高中化學(xué) 2.1.2鍵參數(shù)課件 魯科版選修3 .ppt

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第2課時(shí) 鍵參數(shù),鍵參數(shù)就是反映化學(xué)鍵(共價(jià)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(shí)_____能量，分子分解成原子即斷裂化學(xué)鍵時(shí)_____能量。 在______kPa，______條件下，斷開(kāi)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A—B鍵的鍵能，常用EA－B表示。,1.,強(qiáng)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(qiáng)弱程度。鍵能愈大，斷開(kāi)時(shí)需要的能量_____，這個(gè)化學(xué)鍵就愈_____；反之鍵能愈小，斷開(kāi)時(shí)需要的能量就_____，這個(gè)化學(xué)鍵就愈 _______。 鍵長(zhǎng)：兩個(gè)成鍵原子的_______________叫做該化學(xué)鍵的鍵長(zhǎng)。 一般而言，化學(xué)鍵的鍵長(zhǎng)愈___，鍵能愈___，化學(xué)鍵愈___，鍵愈_____。 鍵長(zhǎng)是影響______________的因素之一。 鍵角：在多原子分子中，兩個(gè)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(qiáng),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_(kāi)____，分子為_(kāi)____形。水分子的結(jié)構(gòu)式 __________，鍵角為_(kāi)______，分子為_(kāi)__形。氨分子中任意2個(gè)N—H鍵的夾角均為_(kāi)______，氨分子是_______形。多原子分子的_____一定，表明共價(jià)鍵具有方向性。常見(jiàn)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,H—O—H,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(jià)鍵穩(wěn)定性的一個(gè)重要參數(shù)。鍵能越大，即形成化學(xué)鍵時(shí)放出的能量越多，意味著這個(gè)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N≡N鍵的鍵能大的緣故。又如H—F、H—Cl、H—Br、H—I鍵的鍵能逐漸減小(依次為568 kJ·mol－1、431.8 kJ·mol－1、366 kJ·mol－1、298.7 kJ·mol－1)，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(kāi)N2和HX分子中的共價(jià)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(jià)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(zhǎng)越短，鍵能越大，共價(jià)鍵越穩(wěn)定。鍵能和鍵長(zhǎng)共同決定鍵的穩(wěn)定性和分子的性質(zhì)。 注意：鍵長(zhǎng)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(shí)，原子半徑越大，鍵長(zhǎng)越長(zhǎng)。如F—F、Cl—Cl、Br—Br、I—I鍵的鍵長(zhǎng)逐漸變長(zhǎng)，C—H、N—H、O—H、F—H鍵的鍵長(zhǎng)逐漸變短。,(3)一般來(lái)說(shuō)，如果知道某個(gè)分子中的鍵長(zhǎng)和鍵角數(shù)據(jù)，那么這個(gè)分子的幾何構(gòu)型就確定了。如NH3分子鍵角是107.3°，N—H鍵長(zhǎng)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(zhǎng)對(duì)分子的化學(xué)性質(zhì)的影響。 一般地，形成的共價(jià)鍵的鍵能越大，鍵長(zhǎng)越短，共價(jià)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?yàn)楣矁r(jià)鍵的鍵長(zhǎng)逐漸增大，鍵能逐漸減小的緣,故。如H—F、H—Cl、H—Br、H—I鍵的鍵長(zhǎng)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。 ①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)。 ②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ΔH＝E反應(yīng)物－E生成物。,例如，EH－H＝436 kJ·mol－1，ECl－Cl＝243 kJ·mol－1， EH－Cl＝432 kJ·mol－1，則對(duì)于反應(yīng)H2(g)＋Cl2(g)=== 2HCl(g)，ΔH＝(436＋243－2×432) kJ·mol－1＝－185 kJ·mol－1，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(zhǎng)”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(jià)鍵的鍵參數(shù)主要有鍵能、鍵長(zhǎng)、鍵角和鍵的極性。 鍵能 (1)定義：在101.3 kPa、298 K條件下，斷開(kāi)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A－B鍵的鍵能。,1．,(2)表示方法：EA－B(A和B分別表示成鍵的兩個(gè)原子，可以相同，也可以不同) (3)特點(diǎn)：定量地表示化學(xué)鍵的強(qiáng)弱程度。鍵能愈大，斷開(kāi)時(shí)需要的能量愈多，這個(gè)化學(xué)鍵就愈牢固；反之，鍵能愈小，斷開(kāi)時(shí)需要的能量就愈小，這個(gè)化學(xué)鍵就愈不牢固。 (4)可以判斷分子的相對(duì)穩(wěn)定性。 如：EH－I＝297 kJ·mol－1，而EH－Cl＝431 kJ·mol－1，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(duì)比鍵的強(qiáng)度提出來(lái)的，是從能量角度來(lái)衡量共價(jià)鍵強(qiáng)度的物理量。,鍵長(zhǎng) (1)定義：兩個(gè)成鍵原子的原子核間的距離叫做該化學(xué)鍵的鍵長(zhǎng)。 如：在氯分子中，兩個(gè)氯原子的原子核間的距離(簡(jiǎn)稱核間距)就是Cl—Cl鍵的鍵長(zhǎng)。同樣，在氯化氫分子中，氫原子與氯原子的核間距，就是H—Cl鍵的鍵長(zhǎng)。 (2)特點(diǎn)：化學(xué)鍵的鍵長(zhǎng)愈短，化學(xué)鍵愈強(qiáng)，鍵愈牢固。 (3)意義：鍵長(zhǎng)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(zhǎng)不同，通常所用的數(shù)據(jù)是一種統(tǒng)計(jì)平均值即平均鍵長(zhǎng)作為該鍵的鍵長(zhǎng)。例如，C—C單鍵的鍵長(zhǎng)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C—C單鍵的鍵長(zhǎng)定為154 pm。就相同的兩原子形成的鍵而言，單鍵鍵長(zhǎng)雙鍵鍵長(zhǎng)叁鍵鍵長(zhǎng)。,鍵角 (1)定義：在多原子分子中，兩個(gè)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(gè)碳氧鍵(C＝O)間的夾角為180°，所以CO2分子是直線型；水分子中兩個(gè)氫氧鍵(H—O)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?jī)蓚€(gè)氮?dú)滏I(N—H)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(cè))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(wèn)題： (1)下列物質(zhì)本身具有的能量最低的是________。 A．H2 B．Cl2 C．Br2 D．I2 (2)下列氫化物中，最穩(wěn)定的是________。 A．HF B．HCl C．HBr D．HI,【例1】?,(3)X2＋H2===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(shí)，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(wú)上表中的數(shù)據(jù)，你能正確回答出問(wèn)題(3)的第二問(wèn)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(shí)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(duì)大小判斷組成相似的共價(jià)鍵鍵長(zhǎng)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(shí)注意共價(jià)分子構(gòu)成的物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)、揮發(fā)性都是物理性質(zhì)，與共價(jià)鍵強(qiáng)弱無(wú)關(guān)，穩(wěn)定性是化學(xué)性質(zhì)，與共價(jià)鍵的強(qiáng)弱有關(guān)。 (2)分析分子空間構(gòu)型時(shí)才會(huì)用到鍵角。 (3)只有共價(jià)鍵才存在鍵長(zhǎng)，離子鍵沒(méi)有鍵長(zhǎng)。,能夠用鍵能的大小作為主要依據(jù)來(lái)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?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)比氧氣穩(wěn)定,【體驗(yàn)1】?,解析 共價(jià)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(jià)鍵的鍵能無(wú)關(guān)；物質(zhì)的揮發(fā)性與分子內(nèi)鍵能的大小無(wú)關(guān)；稀有氣體是單原子分子，無(wú)化學(xué)鍵，難于發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的原因是它們的價(jià)電子已形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；氮?dú)獗妊鯕夥€(wěn)定是由于N2分子中共價(jià)鍵的鍵能(946 kJ·mol－1)比O2分子中共價(jià)鍵的鍵能(497.3 kJ·mol－1)大，在化學(xué)反應(yīng)中更難于斷裂。 答案 D,能說(shuō)明BF3分子的4個(gè)原子在同一平面的理由是 ( )。 A．任意兩個(gè)鍵之間夾角均為120° B．B—F鍵為非極性共價(jià)鍵 C．3個(gè)B—F鍵的鍵能相同 D．3個(gè)B—F鍵的鍵長(zhǎng)相等,【體驗(yàn)2】?,解析 BF3分子中存在3個(gè)“B—F”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(xiàng)均不能說(shuō)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·mol－1)：P—P：198，P—O：360，O＝O：498。則反應(yīng)P4(白磷)＋3O2===P4O6的反應(yīng)熱ΔH為 ( )。 A．－1 638 kJ·mol－1 B．＋1 638 kJ·mol－1 C．－126 kJ·mol－1 D．＋126 kJ·mol－1,【體驗(yàn)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 P—P鍵，3 mol O2含3 mol O＝O鍵，1 mol P4O6含12 mol P—O鍵，故ΔH＝(198 kJ·mol－1×6＋498 kJ·mol－1×3)－360 kJ·mol－1×12＝－1 638 kJ·mol－1。 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(gè)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(jià)絕對(duì)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(jià)為＋4價(jià)，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(jià)為－2(其絕對(duì)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(jià)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 ( )。 A．XeF2 B．CO2 C．PCl5 D．HClO 解析 在分子形成的過(guò)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(duì)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(xiàng)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(shí)，最外層電子數(shù)必然超過(guò)8個(gè)；選項(xiàng)B中，碳、氧分別差4個(gè)電子和2個(gè)電子達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，碳原子分別和兩個(gè)氧原子形成碳氧雙鍵，每個(gè)原子的最外層為,【案例】,8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；選項(xiàng)C中的磷原子，最外層有5個(gè)電子，分別和5個(gè)氯原子結(jié)合，形成5個(gè)共用電子對(duì)，磷原子最外層形成10電子結(jié)構(gòu)；選項(xiàng)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(gè)、1個(gè)、2個(gè)電子參與形成共用電子對(duì)，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(xiàng)只能是B。 答案 B,