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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
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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
性
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

第一节 共价键

第一节 共价键

单位：kJ/mol
【例如】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三N键释放的最低能量为946 kJ 则 N三N键能为946 kJ/mol
键
键能
键
键能
F-F
Cl-Cl Br-Br I-I C-C C=C C≡C
157
242.7 193.7 152.7 347.7 615 812
常见的等电子体：
⑴N2 ⑵O3
CO SO2
CN－ NO2N 2O
C22AlO2SiO32-
⑶CO2 CS2
⑷SO3 NO3⑸NH3 H3O+
CO32-
⑹CH4
NH4+
-NO2
（7） NO2
科学视野： 用质谱仪测定分子结构
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。
π键的电子云
键特点:两个原子轨道以平行或“肩并肩” 方式重
叠；原子重叠的部分分别位于两原子核构成平面的两 侧，如果以它们之间包含原子核的平面为镜面，它们 互为镜像，称为镜像对称 由于键重叠程度要比键小,所以键的强度要 比键大。

共价键

共价键

高一化学辅导资料（共价键）一、共价键本质与分类1.共价键的概念：原子间通过共用电子对所形成的相互作用叫做共价键。

共价键的本质是原子之间形成共用电子对。

通常电负性相同或差值小的非金属原子形成的化学键为共价键，当两原子的电负性相值差大，形成的是离子键。

2.共价键的分类（1）.根据原子轨道重叠方式划分为：σ键（s-sσ、s-pσ、p-pσ）和π键，见表：（2）．共价键的种类：①配位键：共用电子对的共价键。

②非极性键：共用电子对处于的共价键；③极性键：共用电子对处于的共价键。

3.共价键性质具有饱和性（决定一个原子能形成共价键的总数或以单键连接原子的数目）和方向性（决定分子的空间结构）。

共价键的饱和性决定了各种原子形成分子时相互结合的数量关系，共价键的方向性影响着分子的立体构型。

二、共价键的键参数共价键的键参数主要指键能、健长、键角。

见表：【归纳总结】：决定分子的稳定性的参数为，决定分子构型的参数为。

【迁移应用】：（1）、关于键长、键能和键角，下列说法不正确．．．的是A．键角是描述分子立体结构的重要参数B．键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关C．键能越大，键长越长，共价化合物越稳定D．键角的大小与键长、键能的大小无关（2）、已知部分键能数据如下：H-H 436kJ/mol，O=O 497kJ/mol，H-O 462kJ/mol，求1gH2燃烧生成水时释放的热量。

三、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（物理性质）是相近的。

【迁移应用】：1、(1)、下列不互为等电子体的是（）A．N2O和CO2B．O3和NO2-C．CH4和NH4+D．OH-和NH2-2、找法：（1）找同主族元素：（2）找同周期元素常见的互为等电子体的物质有：双原子分子三原子分子四原子分子五原子分子四、分子的性质1.极性分子和非极性分子特征极性分子的特征：正电中心和负电中心不重合，使分子的某一部分呈正电性（δ+），另一部分呈负电性（δ—），非极性分子的特征：正电中心和负电中心重合。

高中化学选修三 第二章 第一节 共价键 第二课时 键参数 等电子体

高中化学选修三 第二章 第一节 共价键 第二课时 键参数 等电子体

仪器分析
简介 荧光检测水中的双酚 A
CO分子和N2分子的某些性质
等电子原理：
原子数相同，价电子总数相同的分子，结构相似， 物理性质相近。具有等电子特征的微粒互称为 等电子体。
仪器分析
简介 荧光检测水中的双酚 A
等电子体
1 等电子体具有相同的化学键类型和分子构型，物理性质相似，但化学性质差别较大。 2 互为等电子体的物质可以是分子和分子，分子和离子，离子和离子。 3 等电子体的价电子数的计算方法 分子型的=各原子最外层电子数之和 离子型的=各原子最外层电子数之和加减离子所带的电荷数 如：NO2=5+6+6+1=18
仪器分析
简介 荧光检测水中的双酚 A
（1）结构式为 PMR谱上
的有机物，在
观察峰给出的强度之比为 ； （ 2 ）某含氧 有机物，它的 相对分子质量为 46.0，碳的质量分数为52.2%，氢的质量分数为 13.0%，PMR中只有一个信号，请写出其结构简 式 。 （3）实践中可根据PMR谱上观察到氢原子给 出的峰值情况，确定有机物的结构。如分子式为 C3H6O2 的链状有机物，有 PMR 谱上峰给出的稳 定强度仅有四种，其对应的全部结构， ④ 2∶2∶1∶1，请分别推断出结构简式： ① ② ③ ④ 。
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更稳定,即HBr更容 易发生热分解生成相应的单质.
仪器分析 简介 荧光检测水中的双酚 A
某些共价键的键能

2.1.2键参数、等电子原理课件高二化学人教版选择性必修2

2.1.2键参数、等电子原理课件高二化学人教版选择性必修2

568
431.8
366
298.7
①若使2 mol H—Cl键断裂为气态原子，则发生的能量变化
是 吸收863.6kJ的能量。
②表中共价键最难断裂的是 H—F ，最易断裂的是 H—I 。
③由表中键能大小数据说明键能与分子稳定性的关系：HF、HCl、
HBr、HI的键能依次 减小 ，说明四种分子的稳定性依次 减弱 ，
即HF分子很稳定，最 难 分解，HI分子最不稳定， 易 分解。
[基础•初探]
(3)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。
不能
②非金属性越强的原子形成的共价键越牢固，________________。
（2）从数据中找出一些规律，请写出一条：
同主族元素原子与相同原子结合形成共价键时，该主族元素原子半径越小，共价键越牢固
。
1
218kJ mol
330kJ mol1
试预测C—Br键的键能范围：________________<C—Br键的键能<________________。
___
；由热化学方程式2H2 (g) + S2 (s) =
2H2 S(g)Δ = −224.5kJ ⋅ mol−1 和表中数据可计算出 1molS2(s)变为 1molS2(g)时
4.5
将__________（填“吸收”或“放出”）_______kJ的热量。
吸收
课堂小结

2.1.2《共价键的键参数 等电子原理》导学案(含解析)

2.1.2《共价键的键参数 等电子原理》导学案(含解析)

第二章《原子结构与性质》导学案第一节共价键（第二课时共价键的键参数等电子原理）【学习目标】1.通过阅读思考、数据分析，认识键能、键长、键角等键参数的概念，能用键参数――键能、键长、键角说明简单分子的某些性质。

2通过讨论交流、问题探究等活动，知道等电子原理，会判断简单的等电子体，能结合实例说明“等电子原理的应用。

【学习重点】键参数的概念、“等电子原理”及应用【学习难点】用键参数说明简单分子的结构和某些性质【自主学习】旧知回顾：1.化学反应的实质是反应物分子内旧键的断裂和生成物分子内新键的形成。

当物质发生化学反应时，断开反应物的化学键要_吸收_(放出或吸收)能量；而形成生成物的化学键要__放出__(放出或吸收)能量。

2.s轨道与s轨道形成σ键时，电子并不是只在两核间运动，只是电子在两核间出现的概率大。

因s轨道是球形的，故s轨道与s轨道形成σ键时，无方向性。

两个s 轨道只能形成σ键，不能形成π键。

两个原子间可以只形成σ键，但不能只形成π键。

新知预习：1.键能、键长和键角是共价键的三个键参数。

键能是气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量。

键能的单位是 kJ·mol－1 。

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。

键角是指在原子数超过2的分子中，两个共价键之间的夹角。

在多原子分子中键角是一定的，这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。

2.等电子原理是原子总数相同、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。

如 CO和N2 等。

【同步学习】情景导入：N2与H2在常温下很难反应，必须在高温下才能发生反应，而F2与H2在冷暗处就能发生化学反应，为什么？要解决这个问题就要了解这些分子中共价键的构成和共价键的键参数。

活动一、共价键的价参数1.阅读思考：（1）阅读教材P30页内容，结合表2-1，思考键能的概念是什么？键能与分子的稳定性有何关系？【温馨提示】①键能是气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量。

《共价键》键参数解析


109°28′ 60° 120° 107°18′ 104°30′ 180°
CH4、CCl4、(NH4+) 白磷：P4 苯、乙烯、SO3、BF3等 NH3 H2O CO2、Cs2、CH≡CH
[观察]P32页中表2-3的数据
• 从表中可以看出，CO分子与N2分子在许多 性质上十分相似，这些相似性，可以归结 为它们具有相等的价电子数，导致它们具 有相似的化学结构。
Br-Br
I-I C-C
193.7
152.7 347.7
O －O
O ＝O C －H
142
497.3 413.4
C=C
C≡C C－O C＝O N－N N＝N N≡N
615
812 351 745 193 418 946
O －H
N －H H-F H-Cl H-Br H-I H-H
462.8
390.8 568 431.8 366 298.7 436
键 H －F
H-Cl H-I
键能 565.0
428.0 295.0
键长 92
128 161
思考与交流
⑴ N2、O2、F2跟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？ ⑵ 通过上例子，你认为键长、键能对分子 的化学性质有什么影响？ 一般地，形成的共价键的键能越大，键 长越短，共价键越稳定，含有该键的分子越 稳定，化学性质越稳定。
键 Cl-Cl Br-Br I-I O －H 键能 242.7 193.7 152.7 462.8 键 N ＝O O －O O ＝O N －H 键能 607 142 497.3 390.8
[例题] • 根据表2-1数据，计算1molH2分别跟1molCl2、 1molBr2（蒸气）反应，分别生成2molHCl和 2molHBr分子，哪个反应放出的能量多？

2-1-2共价键的键参数与等电子原理


一、键参数 1．键能 (1)定义：键能是指________形成________mol化学键释
放的________能量。
(2)键能与共价键的稳定性之间的关系：化学键的键能 越大，化学键________，越不容易________。
人 教 版 化 学
第二章 分子结构与性质
2．键长 (1) 定 义 ： 键 长 是 指 形 成 共 价 键 的 两 个 原 子 之 间 的 ________，因此________决定化学键的键长，________越小，人 共价键的键长越短。 (2)键长与共价键的稳定性之间的关系：共价键的键长 越短，往往键能________，这表明共价键________，反之
人 教 版 化 学
[解析]
化学键断裂时吸收能量、化学键形成时放出能
量，根据化学键断裂和形成的能量大小，判断化学反应是 吸热反应还是放热反应。 [答案] 焓变与化学键的关系如下：ΔH＝反应物的键 能 总 和 － 生 成 物 的 键 能 总 和 ， ΔH ＝ (436kJ·mol － 1 ＋
243kJ·mol － 1)－2×431kJ·mol － 1 ＝－183kJ·mol － 1 ，由于
ΔH＜0所以是放热反应。
第二章 分子结构与性质
[点评]
掌握好化学键的键能与化学反应焓变之间的关
系，是解决此类问题的关键。
人 教 版 化 学
第二章 分子结构与性质
【例3】 理由是( )
能说明BF3分子中的4个原子处于同一平面的
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
第二章 分子结构与性质
1.等电子原理的定义：原子总数相同、价电子总数相同

共价键


CH4 CCl4 109°28′
NH3 107°18′
H2O 105°
CO2 180°
键能
衡量共价键的稳定性
键长
描述分子的立体结构
键角
三、等电子原理
原子总数相同、价电子总数相同的分子 1、定义：
2、特点： 具有相似的化学键特征许多性质是相近的
注意：有时将原子总数、价电子总数相同的 离子也认为是等电子体
共价键
一、共价键
1、化学键及其分类
相邻原子或离子之间强烈的相互作用 金属键 按化学键成键方式 分为三种： 共价键 离子键 金属晶体 分子晶体 原子晶体 离子晶体
2、共价键
本质：共用电子对（两单个电子形成一对电子）极性共价键 不同原子成键 非极性共价键 同种原子成键
σ键
按电子云重叠方式按成键方式
π键
4、σ键
定义：两个原子轨道沿键轴方向以“头碰头” 的方式重叠 （重叠程度大，稳定性高，可 绕键轴旋转）
H
H
H
H
H
H
H
Cl
H
Cl
5、π键
定义：两个原子轨道以平行即“肩并肩” 方式重叠（重叠程度较小，稳定性较差， 不能旋转）
项目
键型
σ键
π键
沿轴方向“头碰头” 平行方向“肩并肩” 电子云形状 轴对称 镜像对称 牢固程度 成键判断规 律 强度大，不易断 强度较小，易断
同种元素形成的共价键的键能： 单键<双键<叁键 σ键键能> π键键能
2、键长
共价键的两个原子间的核间距
共价半径：同种原子的共价键键长的一半 稀有气体为单原子分子，无共价半径 键长越短，键能越大，分子越稳定
同种元素间形成的共价键的键长： 单键>双键>叁键

共价键理论


151 NO 286 946 CO 1071
O2
493
C=C CC
610 835
O–H
463
键长 分子内成键两原子核间的平均距离。
两原子形成同型共价键的键长越短， 键能越高，键越稳定。
.
键长
同一种键在不同分子中的键长几乎相等。常用不 同分子中同一种键的平均键长作为该键的键长。
例如：C-C单键的键长： 在金刚石中为154.2pm；
1.两个原子接近时，只有自旋方向相反的单 电子可以相互配对（两原子轨道重叠），使电子 云密集于两核之间，系统能量降低，形成稳定的 共价键。
2.自旋方向相反的单电子配对形成共价键后， 就不能再和其他原子中的单电子配对。
所以，每个原子所能形成共价键的数目，取决 于该原子中的单电子数目。 这就是共价键的饱和性。
在乙烷中为153.3pm； 在丙烷中为154pm；
在环己烷中为153pm。
因此，将 C-C单键的键 长定为154pm。
两原子形成的同型共价键的键长越短，键越牢固。 就相同的两原子形成的键而言，单键键长>双键键长> 叁键键长。例如：C=C 键长为134pm；CC 键长为120pm。
键角
分子中同一原子形成的两个化学键间的夹角 称为键角。 对于多原子分子，由于分子中的原子在空 间排布情况不同就有不同的几何构型。 由此可见，知道一个分子的键角和键长，就 可确定分子的几何构型。
现代价键理论要点
σ键、π键形成
现代价键理论要点
“s-s” σ键
现代价键理论要点
“s-p” σ键
现代价键理论要点
“p-p” σ键
现代价键理论要点
“p-p” π键
共价键的类型
对于含有成单的 s 电子或成单的 p 电子的原 子，它们可以通过s–s、s–px、px–px、py–py、 pz–pz等轨道重叠形成共价键。
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