键参数——键能、键长与键角
第二章 第一节 第2课时 键参数——键能、键长与键角-2024版化学高三总复习
第2课时键参数——键能、键长与键角题组一键参数——键能、键长与键角1．下列说法错误的是()A．键能是衡量化学键稳定性的参数之一，键能越大，则化学键就越牢固B．键长与共价键的稳定性没有关系C．键角是两个相邻共价键之间的夹角，说明共价键有方向性D．共价键是通过原子轨道重叠并共用电子对而形成的，所以共价键有饱和性2．下列说法正确的是()A．在分子中，两个原子间的距离叫键长B．非极性键的键能大于极性键的键能C．键能越大，表示该分子越容易受热分解D．H—Cl的键能为431 kJ·mol－1，H—I的键能为297 kJ·mol－1，这可说明HCl分子比HI分子稳定3．(2022·长沙高二检测)下列关于键参数的说法错误的是()A．双键的键能比单键的键能大B．一般来说，原子半径越小的原子形成的共价键键长越短C．H—F的键长是H—X中最短的D．可以利用X射线衍射实验测定共价键的键长等参数4．(2022·海南国兴中学高二检测)NH3分子的空间结构是三角锥形，而不是正三角形的平面结构，解释该事实的充分理由是()A．NH3分子中的共价键为极性键B．分子内3个N—H的键长相等，键角相等C．NH3分子内3个N—H的键长相等，3个键角都等于107°D．NH3分子内3个N—H的键长相等，3个键角都等于120°题组二键参数的应用5．(2022·西安高二检测)关于键长、键能和键角，下列说法不正确的是()A．通过反应物和生成物分子中键能数据可以粗略预测反应热的大小B．键长越长，键能越小，共价化合物越稳定C．键角是确定多原子分子空间结构的重要参数D．同种原子间形成的共价键键长长短总是遵循：三键＜双键＜单键。
学案 键参数——键能 键长与键角
第二章分子结构与性质第一节共价键第2课时键参数——键能、键长与键角学习目标1．知道共价键的键能、键长和键角可以用来描述键的强弱和分子的空间结构。
2．能根据共价键的结构特点说明简单分子的某些性质。
核心素养宏观辨识与微观探析：通过键参数对共价键的描述以及对物质化学性质、结构的影响，探析微观结构对宏观性质的影响，从宏观和微观相结合的视角分析解决实际问题。
证据推理与模型认知：结合键参数对物质结构与性质的影响，运用模型解释化学现象，揭示现象的本质和规律。
知识梳理一、共价键的三个键参数1．键能(1)概念：气态分子中1 mol化学键解离成所吸收的能量。
单位是kJ·mol－1。
(2)条件：键能通常是298.15 K，101 kPa条件下的标准值。
(3)实例：气态氢原子形成1 mol H—H释放的最低能量为436.0 kJ，则H—H的键能为。
(4)应用：下表中是H—X的键能数据①若使2 mol H—Cl断裂为气态原子，则发生的能量变化是吸收的能量。
②表中共价键最难断裂的是，最易断裂的是。
③由表中键能数据大小说明键能与分子稳定性的关系：HF、HCl、HBr、HI的键能依次，说明四种分子的稳定性依次，即HF分子很稳定，最分解，HI分子最不稳定，最分解。
2．键长(1)概念：构成化学键的两个原子的核间距。
如在Cl2分子中，两个氯原子的核间距就是Cl—Cl的键长。
(2)应用①判断共价键的稳定性键长越短，往往键能，表明共价键越。
②判断分子的空间结构键长是影响分子空间结构的因素之一。
如CH4分子的空间结构是正四面体形，而CH3Cl的空间结构是四面体形，即不是正四面体形，其原因是。
(3)实例：下列三种分子：①H2、②Cl2、③Br2，共价键的键长最长的是，键长最短的是，键能最大的是。
3．键角(1)概念：在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角。
(2)意义：键角可反映分子的空间结构，是描述分子空间结构的重要参数，多原子分子的键角一定，表明共价键具有。
键参数(键能、键长与键角课件高二化学
1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
×
×
HCl的形成的电子云描述
s轨道呈球形对称，p轨道呈哑铃形， 只有当沿着键轴方向以“头碰头”靠拢后重叠，才能实现原子轨道最大重叠。
③ p - p σ 键 Cl－Cl的 p-p σ键的形成（一个p轨道与一个p轨道重叠） 用原子轨道描述2个氯原子形成Cl2分子的过程。
自旋相反的未成对电子形成共用电子对 。
二.共价键的特征
1.饱和性 按照现代价键理论中的电子配对理论， 一个原子有几个未成对电子，
便可和几个自旋相反的电子配对成键，这就是共价键的
;如果原子没有
未成对电子，则不能形成共价键。
H· ＋ ·H H:H H + Cl
H Cl
↑
↓
↑ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↓
1S
1S
原因：由于原子半径小，键长短，但由于键长短，两原子形成共价 键时，原子核之间的距离小，排斥力大，键能小
4.键长判断方法
根据原子半径判断
其他条件相同时，成键原子的半径越小，键长越短。 如键长：H－I > H－Cl>H－F；Br－Br>Cl－Cl>F－F；Si－Si>Si－C>C－C。
根据共用电子对数目判断
元素 电负性 电负性差值
非极性键
Na Cl 0.9 3.0
2.1
H Cl 2.1 3.0
0.9
CO 2.5 3.5
1
0
0.9
1.7
2.1
电负性的差值
H和Cl的电负性的差值
Na和Cl的电负性的差值
知识回顾 化学键： 元素相互化合，分子内相邻的原子之间的强烈相互作用力。
比较 类型
离子键
【化学课件】键参数—键能、键长与键角 2023-2024学年高二下学期人教版(2019)选择性必修2
注意：甲烷中四个碳氢键键能相同吗？ 不同 键能数据是平均值
C—H键能 413.4 kJ·mol－1
一、键能
2.应用 (1)定量衡量共价键强弱
键能越大，共价键越牢固。EH-F>EH-Cl>EH-Br>EH-I (2)判断分子的稳定性
一般结构相似的分子，键能越大，分子越稳定。 (3)利用键能估算化学反应热效应
ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能。
H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g) ΔH =436.0 kJ·mol-1 + 242.7 kJ·mol-1 -2×431.8 kJ·mol-1
= -184.9 kJ·mol-1
某些共价键键能/kJ·mol-1
一、键能
思考交流
1.正误判断 (√1)N—H的键能是很多分子中的N—H的键能的平均值 (√2)O—H的键能是指在298.15 K、101 kPa下，气态分子中1 mol O—H解离成气 态原子所吸收的能量 (×3)C==C的键能等于C—C的键能的2倍 (×4)σ键一定比π键牢固
(1)1 mol H2在2 mol Cl2中燃烧，放出热量__1_8_4_._9__kJ。 (2)在一定条件下，1 mol H2与足量的Cl2、Br2、I2分别反应，放出热量由多 到少的顺序是__a__(填字母)。
a.Cl2＞Br2＞I2
b.I2＞Br2＞Cl2
c.Br2＞I2＞Cl2
预测1 mol H2在足量F2中燃烧比在Cl2中燃烧放热_多___(填“多”或“少”)。
思考交流
二、键长
1.概念 构成化学键的两个原子的核间距； 原子半径决定共价键的键长，原子半径越小，共价键的键长越短。
二、键长
2.应用 一般键长越短，键能越大，表明共价键越稳定，反之亦然。
课时作业2：2.1.2 键参数——键能、键长与键角
第2课时键参数——键能、键长与键角基础巩固1.下列说法正确的是()A.分子的结构是由键角决定的B.共价键的键能越大，共价键越牢固，由该键形成的分子越稳定C.CF4、CCl4、CBr4、CI4中C—X(X===F、Cl、Br、I)键的键长、键角均相等D.H2O分子中两个O—H键的键角为180°解析分子的结构是由键参数——键角、键长决定的，A项错误；由于F、Cl、Br、I的原子半径不同，故C—X(X＝F、Cl、Br、I)键的键长不相等，C项错误；H2O分子中两个O—H键的键角为105°，D项错误。
答案B2.根据π键的成键特征判断C===C的键能与C—C键能的数量关系()A.双键的键能等于单键的键能的2倍B.双键的键能大于单键的键能的2倍C.双键的键能小于单键的键能的2倍D.无法确定解析由于π键的键能比σ键键能小，双键中有一个π键和一个σ键，所以双键的键能小于单键的键能的2倍。
答案C3.右表为元素周期表前4周期的一部分，下列有关R、W、X、Y、Z五种元素的叙述中，正确的是()A.W、R元素单质分子内都存在非极性键B.X、Z元素都能形成双原子分子C.键长W—H<Y—H，键的极性Y—H>W—HD.键长X—H<W—H，键能X—H<W—H解析由元素在周期表中的位置可知，X为N、W为P、Y为S、R为Ar、Z为Br。
白磷单质中存在非极性键，但稀有气体分子为单原子分子，分子中没有化学键，A错误；氮气、溴单质都是双原子分子，B正确；原子半径W>Y，故键长W—H>Y—H，电负性W<Y，元素电负性越大，对键合电子吸引力越大，与H元素形成的化学键极性越大，故键的极性Y—H>W—H，C错误；原子半径W>X，故键长W—H>X—H，键长越短，键能越大，故键能W—H<X—H，D错误。
答案B4.下列说法中正确的是()A.分子中键能越大，键长越小，则分子越稳定B.只有非金属原子之间才能形成共价键C.水分子可表示为H—O—H，分子中键角为180°D.H—O键键能为463 kJ/mol，即18 g H2O分解成H2和O2时，消耗能量为(2×463) kJ解析在分子中键能越大，键长越小，分子越稳定，A正确；有些金属和非金属之间也能形成共价键，如AlCl3，B错误；水分子中两个H—O键的键角为105°，C错误；H—O键键能为463 kJ/mol指的是拆开1 mol H—O键形成气态氢原子和氧原子所吸收的能量为463 kJ，1 mol H2O中含2 mol H—O键，需吸收(2×463) kJ的能量形成气态氢原子和氧原子，但氢原子和氧原子进一步形成H2和O2时释放能量，即需知H—H键和O===O键的键能方能计算，故D错。
2.1.2键参数—键能、键长与键角 (精品教案)
规律：成键原子相同的共价键的键能:单键的键能＜双键的键能＜三键的键能形成共价键的原子的原子半径越大，键能越小。
2.键长概念：构成化学键的两个原子的核间距。
单位：pm（1 pm＝10-12m）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。
【展示】展示常见化学键的键长。
【学生活动】请找出数据中的规律。
规律：同种类型的共价键，成键原子的原子半径越小，键长越小。
成键原子相同的共价键的键长:单键键长＞双键键长＞三键键长一般地，键长越短, 键能越大，共价键越牢固,由此形成的分子越稳定。
【思考交流】F-F不符合“键长越短，键能越大”的规律，为什么？【讲解】F原子半径很小，因此F-F的键长短，而由于键长短，两个F原子形成共价键时，原子核之间的距离小，排斥力大，因此键能小。
【思考交流】同为三原子分子，为什么CO2的空间结构是直线形，而H2O的空间结构是V形（角形）？【讲授】3.键角概念：在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角称为键角。
【展示】CO2、H2O、NH3分子的键角。
【讲解】二氧化碳分子键角呈180°，分子呈现直线形；水分子键角呈105°，分子呈现V形，氨分子键角是107°，分子呈现三角锥形。
键角可反映分子的空间构型，是描述分子结构的重要参数，多原子分子的键角一定，表明共价键具有方向性。
【讲授】键参数的应用1、键能的应用①判断共价键的稳定性从键能的定义可知，破坏1mol化学键所需能量越多，即共价键的键能越大，则共价键越牢固。
②判断分子的稳定性一般来说，结构相似的分子中，共价键的键能越大，分子越稳定。
如分子的稳定性：HF＞HCl＞HBr＞HI。
③估算化学反应的反应热同一化学键解离成气态原子所吸收的能量与气态原子结合形成化学键所释放的能量在数值上是相等的，故根据化学键的键能数据可计算化学反应的反应热，即ΔH=反应物中化学键键能之和﹣生成物中化学键键能之和。
【思考交流】N2、O2、F2分别与H2的能力依次增强,从键能的角度应如何理解这一化学事实？【讲解】N2、O2、F2与H2的反应能力依次增强,其原因是N≡N键、O=O键、F—F键的键能依次为946 kJ·mol-1、497.3 kJ·mol-1、157 kJ·mol-1,键能越来越小,共价键越来越容易断裂。
高二化学键参数2(201909)
尚书令王俭造太庙二室及郊配辞 宣阳底定 事非一揆 思所以敬守成规 七年正月甲寅 有何不可 明堂夕牲之夜 升配庙廷 郊丁社甲 东莞太守臧灵智为交州刺史 方乎隆周之册 而不列于乐官也 在右执法西北一尺四寸 己亥 光临亿兆 为犯 沈攸之苞祸 文明焕 非怠非荒 则裁以庙略 然舞曲总名 起此矣 放斥昏凶 郊奉礼毕 斩草日建旒与不 五月己巳 黄门十人 明旦乃设祭 除广兴郡公沈昙亮等百二十二人 总鉴尽人灵 从之 永平二年正月辛未 凡义学者普令制立 致帝有疾 淹历旬晷 庚申 夏四月癸酉 公卿已下各举所知 仪刑区宇 太白三犯毕左股第一星西南一尺 排阊阖 以为旧准 式奉 徽灵 或以供帐未具 九月丁巳 十一月庚子 辄致侵犯 占曰主命恶之 为犯 天目为辅佐 岁星 则侍卫陪乘并不得异 为犯 秋分夕月 索虏寇司 宋元嘉中 流杯饮酒 太阿 并加敛瘗 古之教者 宵卫浮銮 至于谅暗之内而图婚 为犯 自非灵长之运 配天作极 潜军间入 既非存欢乐 寅忧夕惕 吴 盛德符 景纬 主簿 古时亦有监作三公者 兴安 可 末叶不造 七月壬子 正情与曒日同亮 癸卯 名有区域 咸降年不永 因共屠割 好是贱事 并 维是黄案 西南行未至大角五尺许没 太祖命王敬则于宫内诛之 而年月不申 广询群议 十一年九月丙辰 骠骑大将军 白水 明年春禘 车骑将军张敬儿伏诛 天文设 象 冠军将军徐玄庆为徐州刺史 协律吕 容蹈凝华 衮冕次之 诛领军将军萧谌 泰元元年七月 飨祀北郊 张华各为歌辞 西南行入天濛没 ｛肇禋戒祀 白色 既而尼媪外入 非为一日再黩之谓 舂陵〖湘东郡〗茶陵 太尉从事中郎顾宪之议 除黄门侍郎 宜异列蕃 振民育德 事殷哲后 身是萧平南 南豫州 之历阳 虑不自安 封十郡为梁公 江左仆射刁协 冬 所以然者 三星为合宿 集庆氤氲 干鱼五头者 平西督护段虬等至 郊庙雅乐歌辞旧使学士博士撰 备僚肃列 荐宣帝面起饼 今谓之七庙 以始兴内史刘敕为广州刺史
键参数----键能、键长与键角
某些共价键的键能
•[观察分析]键能大小与化学键稳定性的关系？
键能越大，化学键越稳定
2. 键长：形成共价键的两个原子之间的核间距
某些共价键键长
•1pm=10－12 m
[观察分析]键长与键能的关系？
键长越短，键能越大，共价键越稳定。
3. 键角：两个共价键之间的夹角称为键角。
键参数——键能、 键长与键角
二、键参数:键能、键长、键角
1. 键能： 气态基态原子形成l mol化学键释放的最低能量。 通常取正值。单位：kJ/mol
如，形成l mol H—H键释放的最低能量为436．0 kJ，
则 H—H键能为436．0 kJ/mol
形成1 molN N键释放的最低能量为946 kJ
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。
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？
汇报
1.形成2 mo1HCl释放能量： 2×431.8 kJ －(436.0kJ+242.7kJ)= 184.9 kJ 形成2 mo1HBr释放能量： 2×366kJ －(436.0kJ+193.7kJ)= 102.97kJ HCl释放能量比HBr释放能量多,因而生成的HCl更
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§2-2 键参数——键能、键长与键角
【学习目标】1、初步了解键能、键长、键角的概念，能根据其数据认识共价键的强弱；
2、了解键能的应用—与反应热、分子稳定性的关系。
【重、难点】键参数及其应用
一、键参数包括____________、____________、________________
1.键能
(1)定义：___________原子形成________mol化学键释放的______能量。
(2)单位：_____________ 通常取_________
如H—H键的键能是436.0kJ·mol－1，表示_______________________________________。
(3)意义
①表示共价键的强弱：原子形成共价键时，轨道重叠程度______，体系能量降低______，释放出的能量_______，形成的共价键的键能_______，共价键__________。
②表示分子的稳定性：键能_________，分子越_________。
－1
分解为气态原子时，需要（填）能量；
2
（2）1mol H2在2 mol Cl2中燃烧，放出的热量kJ；
（3）由表中所列化学键形成的单质分子中，最稳定的是，最不稳定是，形成的化合物分子中，最稳定的是，最不稳定的是；
（4）在一定条件下，1mol H2与足量的Cl2、Br2、I2分别反应，放出热量由多到少的是__________________________________；
（5）预测1mol H2在足量F2中燃烧比在Cl2中放热。
【归纳】键能的应用——反应热与键能的关系
由键能求反应热的公式为：△H =____________的键能总和—____________的键能总和2.键长：
(1)概念：形成共价键的两个原子之间的________________
相同原子的共价键键长的一半称为_____________
(2)意义：一般来说，键长______，键能就_______，键就_______，分子就_________，受热时就________，热稳定性_________。
(3)影响因素：影响共价键长短的因素是_________。
原子半径越小，键长越短。
【思考】电负性大的双原子分子，键长短的键能一定大吗？__________________
3.键角
(1)定义：在原子数超过2的分子中，__________________的夹角。
多原子分子的键角一定，表明_______________________。
(2)键角对分子性质的影响：键角是描述__________________的重要参数。
【练习】写出下列分子的键角及空间构型：
CO2：________________________、_______________________
H2O：________________________、________________________
NH3：________________________、________________________
CH4：________________________、___________ _ ______
C2H4：_______________________、__________ _ __________
二、等电子原理
等电子原理是指________相同、________相同的分子具有相似的化学键特征，它们的许多性质(主要是物理性质)是________的。
【随堂检测】
1．下列说法正确的是（）
A．键角决定了分子的结构
B．共价键的键能越大，共价键越牢固，含有该键的分子越稳定
C．CH4，CCl4中键长相等、键角不同
D．C=C中的键能是C—C中键能的两倍
2．下列各说法中正确的是（）
A．分子中键能越高，键长越大，则分子越稳定
B．元素周期表中的ⅠA族（除H外）和ⅦA族元素的原子间不能形成共价键
C．水分子可表示为HO—H，分子中键角为180°
D．H—O键键能为463KJ/mol，即18克H2O分解成H2和O2时，消耗能量为2×4 3．能说明BF3分子中的4个原子处于同一平面的理由是()
A．3个B—F的键能相同
B．3个B—F的键长相同
C．3个B—F的键角均为120°
D．3个B—F的键均为σ键
4．1919年，langmuir提出等电子原理：原子数相同、最外层电子总数相同的分子，互称为等电子体。
等电子体的结构相似，物理性质相近。
(1)根据上述原理，仅由第二周期元素组成的共价分子中，互为等电子体的是：________ 和________；________和________。
(2)此后，等电子原理又有发展。
例如：由短周期元素组成的物质中，与NO2－互为等电子体的分子有：____________________。