常见键长,键角
化学键的性质与杂化轨道的构型
化学键的性质与杂化轨道的构型化学键是连接两个或多个原子的力，它们的性质直接影响到物质的性质与反应。
而杂化轨道是描述化学键形成过程中原子轨道混合的一种理论模型，它能够解释分子的几何形状和键的性质。
化学键的性质主要包括键长、键能和键角。
键长是指相邻原子核之间的距离，一般用实验方法测定。
键能则是指在分子中形成化学键所释放出的能量，它决定了化学反应的热效应。
键角则是指连接在一起的原子围绕着中心原子的夹角，它决定了分子的几何形状和分子的极性。
而杂化轨道是描述原子轨道重新组合形成的一组新的轨道，这些新轨道能够与其他原子进行重叠形成化学键。
杂化轨道的构型取决于中心原子的电子数和连接的原子数。
主要有sp、sp²、sp³、sp³d、sp³d²等不同种类的杂化轨道。
其中，sp杂化轨道表示s轨道与一个p轨道混合产生的两个杂化轨道；sp²杂化轨道表示s轨道与两个p轨道混合产生的三个杂化轨道；sp³杂化轨道表示s轨道与三个p轨道混合产生的四个杂化轨道；而sp³d和sp³d²杂化轨道则分别表示s轨道、三个p轨道和一个或两个d轨道混合产生的五个或六个杂化轨道。
杂化轨道的构型与分子的几何形状密切相关。
例如，当中心原子的杂化轨道为sp³杂化时，它能够形成四个等角的sp³杂化轨道，使得分子呈现四面体形状；而当中心原子的杂化轨道为sp²杂化时，它能够形成三个等角的sp²杂化轨道，使得分子呈现平面三角形形状。
这些杂化轨道的构型决定了分子的稳定性和化学性质，进一步影响到分子的结构和反应行为。
综上所述，化学键的性质与杂化轨道的构型密切相关。
了解化学键的性质和杂化轨道的构型能够帮助我们更好地理解分子的结构和反应机理，为化学研究和应用提供重要的理论基础。
键参数——键能、键长与键角
§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_________。
高考化学考点键角
比较不同物质间的键角大小影响键角大小的因素：一是中心原子的杂化类型；二是中心原子的孤对电子数；三是中心原子的电负性大小。
1．利用常见物质分子的空间构型，直接判断键角大小。
案例1：CO2为直线形(sp杂化)、BF3为平面三角形(sp2杂化)、CH4为正四面体形(sp3杂化)、NH3为三角锥形(sp3杂化)、H2O为V形(sp3杂化)、P4为正四面体形(sp3杂化)等，则键角依次为：180°、120°、109.5°、107.3°、104.5°、60°。
任取其中不同物质均可比较键角大小。
说明：CH4与P4都是sp3杂化，但CH4的正四面体中心有C原子，P4的正四面体的体内空心，故二者键角有别。
CH4、NH3、H2O均为sp3杂化，但中心原子的孤电子对依次0、1、2对，根据价层电子对互斥理论，斥力为孤电子对－孤电子对>孤电子对－成键电子对>成键电子对－成键电子对，孤电子对数增多，对成键电子的斥力增大，故三者键角依次减小。
案例2：乙炔C2H2为直线形(sp杂化)、苯C6H6为正六边形(sp2杂化)，则分子中的键角分别为：180°、120°。
乙烯C2H4为平面形(sp2杂化)，由于分子中存在不同共价键，键角不是120°；根据价层电子对互斥理论，知斥力为叄键－叄键>叄键－双键>双键－双键>双键－单键>单键－单键，C=C双键对C－H键形成较大的斥力，故C=C－H键角(122°)大于H－C－H键角(116°)。
2．利用周期表位置类比推测分子的空间构型，直接判断键角大小。
案例3：①CS2、CSO等类比CO2，直线形，键角均为：180°。
②BCl3、BBr3等与BF3类比，平面三角形，键角均为：120°。
③CF4、SiH4、SiF4等与CH4类比，正四面体形，键角均为：109.5°。
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
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。
键参数——键能、键长与键角
归纳总结
共价键稳定性强弱的判断方法 (1)根据原子半径和共用电子对数目判断：成键原子的原子半径 越小，共用电子对数越多，共价键越牢固，含有该共价键的分 子越稳定。 (2)根据键能判断：共价键的键能越大，共价键越牢固，破坏共 价键消耗的能量越多。 (3)根据键长判断：共价键的键长越短，共价键越牢固，破坏共 价键所消耗的能量越多。
2.N2、O2、F2与H2的反应能力依次增强，从键能的角度如何理解这一化 学事实。(利用课本P37表2-1的相应数据分析)
已 知 N—N 、 N==N 和 N≡N 的 键 能 之 比 为 1.00∶2.17∶4.90 ， 而 C—C 、 C==C、C≡C的键能之比为1.00∶1.77∶2.34。如何用这些数据理解氮分 子不容易发生加成反应而乙烯和乙炔容易发生加成反应？
CH4 C6H6
CH3CH2OH C8H8
CH3OH
CH3COOH
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？
第二章
键参数——键能、键长与键角
1Байду номын сангаас键能
一、键参数——键能、键长与键角
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。键能通常取正值，单 位是kJ/mol。键能通常是298.15 K、101 kPa条件下的标准值。
键能可用于估算化学反应的热效应,如H—H键、F—F键、H—F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。
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,C—C键、C=C键、C≡C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，往往键能越大，表明共价键越稳定。
化学键与分子结构全解
② 原子轨道最大重叠原理：
共价键应尽可能地沿原子轨道最大重叠方向形成 即成键电子的原子轨道只有沿轨道伸展方向进行 重叠（s 轨道除外），才会有最大重叠。
+
+
+
+
不是最大重叠
+
+
+
+
轨道最大重叠
请指出下列哪种p -s重叠方式正确？ x
p -s x
p -s x
p -s x
共价键的类型
成键原子的电负性相差越大，则键的 极性越强。
➢ 离子键的本质是正、负离子之间的静电引力
➢ 离子键没有方向性和饱和性 ➢ 离子键的离子性与元素的电负性值有关
P79-80 P80
离子键的强度
➢ 离子键的强度用晶格能（U）表示
P80
离子的特征
➢ 离子电荷 ➢ 离子的电子层构型 ➢ 离子半径
➢ 离子电荷
✓ 指原子形成离子化合物过程中失去或得到电子的数目它是影响离子键强度的重 要因素。
HCl中的σ键
Cl 中的σ键 2
ss pp
sp
σ键s -的s 轨特道点重叠： 在键轴上成键，轨道重叠最大，最稳定 ，键能最大
s - p 轨道重叠 x
p - p 轨道重叠 xx
π键
原子轨道在键轴两侧以肩并肩的方式发生重叠而形成 的键称为π键。
常见的π键有：p — p 轨道重叠 py — py m)
Fe3+
Fe2+
e．周期表中处于相邻族的左上方和右下方斜对角线上的正离子半 径近似相等 (对角线规则）。
Li+(60pm)≈Mg2+(65pm)； Sc3+(81pm)≈Zr4+(80pm)