2.1.2键参数——键能、键长与键角ppt课件1
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1、第第2课时课时 键键参数参数键能键能、键长与键角、键长与键角 1.了解共价键键参数的含义,能用键能、键长、键角说明简单分子的 某些性质。 2.通过认识共价键的键参数对物质性质的影响,探析微观结构对宏观 性质的影响。 素养目标素养目标 CH4 CH3CH2OH CH3COOH C6H6 C8H8 CH3OH 我们如何用化学 语言来描述不同 分子的空间结构 和稳定性? 一、键参数键能、键长与键角 1.键能 键能是气态分子中断裂1 mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。 或气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量。键能通常叏正值,单 位是kJ/mol。键能通常是298.15 K、101 kP
2、a条件下的标准值。 键能可用于估算化学反应的热效应,如HH键、FF键、HF键的 键能分别为436 kJ mol-1、157 kJ mol-1、568 kJ mol-1,则H2与F2反应是放热 反应。 知识梳理知识梳理 2.键长 键长是指形成共价键的两个原子之间的核间距。因此原子半径决定化 学键的键长,原子半径越小,共价键的键长越短。 化学键的键长与键能是相关的。例如,CC键、C=C键、CC键的键长分 别为154 pm、133 pm、120 pm,键长越来越小,它们的键能分别为347.7 kJ mol-1、615 kJ mol-1和812 kJ mol-1,越来越大。 共价键的键长越短,往往键能
3、越大,表明共价键越稳定。 3.键角 键角是指在多原子分子中,两个相邻共价键之间的夹角。如CO2的结构 式为 ,键角为180,是一种直线形分子;H2O分子中的HOH 键角是105,是一种V形(或称角形)分子。多原子分子中的键角一定,表明 共价键具有方向性。 键长和键角的数值可以通过晶体的X射线衍射实验获得。 二、键参数的应用 (1)判断共价键的稳定性 键能越大,断开化学键需要吸收的能量越多,化学键越稳定。 (2)判断分子的稳定性 结构相似的分子中,共价键的键能越大,分子越稳定。 (3)判断化学反应中的能量变化 在化学反应中,断裂旧化学键吸收能量,形成新化学键释放能量,因此反应 焓变与键能的关系为
4、H=反应物键能总和-生成物键能总和。H0时,为吸热反应。 1.键能的应用 例如:求1molN2完全反应合成NH3的反应热。已知:对反应 N2+3H2=2NH3,查表知NN、H-H、N-H的键能分别为946kJ/mol、 436.0kJ/mol、390.8kJ/mol。 则1molN2完全反应的反应热是:946kJ + 436.0kJ 3390.8kJ 6 90.0kJ 答:1molN2完全反应合成NH3放出的热量是90.0kJ 化学反应的反应热H反应物键能总和 生成物键能总和 2.键长的应用 (1)键长越小,一般键能越大,共价键越稳定,含该共价键的分子越稳定。 (2)键长的比较方法 根据成键原
5、子的原子半径比较。同类型的共价键,成键原子的原子半径 越小,键长越小。 根据共用电子对数比较,相同的两个原子间形成共价键时,单键键长双 键键长三键键长。 共价半径共价半径 相同原子的共价键键长的一半称为共价半径。 相同原子的共价键键长的一半称为共价半径。 根据下图所示回答相关问题。 思考与讨论思考与讨论 (1)根据上图判断H2与Cl2反应生成HCl是放热反应还是吸热反应?如何利 用键能计算反应的反应热H? 提示:反应中断裂旧键吸收436.0 kJ+242.7 kJ=678.7 kJ热量,形成新键放出 431.8 kJ mol-12 mol=863.6 kJ热量,放热值大于吸热值,故该反应是放热
6、 反应。 H=反应物总键能-生成物总键能 (2)根据元素周期律可知,HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次增强,请利用键 参数加以解释。 提示:键长HFHClHBrHClHBrHI,故 HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次增强。 (3)一般来说,键长越短,键能越大。但FF键键长(141 pm)比ClCl键键 长(198 pm)小,而FF键键能(157 kJ mol-1)却比ClCl键键能(242.7 kJ mol-1)小,为什么? 提示:氟原子的半径小导致FF键键长小,由于键长小,两个氟原子形成共 价键时,原子核之间的距离较小,两原子核之间排斥力较大,导致FF键键 能不大,F2的稳定性较差,
7、容易与其他物质发生反应。 常见分子中的键角与分子空间结构。 化学式结构式键角空间结构 CO2180直线形 NH3107三角锥形 H2O105V形 3.键角的应用 键长和键角决定分子的空间结构。 化学式结构式键角空间结构 BF3120平面三角形 CH410928正四面体形 多原子分子的键角一定,表明共价键具有方向性。键角是描述分子 空间结构的重要参数,分子的许多性质都与键角有关。 键长和键角的数值可通过晶体的X射线衍射实验获得。 (1)参照教材表2-1中的键能数据。计算1 mol H2分别与1 mol Cl2、1 mol Br2(蒸气)反应生成2 mol HCl和2 mol HBr时,哪一个释放
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