
1、键能 (1)概念:气态基态原子形成1mol化学键所释放出的最低能量。 (2)单位:kJ/mol,取正值。
解离能:101 kPa、25 ℃,1 mol气体分子AB拆开为中性气 态原子A和B时所需的能量,单位为kJ/mol。 对双原子分子而言,解离能就是键能
[思考·交流]键能大小是共价键强度的一种标度,键能大小与共 价键强度有什么关系?与分子的稳定性有何关系? (3)规律:通常键能愈大,化学键愈牢固,越不容易被打断, 由该键组成的分子也就愈稳定 。
思考与交流:课本32页1
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2、键长:
P32资料卡片
(1)概念: 成键原子的核间距离
(2)单位: 1pm=10-12m
(3)注意: 因成键原子轨道发生了重叠,键长小于成键原 子的原子半径和。
参考P31表2-2,联系CH4、NH3、H2O键长与稳定性的关系 规律:键长是衡量共价键稳定性的另一个参数。
键长越短,键能越大,键越牢固,该分子越稳定。 方法:比较键长用半径即可。半径越大,键长越长,键能越小。
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[思考交流]32页 2、N2、O2、F2跟H2的反应能力依次增强,从键能的角 度解释这一化学事实?
从表中数据可知,N-H键,O-H键与H-F键的键能依 次增大,意味着形成这些键时放出的能量依次增大,化 学键越来越稳定。所以N2、O2、F2与H2的反应能力依次 增强。
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?
NO2+Fra Baidu bibliotekCN22ˉ
直线形
三原子18电子 O3 SO2 NO2ˉ NOCl V形
四原子24电子 NO3ˉ CO32ˉ BF3 SO3 平面三角形
五原子32电子 CCl4 SiF4 SO42- PO42- 正四面体
七原子48电子 SF6 PF6ˉ SiF62ˉ
正八面体
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一般情况是多重键的σ键比单个的π键键能大,因为电子云重叠程 度大;但N2中的例外,因N≡N很短,反而造成π键电子云重叠程 度较大。这也是N2为什么特别稳定的原因。
键角决定分子的空间构型,键角一定,表明共价键具有
方向性。键角是描述分子立体结构的重要参数,
[小结]
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三、等电子原理
1.等电子原理: 原子总数相同,价电子总数也相同的微粒,其具有相似 的化学键特征,使得许多性质(立体结构)相近。
2.等电子体:
原子总数相同,价电子总数也相同的微粒。
练习1、与NO3—互为等电子体的是
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[思考·交流] 键能与化学反应能量变化有什么关系?怎样 利用键能计算化学反应的反应热? △H= 反应物总键能-生成物总键能 练习:根据课本中有关键能的数据,计算下列反应中的能量变化: N2(g)+ 3H2(g)== 2NH3(g);△H = —90.8kJ/mol 2H2(g)+ O2(g)== 2H2O(g);△H= —481.9kJ/mol
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成键原子形成多重键,必须有而且只能有一个σ键,但可以有一 个或者两个π键。 一般σ键由于是“头碰头”形式成键,电子云重 叠程度大,比较稳定;而π键是“肩并肩”形式成键,电子云重 叠程度小,不稳定。 比如烯烃在与Br2等发生加成反应时,就是 碳碳双键C=C中的π键断裂,而σ键不断裂,这样才能只加入溴原 子而碳链不会断裂。 当炔烃与Br2加成时,由于炔烃中C≡C的键 长比C=C键长短,C≡C中的π键就比C=C中π键要牢固一些,加成 时断裂就难一些,反应速率明显比烯烃要慢。 而N≡N键长更短, 结果导致π键的重叠程度反而比σ键还要大,π键就比σ键牢固了, 因而N≡N中的π键很难被加成,这就导致N2化学性质稳定,要想 使N2反应就必须在高温或有催化剂的情况下使三重键同时断裂才 能反应。
一般而言,形成共价键的键长越短、键能越大,共价键 越牢固,含有该键的分子越稳定。
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3、键角: 多原子分子中的两个共价键之间的夹角。 —决定分子空间构型的主要因素
H2O NH3 BF3 CO2 CCl4
105 ° 107°18’ 120° 180° 109°28’
折线型(V)形 三角锥形 平面三角形 直线形 正四面体
A.SO3
B.BF3
C.CH4
(AB )
D.NO2
练习2、根据等电子原理,下列分子或离子与SO42—有相似结
构的是 (B )
A.PCl5
B.CCl4 C.NF3 D.N2
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3、常见等电子体:
二原子10电子 N2 CO C22ˉO22+ CNˉ NO+ 直线形
二原子11电子 NO O2+
直线形
三原子16电子 CO2 N2O CS2 N3ˉ BeCl2 SCNˉ CNOˉ