常见键长,键角

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。

§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_________。

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°。

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。

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。

分子中键角大小的比较标题：分子中键角大小的比较：结构和影响因素介绍：分子中的键角是指相邻原子之间的键与键之间的夹角。

这些中键角的大小是分子结构的关键特征，它们不仅影响着分子的形状和性质，还能提供有关化学反应机理和分子间相互作用的重要信息。

本文将探讨分子中键角大小的比较，并介绍其中的结构和影响因素。

第一部分：分子中键角的定义和测量方法- 介绍分子中键角的定义，以及如何通过实验方法或理论计算来测量键角大小。

- 解释键角大小的重要性，以及为什么它对分子性质和化学反应至关重要。

第二部分：单键和双键中的键角差异- 比较单键和双键中的键角大小差异。

- 解释为什么双键通常比相应的单键具有更小的键角。

第三部分：影响键角大小的结构因素- 介绍如原子大小、原子间电子云的重叠程度、共振和环状结构等结构因素如何影响键角大小。

- 提供具体的例子和实验结果来支持这些结构因素对键角大小的影响。

第四部分：键角大小的化学和生物学意义- 探讨键角大小在化学反应速率、化学平衡和分子间相互作用中的重要性。

- 强调键角大小对于理解生物分子的二级和三级结构以及蛋白质的功能的重要作用。

总结与回顾：- 总结分子中键角大小的比较和影响因素。

- 强调键角在分子结构、性质和功能中的重要性，并展望其在未来研究中的潜在应用前景。

观点和理解：- 结合前文的内容，阐述我的观点和理解，包括键角大小对于不同分子的重要性、其在化学反应和生物学中的作用以及未来研究的潜力。

注意：以上是一篇草稿，实际写作过程中还需进一步扩展和细化各个部分，并丰富文章内容。

化学反应速率、化学平衡和分子间相互作用在化学和生物学领域中具有重要的意义。

其中，键角大小在理解生物分子的二级和三级结构，以及蛋白质的功能中起着关键的作用。

首先，化学反应速率是描述化学反应进行快慢的指标之一。

分子之间的相互作用是决定反应速率的重要因素之一。

在化学反应中，键角大小直接影响着分子之间的键的强度和稳定性。

较小的键角可以缩短键长，提高键的强度。