课件-键参数(键能、键长、键角)

键参数—键能、键长、键角
3、键角
在原子数超过2的分子中，两个共价 键之间的夹角称为键角。
利用键角和键长数 据,可以表征分子的空间 结构。从而解释分子的 某些性质。
NH3分子的结构
多原子分子的键角一定，表明共价键具有方向性。
分子式 键长/pm(实验值) 键角/°(实验值) 分子构型
H2S
CO2
134
观察表中数据，分析键能大小与化学键 稳定性的关系。 键能越大，即形成化学键时放出的能量 越多，意味着这个化学键越稳定，越不容 易被打断。
练习
1．能够用键能解释的是（ ） Ａ．氮气的化学性质比氧气稳定 Ｂ．常温常压下，溴呈液体，碘为固体 Ｃ．稀有气体一般很难发生化学反应 Ｄ．硝酸易挥发，硫酸难挥发
CO分子和N2分子的某些性质
三、等电子原理：
原子总数相同、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 是相近的。
如：ＣＯ2和Ｎ２Ｏ，ＣＨ４和ＮＨ４＋
练习
1．与ＮＯ３－互为等电子体的是（ B ） Ａ．ＳＯ３ Ｂ．ＢＦ３ Ｃ．ＣＨ４ Ｄ．ＮＯ２ 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
⑴结构式为
的有机物，在PMR谱上
观察峰给出的强度之比为_________________ 2∶ 2 ∶ 2 ∶ 2 ∶ 2 ；
⑵某含氧有机物,它的相对分子质量为 46.0,碳的质量分 数为 52.2%, 氢的质量分数为 13.0% ， PMR中只有一个信 CH3OCH3 。 号,请写出其结构简式_____________ ⑶ 实践中可根据 PMR谱上观察到氢原子给出的峰值情 况，确定有机物的结构。如分子式为 C3H6O2 的链状有 机物，在 PMR 谱上峰给出的稳定强度仅有四种，其对 应 的 全 部 结 构 ， 它 们 分 别 为 ： ① 3∶ 3 ② 3∶ 2∶ 1 ③ 3∶1∶1∶1 ④2∶2∶1∶1，请分别推断出结构简式： CH3CH2COOH CH3COOCH3 ①________________ ②__________________ CH3CH(OH)CHO④__________________ HOCH2CH2CHO ③________________
相同原子的共价键键长的一半称为共价半径。
练习
2．下列分子中，两核间距最大，键能最小的是( D ） Ａ．Ｈ２ Ｂ．Ｂr2 Ｃ．Ｃl2 Ｄ．Ｉ２ 3．下列说法中，错误的是（ A ） Ａ．键长越长，化学键越牢固 Ｂ．成键原子间原子轨道重叠越多，共价键越牢固 Ｃ．对双原子分子来讲，键能越大，含有该键的分 子越稳定 Ｄ．原子间通过共用电子对所形成的化学键叫共价 键
H-Cl H-Br 128 141 431 366
C=C 134 598 C¼ ¼C 120 820
H-I 161 298
由表数据可见，H－F， H－Cl， H－Br， H－I 键长依次递增，而键能 依次递减；单键、双键及叁键的键长 依次缩短，键能依次增大，但与单键 并非两倍、叁倍的关系。
共价半径
A
分子中两原子核间的平衡距离称为键长。 例如，H2分子，l = 74pm。
共价键 H－F H－Cl H－Br H－I F－F Cl－Cl Br－Br I－I 键长 键 能 l/pm E/(kJ·mol-1) 92 570 127 432 141 366 161 298 141 159 199 243 228 193 267 151 共价键 H－H C－C C－ －C C－ － －C N－N N－ － －N C－H O－H 键长 键 能 l/pm E/(kJ·mol-1) 74 436 154 346 134 602 120 835 145 159 110 946 109 414 96 464
第二章 分子结构与性质
键参数—键能、键长、键角
键参数—键能、键长、键角
1、键能 气态基态原子形成1mol化学键释放 的最低能量。 例如，形成l mol H—H键释放的最低能量 为436.0 kJ，形成1 molN≡N键释放的最低 能量为946 kJ，这些能量就是相应化学键 的键能，通常取正值。
某些共价键的键能
-90.8KJ/mol
-481.9 KJ/mol
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： （1）N2（g）+3H2（g）====2NH3 （g）；⊿H= ( ) （2）2H2（g）+O2（g）===2H2O （g）；⊿H= ( )
科学视野： 用质谱仪测定分子结构
现代化学常利用质谱仪测定分子的结构。它的基 本原理是在质谱仪中使分子失去电子变成带正电荷 的分子离子和碎片离子等粒子。由于生成的分子离 子、碎片离子具有不同的相对质量，它们在高压电 场加速后，通过狭缝进入磁场分析器得到分离，在 记录仪上呈现一系列峰，化学家对这些峰进行系统 分析，便可得知样品分子的结构。例如，图2—7的 纵坐标是相对丰度(与粒子的浓度成正比)，横坐标是 粒子的质量与电荷之比(m／e)，简称质荷比。化学 家通过分析得知，m／e＝92的峰是甲苯分子的正离 子(C6H5CH3＋)，m／e＝91的峰是丢失一个氢原子的 的C6H5CH2＋ ，m／e＝65的峰是分子碎片……因此 ，化学家便可推测被测物是甲苯。
练习
1．下列关于化学键的说法不正确的是 （ D ） A．化学键是一种作用力 B．化学键可以是原子间作用力，也可以 是离子间作用力 C．化学键存在于分子内部 D．化学键存在于分子之间
练习
2．对δ键的认识不正确的是（ A ） A．δ键不属于共价键，是另一种化学键 B．S-Sδ键与S-Pδ键的对称性相同 C．分子中含有共价键，则至少含有一个δ键 D．含有π键的化合物与只含δ键的化合物的化 学性质不同
1、试利用表2—l的数据进行计算，1 mo1 H2 分别跟l molCl2、lmolBr2(蒸气)反应，分别形成 2 mo1HCl分子和2molHBr分子，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？ 2．N2、O2、F2跟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? 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？
3.2 键长
键长
键长：成键原子核间的平均距离 （pm）
规律： 1.键长越短，键能越大，共价键越稳定。 2.单键键长 > 双键键长 > 叁键键长
¼¼ ü ¤¼ ¨ pm ¼ ¼ ü ¼¼ ¨ kJ/mol ¼
¼¼ ü ¤¼ ¨ pm ¼ ü ¼¼ ¼ ¨ kJ/mol ¼
ห้องสมุดไป่ตู้
H-F 92 567
C-C 154 347
116.2
93.3
180
NH3
CH4
101
109
107
109.5
小结
键长、键能决定共价键的强弱和分子 的稳定性：原子半径越小，键长越短，键 能越大，分子越稳定。例如HF、HCl、HBr、 HI分子中： X原子半径：F<Cl<Br<I H-X键键长：H-F<H-Cl<H-Br<H-I H-X键键能：HF>HCl>HBr>HI H-X分子稳定性：HF>HCl>HBr>HI
例题: 2002年诺贝尔化学奖表彰的是在“看清”生物 大分子真面目方面的科技成果，一项是美国科学 家约翰· 芬恩与日本科学家田中耕一“发明了对生 物大分子的质谱分析法”；另一项是瑞士科学家 库尔特· 维特里希“发明了利用核磁共振技术测定 溶液中生物大分子三维结构的方法”。质子核磁 共振(PMR)是研究有机物结构的有力手段之一， 在所有研究的化合物分子中，每一结构中的等性 氢原子在PMR中都给出了相应的峰(信号)，谱中 峰的强度与结构中的等性 H原子个成正比。例如 乙醛的结构简式为 CH3—CHO ，在 PMR 中有两 个信号，其强度之比为3:1。