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共價鍵參數(shù)
第二章 分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
共價鍵的強弱用什么來衡量？我們?nèi)绾斡没瘜W(xué)語言來描述不同分子的空間結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性？
鹵化氫 在1000℃分解的百分數(shù)/%
HCl 0.0014
HBr 0.5
HI 33
說明：鹵化氫的穩(wěn)定性大小比較為HCl＞HBr ＞ HI
1.了解共價鍵鍵參數(shù)的含義，能用鍵能、鍵長、鍵角說明簡單分子的某些性質(zhì)。
2.通過認識共價鍵的鍵參數(shù)對物質(zhì)性質(zhì)的影響，探析微觀結(jié)構(gòu)對宏觀性質(zhì)的影響。
一、鍵能
氣態(tài)分子中1 mol化學(xué)鍵解離成氣態(tài)原子所吸收的能量。
2.意義：
鍵能越大，斷鍵吸收的能量越多，化學(xué)鍵越牢固，物質(zhì)越穩(wěn)定。
鍵能可通過實驗測定，更多卻是推算獲得的（如蓋斯定律），是平均值。
如斷開CH4中的4個C—H，所需能量并不相等，因此，CH4中的C—H只能是平均值，故C—H鍵能是更多分子中的C—H鍵能的平均值。
1.概念：
通常是298.15 K、101 kPa條件下的標準值，通常取正值，單位是kJ/mol。
鍵 鍵能（kJ·mol-1）
N-O 176.0
N=O 607.0
O-O 142.0
O=O 497.3
C-C 347.7
C=C 615.0
C≡C 812.0
某些共價鍵的鍵能
鍵 鹵素原子半徑（pm） 鍵能（kJ·mol-1）
H-F 71 568.0
H-Cl 99 431.8
H-Br 114 366.0
H-I 133 298.7
3.共價鍵鍵能規(guī)律：
（1）成鍵原子相同時，鍵能強弱比較：單鍵鍵能＜雙鍵鍵能＜三鍵鍵能。
（2）形成共價鍵的原子的半徑越大，鍵能越小。
4、應(yīng)用
（1）判斷共價鍵的穩(wěn)定性
鍵能越大，斷開化學(xué)鍵需要吸收的能量越多，化學(xué)鍵越穩(wěn)定。
（2）判斷分子的穩(wěn)定性
結(jié)構(gòu)相似的分子中，共價鍵的鍵能越大，分子越穩(wěn)定。
（3）判斷化學(xué)反應(yīng)中的能量變化
ΔH=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能
N2、O2、F2與H2的反應(yīng)能力依次增強，從鍵能的角度如何理解這一化學(xué)事實。
從表2-1的數(shù)據(jù)可知，N≡N、O=O、F-F的鍵能依次減小，而N-H、O-H與H-F的鍵能依次增大。即舊鍵易斷裂，新鍵形成后很穩(wěn)定。所以N2、O2、F2與H2的反應(yīng)能力依次增強。
鍵 N≡N O=O F-F N-H O-H F-H
鍵能（kJ/mol） 946 497.3 157 390.8 462.8 568
二、鍵長
定義：構(gòu)成化學(xué)鍵的兩個原子之間的核間距。
單位：pm（1 pm＝10-12 m）
Cl2中Cl-Cl鍵長
(1)鍵長與分子空間結(jié)構(gòu)的關(guān)系：鍵長是影響分子空間結(jié)構(gòu)的因素之一。如CH4分子的空間結(jié)構(gòu)是正四面體，而CH3Cl只是四面體而不是正四面體，原因是C—H和C—Cl的鍵長不相等。
(2)定性判斷鍵長的方法
①根據(jù)原子半徑進行判斷。在其他條件相同時，成鍵原子的半徑越小，鍵長越短。
②根據(jù)共用電子對數(shù)判斷。就相同的兩原子形成的共價鍵而言，當兩個原子形成雙鍵或者三鍵時，由于原子軌道的重疊程度增大，原子之間的核間距減小，鍵長變短，故單鍵鍵長＞雙鍵鍵長＞三鍵鍵長。
歸納總結(jié)
鍵 鍵長（pm） 鍵能（kJ·mol-1）
H-F 92 568
H-Cl 127 431.8
H-Br 142 366
H-I 161 298.7
鍵 鍵長（pm） 鍵能（kJ·mol-1）
Cl-Cl 198 242.7
Br-Br 228 193.7
I-I 267 152.7
鍵 鍵長（pm） 鍵能（kJ·mol-1）
C-C 154 347.7
C=C 133 615
C≡C 120 812
通過觀察共價鍵的鍵長和鍵能的數(shù)據(jù)，你能發(fā)現(xiàn)鍵長和鍵能之間的關(guān)系嗎？
F-F不符合“鍵長越短，鍵能越大”的規(guī)律，為什么？
F-F 141
157.0
關(guān)系：鍵長越短，鍵能越大
鍵 鍵長（pm） 鍵能（kJ·mol-1）
H-F 92 568
H-Cl 127 431.8
H-Br 142 366
H-I 161 298.7
鍵 鍵長（pm） 鍵能（kJ·mol-1）
Cl-Cl 198 242.7
Br-Br 228 193.7
I-I 267 152.7
鍵 鍵長（pm） 鍵能（kJ·mol-1）
C-C 154 347.7
C=C 133 615
C≡C 120 812
F-F不符合“鍵長越短，鍵能越大”的規(guī)律，為什么？
F-F 141
157.0
F原子半徑很小，因此F-F的鍵長短，而由于鍵長短，兩個F原子形成共價鍵時，原子核之間的距離小，排斥力大，因此鍵能小。
鍵長的應(yīng)用：
（1）判斷共價鍵的穩(wěn)定性
鍵長越短，鍵能越大，表明共價鍵越穩(wěn)定。
（2）分子的空間結(jié)構(gòu)
鍵長是影響分子空間結(jié)構(gòu)的因素之一。
解題規(guī)律：鍵長越短→鍵能越大→鍵越牢固→分子越穩(wěn)定
三、鍵角
鍵角是指在多原子分子中,兩個相鄰共價鍵之間的夾角。
鍵長和鍵角的數(shù)值可以通過晶體的X射線衍射實驗獲得。
分子的空間結(jié)構(gòu) 鍵角 實例
正四面體形 _________ CH4、CCl4
平面形 _____ 苯、乙烯、BF3等
三角錐形 107° NH3
V形(角形) _____ H2O
直線形 _____ CO2、CS2、CH≡CH
試根據(jù)空間結(jié)構(gòu)填寫下列分子的鍵角
109°28′
120°
105°
180°
如圖白磷和甲烷均為正四面體結(jié)構(gòu)，它們的鍵角是否相同，為什么？
不同，白磷分子的鍵角是指P—P之間的夾角，為60°；而甲烷分子的鍵角是指C—H的夾角，為109°28′。
鍵能
鍵長
共價鍵的穩(wěn)定性
一般地，形成的共價鍵的鍵能越大，鍵長越短，共價鍵越穩(wěn)定，含有該鍵的分子越穩(wěn)定，化學(xué)性質(zhì)越穩(wěn)定。
鍵角
分子的空間結(jié)構(gòu)
決定分子的性質(zhì)
鍵參數(shù)
決定
決定
1、N—H的鍵能的含義是(　　)
A．由N和H形成1 mol NH3所放出的能量
B．把1 mol NH3中的共價鍵全部解離所吸收的能量
C．解離約6.02×1023個N—H所吸收的能量
D．形成1個N—H所放出的能量
C
2、關(guān)于鍵能、鍵長和鍵角，下列說法中不正確的是(　　)
A、鍵能可用于估算反應(yīng)熱
B、鍵長的長短與成鍵原子的半徑和成鍵數(shù)目有關(guān)
C、一般情況下，鍵長越長，鍵能越大，共價化合物越穩(wěn)定
D、鍵角的大小與鍵長的長短、鍵能的大小無關(guān)
C
3、共價鍵①N≡N　②H—F　③H—O　④N—H　⑤P—H中，鍵能由大到小的順序正確的是(　 )
A、①②③④⑤　　　　
B、⑤④③②①
C、①⑤④③②
D、②③④⑤①
A
4、下列說法正確的是（ )
A、分子的結(jié)構(gòu)是由鍵角決定的
B、共價鍵的鍵能越大，共價鍵越牢固，由該鍵形成的分子越穩(wěn)定
C、CF4、CCl4、CBr4、CI4中C-X的鍵長、鍵角均相等
D、NH3分子中兩個N-H的鍵角為120°
B

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