共价键键参数

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化学选修三共价键之键参数

化学选修三共价键之键参数

判断分子的稳定性 确定分子在空间的几何构型
CO分子和N2分子的某些性质
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
▪ CO2、SCN-、具有相同的原子数3,并且价电子总数都为16,都为直线形结构。 ▪ SO2、O3、NO2-,具有相同的原子数3,总价电子数都为18,都为平面V形结构。 ▪ CO32-、NO3-、SO3具有相同的原子数4,并且价电子数都为24,都为平面三角形结构。 ▪ SO42-、PO43-、ClO4-具有相同的原子数5,总价电子数为32,都为正四面体结构。 ▪ CH4、NH4+具有相同的原子数5,总价电子数为8,都为正四面体结构。 ▪ PO33-、SO32-、ClO3-具有相同的原子数4,总价电子数为26,都为三角锥结构。 ▪ 核外电子总数为2个电子的微粒:He、H-、Li+ 、Be2+ ▪ 核外电子总数为10个电子的微粒:Ne、HF、H2O、NH3、CH4 (分子类) ▪ Na+ 、Mg2+ 、Al3+ 、NH4+ 、H3O+ (阳离子类) ▪ N3-、O2-、F-、OH-、NH2-(阴离子类) ▪ 10个电子的等电子体:N2和CO,HCN和C2H2;它们具有相似的结构,都有三键:氮氮三键、碳碳三键、
二、键参数 1、键能:
(1)是气态基态原子形成1mol化学键 释放的最低能量。
(2)破坏1mol化学键所需的最低能量
➢化学键的形成要释放能量
➢化学键态原子形成1mol化学键时放出的最低能量,通常取正值
➢键能越大,化学键越稳定,越不容易断裂
思考与交流P32
键长越长,键能越小,键越易断裂, 化学性质越活泼。
小结:

2.1 共价键的三个参数高中化学选择性必修2

2.1 共价键的三个参数高中化学选择性必修2
第二课时 共价键的三个参数
CH4 C6H6
CH3CH2OH C8H8
CH3COOH
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。
(2)共价键的牢固性与核间距、共用电子对数的关系一般来讲,形成共价键的两原子半 径之和越小,共用电子对数越多,键长越短,则共价键越牢固,含有该共价键的分子 越稳定。如HF、HCl、HBr、HI中,分子的共用电子对数相同(1对),因F、Cl、Br、I的 原子半径依次增大,故共价键牢固程度H—F>H—Cl>H—Br>H—I,因此,稳定性 HF>HCl>HBr>HI。
通过计算1 mol H2与1 mol Cl2反应生成2 mol HCl时,放出184.9 kJ的热 量;1 mol H2与1 mol Br2(蒸气)反应生成2 mol HBr时,放出102.3 kJ的热量。 说明2 mol HBr分解需要吸收的能量比2 mol HCl低,故HBr更易分解。
(2)N2、O2、F2与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?
①根据成键原子的原子半径比较。同类型的共价键,成键原子的原子半径 越小,键长越小。 ②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。
思考与讨论
根据下图所示回答相关问题。
(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 ΔH? 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-1×2 mol=863.6 kJ热量,放热值大于吸热值,故该反应是放热反应。 ΔH=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H—F<H—Cl<H—Br<H—I;键能H—F>H—Cl>H—Br>H—I,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F—F键键长(141 pm)比Cl—Cl键键长(198 pm)小,而F—F键键 能(157 kJ·mol-1)却比Cl—Cl键键能(242.7 kJ·mol-1)小,为什么? 提示:氟原子的半径小导致F—F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F—F键键能不大,F2的稳定性较差,容易与其他物质发生反 应。

共价键的键参数与等电子体

共价键的键参数与等电子体
配合物等电子体:如[Co(NH3)6]3+、 [Fe(CN)6]4-等
化学合成:等电子体在化学反应中具有相似的化学性质可以用于合成具有特定性质的化合物。
材料科学:等电子体在材料科学中具有广泛的应用如半导体、超导体、磁性材料等。
生物化学:等电子体在生物化学中也有应用如酶的催化作用、蛋白质的结构和功能等。
汇报人:
PRT FOUR
共价键的键参数:包括键长、键角和键能等 等电子体:具有相同电子数的分子或离子 键能与等电子体的关系:键能越大共价键越稳定等电子体越稳定 键能与等电子体的关系:键能越小共价键越不稳定等电子体越不稳定
键长:共价键中两个原子核之间的距离 等电子体:具有相同电子数的分子或离子 关系:键长与等电子体的电子数有关电子数越多键长越短 影响:键长影响分子的稳定性和化学性质
键长与分子结构的关系:键长决定 了分子的几何形状和空间构型
添加标题
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键长与键能的关系:键长越短键能 越大键越稳定
键长与化学性质的关系:键长决定 了分子的化学性质如反应活性、酸 碱性等
键角定义:共价键 中两个原子核之间 的夹角
键角类型:单键、 双键、三键等
键角影响因素:原 子的电子云密度、 原子的电负性等
键角与化学性质的 关系:键角影响分 子的稳定性和反应 活性
极性共价键: 两个原子的电 负性差值大于
0.5
非极性共价键: 两个原子的电 负性差值小于
0.5
极性共价键的 极性:由电负
性差值决定
非极性共价键 的极性:无极

PRT THREE
等电子体:具 有相同电子数 的分子或离子
原理:共价键 的键参数与电
子数有关

共价键的键参数

共价键的键参数

共价键的键参数
共价键是化学中一种非常重要的化学键类型,它是由原子间共享电子而形成的。

在实际应用中,共价键的性质和特征与其所在的分子的结构、性质和反应有很大的关系。

因此,了解共价键的键参数是非常重要的。

共价键的键参数包括键长、键能和键角。

键长是指两个原子之间共价键的距离,通常用埃(A)为单位表示。

键能是指共价键中的电子能量,通常用千焦/摩为单位表示。

键能大小反映了化学键的稳定程度。

键角是指两个原子之间的共价键相对于第三个原子(或第三个化学键)的角度,它对分子的结构和性质有着重要的影响。

在化学实验中,共价键的键参数可以通过多种方法测定。

例如,可以通过光电离(photoionization)、电子磁共振(electron spin resonance)和分子光谱(molecular spectroscopy)等方法来研究共价键的键参数。

此外,理论计算方法也非常重要,例如分子轨道理论、密度泛函理论等,可以用来计算和预测共价键的键参数。

综上所述,共价键的键参数是化学研究中非常重要的一部分。

了解共价键的键参数可以帮助我们更深入地理解分子结构和性质,并为化学研究提供重要的实验和理论基础。

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课件6:2.1.2 共价键的键参数与等电子原理

课件6:2.1.2 共价键的键参数与等电子原理
3__.4请_M_写_g_出+__N过_2_O量_点=_的=_燃=_M_M_g_g在_3N_N_22_+O_M中__g燃_O_烧_ 的化学方程式: 4. 等电子体中的原子数可以只计算重原子(即比氢重的原 子)。已知HCNO与CO2是等电子体,试写出HCNO的结构 式:_H_—__N_=_C_=_O______
本节内容结束 更多精彩内容请登录:
Cቤተ መጻሕፍቲ ባይዱH2
C O C 直线形 H C C H 直线形
二. 等电子原理 1. 定义: 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似的。
物理性质相近,化学性质可能不同
二. 等电子原理
2. 正确理解“价电子”: 1)“价电子”指参与形成化合价的电子,又叫价 层电子
2)主族元素价电子数=最外层电子数 3)离子中的价电子数要将得到或失去的电子计算在 内 例: CCl4
第二章 分子结构与性质 第一节 第2课时 共价键的键参数与等电子原理
键能 一. 键参数 键长
键角
1. 键能
定义:气态基态原子形成1mol 化学键释 放的最低能量
单位:kJ/mol
意义:键能越大,键越稳定
一. 键参数
键能 键长 键角
衡量共价键稳定性的参数
2. 键长
定义:形成共价键的2个原子之间的核间距 意义:键长越短,键能越大,键越稳定 键长的比较方法:比价原子半径 共价半径:相同原子共价键键长的一半。
P
P
O
H
H
V形
NH3
N HHH
三角锥形
一些分子的空间构型和键角:
键角 109°28’
120°
分子式
CH4 AB4型

《共价键》键参数

《共价键》键参数

《共价键》键参数
共价键是指两个原子或分子间的相互作用,这种作用通常是由共有的
电子对引起的。

原子之间可能形成共价键,也可能形成其他类型的化学键,例如离子键或氢键。

共价键是最常见的化学结合类型,而且,它是大多数
分子的基础结构组成部分。

共价键是由两个原子之间的共享电子对引起的。

一个电子对由两个电
子合成,这两个电子来自相同的原子,而且,它们在同一层电子结构中
(例如,1s或2p)。

由于两个原子同时用一个电子对在其外层结构中连
接到对方,它们可以被认为是“共享”电子对,而它们之间的作用就是共
价键。

共价键的强度取决于电子对的结合配位数。

配位数指的是在一个化合
物中,一个原子的电子对最多可以与其他原子连接的数量。

通常情况下,
当配位数较低时,共价键较弱,反之较强。

特定化合物中,共价键的强度可以用Kuhn-Mulliken(K-M)级数来
表示。

K-M 系数指的是有多少电子可以被分离来构成另一个共价键。

K-M
系数有助于评估分子中的共价键和其他类型的结合之间的相对强度。

共价键构成了大多数液体和固体的框架。

在共价键中,电子被分配给
所有连接的原子,从而形成稳定的分子。

例如,水分子中的两个氢原子被
共享的电子对连接,而一个氧原子负责把它们连接起来,从而形成H2O分子。

共价键的键参数课件-高二化学人教版(2019)选择性必修2

共价键的键参数课件-高二化学人教版(2019)选择性必修2

例:有关碳和硅的共价键键能如下表所示:
共价键 C—C C—H C—O
Si—Si
Si—H
Si—O
348
413
351
226
318
452
简要分析和解释下列有关事实。
(1)比较通常条件下,CH4和SiH4的稳定性强弱: CH4比。SiH4稳定
(2)硅与碳同族,也有系列氢化物,但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多,原因
[任务二]认识键长
1、概念: 键长是构成化学键的两个原子的核间距。
分子中的原子始终处于不断振动之中,键长只是振动着的原子处于平衡位置时的核间 距。
键长是衡量共价键稳定性的另一个参数
2、键长大小:
元素
C
N
O
Cl
H
共价半径/pm 77
70
66
99
37
键 C-C C=C C≡C Cl-Cl C-H N-H O-H 键长/pm 154 133 120 198 109 101 96
是。
C—C键和C—H键键能较大,所形成的烷烃较稳定,而硅烷中Si—Si键和Si—H 键的键能较小,易断裂,导致长链硅烷难以生成
(3)SiH4的稳定性小于CH4,硅更易生成氧化物,原因是

C—H键的键能大于C—O键,C—H键比C—O键稳定,而Si—H的键能却远小于Si—O键,所
以Si—H键不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si—O键
的两倍;而C≡C的键能却小于C-C键能的三倍,C=C的键能小于C-C的键能的两倍,说明 乙烯和乙炔中的π键不牢固,易发生加成反应,而N2分子中N≡N非常牢固,所以氮分子 不易发生加成反应。
[思考与讨论]
1.计算,1 mol H2分别跟1 mol Cl2、1 mol Br2(蒸气)反应,分别形成2 mol

【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

【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。
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2
[思考·交流] 键能与化学反应能量变化有什么关系?怎样 利用键能计算化学反应的反应热? △H= 反应物总键能-生成物总键能 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: N2(g)+ 3H2(g)== 2NH3(g);△H = —90.8kJ/mol 2H2(g)+ O2(g)== 2H2O(g);△H= —481.9kJ/mol
NO2+ CN2O2ˉ NOCl V形
四原子24电子 NO3ˉ CO32ˉ BF3 SO3 平面三角形
五原子32电子 CCl4 SiF4 SO42- PO42- 正四面体
七原子48电子 SF6 PF6ˉ SiF62ˉ
正八面体
8
一般情况是多重键的σ键比单个的π键键能大,因为电子云重叠程 度大;但N2中的例外,因N≡N很短,反而造成π键电子云重叠程 度较大。这也是N2为什么特别稳定的原因。
1
[交流·讨论]:阅读参考30页表2-1,由表中数据说明下列分 子键能与稳定性关系: A、Cl2、Br2、I2 B、NH3、H2O、HF C、HF、HCl、HBr、HI D、C-C、C=C、C≡C [结论]1、结构相似的分子中,键能越大,化学键越牢固, 由该键形成的分子越稳定。
2、双键的键能不是单键的2倍,三键的键能也不是 单键的3倍;三键>双键>单键
A.SO3
B.BF3
C.CH4
(AB )
D.NO2
练习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
7
3、常见等电子体:
二原子10电子 N2 CO C22ˉO22+ CNˉ NO+ 直线形
二原子11电子 NO O2+
直线形
三原子16电子 CO2 N2O CS2 N3ˉ BeCl2 SCNˉ CNOˉ
9
一般而言,形成共价键的键长越短、键能越大,共价键 越牢固,含有该键的分子越稳定。
5
3、键角: 多原子分子中的两个共价键之间的夹角。 —决定分子空间构型的主要因素
H2O NH3 BF3 CO2 CCl4
105 ° 107°18’ 120° 180° 109°28’
折线型(V)形 三角锥形 平面三角形 直线形 正四面体
键角决定分子的空间构型,键角一定,表明共价键具有
方向性。键角是描述分子立体结构的重要参数,
[小结]
6
三、等电子原理
1.等电子原理: 原子总数相同,价电子总数也相同的微粒,其具有相似 的化学键特征,使得许多性质(立体结构)相近。
2.等电子体:
原子总数相同,价电子总数也相同的微粒。
练习1、与NO3—互为等电子体的是
成键原子形成多重键,必须有而且只能有一个σ键,但可以有一 个或者两个π键。 一般σ键由于是“头碰头”形式成键,电子云重 叠程度大,比较稳定;而π键是“肩并肩”形式成键,电子云重 叠程度小,不稳定。 比如烯烃在与Br2等发生加成反应时,就是 碳碳双键C=C中的π键断裂,而σ键不断裂,这样才能只加入溴原 子而碳链不会断裂。 当炔烃与Br2加成时,由于炔烃中C≡C的键 长比C=C键长短,C≡C中的π键就比C=C中π键要牢固一些,加成 时断裂就难一些,反应速率明显比烯烃要慢。 而N≡N键长更短, 结果导致π键的重叠程度反而比σ键还要大,π键就比σ键牢固了, 因而N≡N中的π键很难被加成,这就导致N2化学性质稳定,要想 使N2反应就必须在高温或有催化剂的情况下使三重键同时断裂才 能反应。
思考与交流:课本32页1
3
2、键长:
P32资料卡片
(1)概念: 成键原子的核间距离
(2)单位: 1pm=10-12m
(3)注意: 因成键原子轨道发生了重叠,键长小于成键原 子的原子半径和。
参考P31表2-2,联系CH4、NH3、H2O键长与稳定性的关系 规律:键长是衡量共价键稳定性的另一个参数。
键长越短,键能越大,键越牢固,该分子越稳定。 方法:比较键长用半径即可。半径越大,键长越长,键能越小。
4
[思考交流]32页 2、N2、O2、F2跟H2的反应能力依次增强,从键能的角 度解释这一化学事实?
从表中数据可知,N-H键,O-H键与H-F键的键能依 次增大,意味着形成这些键时放出的能量依次增大,化 学键越来越稳定。所以N2、O2、F2与H2的反应能力依次 增强。
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?
二、共价键的键参数 键能、键长、键角
1、键能 (1)概念:气态基态原子形成1mol化学键所释放出的最低能量。 (2)单位:kJ/mol,取正值。
解离能:101 kPa、25 ℃,1 mol气体分子AB拆开为中性气 态原子A和B时所需的能量,单位为kJ/mol。 对双原子分子而言,解离能就是键能
[思考·交流]键能大小是共价键强度的一种标度,键能大小与共 价键强度有什么关系?与分子的稳定性有何关系? (3)规律:通常键能愈大,化学键愈牢固,越不容易被打断, 由该键组成的分子也就愈稳定 。
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