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1、1第二章第二章 分子结构与性质分子结构与性质第一节第一节 共价键共价键 第二课时第二课时2 1、键能：气态基态原子形成l mol化学键释放的最低能量。通常取正值。单位：kJ/mol 如，形成形成l mol HH键释放的最低能量为键释放的最低能量为4360 kJ，则则 HH键能为为4360 kJ/mol 形成形成1 molN三三N键释放的最低能量为键释放的最低能量为946 kJ 则则 N三三N键能为为946 kJ/mol二、键参数二、键参数:键能、键长、键角键能、键长、键角3 某些共价键的键能某些共价键的键能观察分析观察分析键能大小与化学键稳定性的关系？键能大小与化学键稳定性的关系？键能越大，化
2、学键越稳定键能越大，化学键越稳定4某些共价键键长某些共价键键长2、键长：形成共价键的两个原子之间的核间距、键长：形成共价键的两个原子之间的核间距1pm=1012 m观察分析观察分析键长与键能的关系？键长与键能的关系？键长越短，键能越大，共价键越稳定。键长越短，键能越大，共价键越稳定。53、键角：两个共价键之间的夹角称为键角。分子的形状有共价键之间的夹角决定分子的形状有共价键之间的夹角决定如：三原子分子CO2的结构式为OCO，它的键角为180，是一种直线形分子；如，三原子分子H20的HOH键角为105，是一种 V形分子。多原子分子的键角一定，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
3、，分子的许多性质都与键角有关。6共价半径：共价半径：相同原子的共价键键长的一半称为共价半径。相同原子的共价键键长的一半称为共价半径。71 1、试利用表、试利用表2l2l的数据进行计算，的数据进行计算，1 mo1 H1 mo1 H2 2分分别跟别跟l molCll molCl2 2、lmolBrlmolBr2 2(蒸气蒸气)反应，分别形成反应，分别形成2 2 mo1HClmo1HCl分子和分子和2molHBr2molHBr分子，哪一个反应释放的能分子，哪一个反应释放的能量更多量更多?如何用计算的结果说明氯化氢分子和溴化如何用计算的结果说明氯化氢分子和溴化氢分子哪个更容易发生热分解生成相应的单质？
4、氢分子哪个更容易发生热分解生成相应的单质？2 2N N2 2、0 02 2、F F2 2跟跟H H2 2的反应能力依次增强，从键能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的角度应如何理解这一化学事实?3 3通过上述例子，你认为键长、键能对分子的通过上述例子，你认为键长、键能对分子的化学性质有什么影响？化学性质有什么影响？思考与交流思考与交流81 1、形成、形成2 mo1HCl2 mo1HCl释放能量：释放能量：2 2431.8 kJ 431.8 kJ(436.0kJ+242.7kJ)=184.9 kJ(436.0kJ+242.7kJ)=184.9 kJ形成形成2 mo1HBr2
5、mo1HBr释放能量：释放能量：2 2366kJ 366kJ(436.0kJ+193.7kJ)=102.97kJ(436.0kJ+193.7kJ)=102.97kJHClHCl释放能量比释放能量比HBrHBr释放能量多释放能量多,因而生成的因而生成的HClHCl更稳定更稳定,即即HBrHBr更容易发生热分解生成相应的单质更容易发生热分解生成相应的单质.2 2、键能大小是：、键能大小是：F-HO-HN-HF-HO-HN-H3 3、键长越长，键能越小，键越易断裂，化学性、键长越长，键能越小，键越易断裂，化学性质越活泼。质越活泼。汇报汇报9 COCO分子和分子和NN2 2分子的某些性质分子的某些性质
6、 等电子原理：等电子原理：原子总数相同、价电子总数相同的分子具有原子总数相同、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相似的化学键特征，它们的许多性质是相近的的 10科学视野：科学视野：用质谱仪测定分子结构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，通过子具有不同的相对质量，
7、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，图的结构。例如，图2727的纵坐标是相对丰度的纵坐标是相对丰度(与粒子的与粒子的浓度成正比浓度成正比)，横坐标是粒子的质量与电荷之比，横坐标是粒子的质量与电荷之比(m(me)e)，简称质荷比。化学家通过分析得知，简称质荷比。化学家通过分析得知，m me e9292的峰是的峰是甲苯分子的正离子甲苯分子的正离子(C(C6 6H H5 5CHCH3 3)，m me e91
8、91的峰是丢失一的峰是丢失一个氢原子的的个氢原子的的C C6 6H H5 5CHCH2 2 ，m me e6565的峰是分子碎片的峰是分子碎片因此，化学家便可推测被测物是甲苯。因此，化学家便可推测被测物是甲苯。1112例题例题:20022002年诺贝尔化学奖表彰的是在年诺贝尔化学奖表彰的是在“看清看清”生物大生物大分子真面目方面的科技成果，一项是美国科学家约分子真面目方面的科技成果，一项是美国科学家约翰翰芬恩与日本科学家田中耕一芬恩与日本科学家田中耕一“发明了对生物大发明了对生物大分子的质谱分析法分子的质谱分析法”；另一项是瑞士科学家库尔；另一项是瑞士科学家库尔特特维特里希维特里希“发明了利用
9、核磁共振技术测定溶液发明了利用核磁共振技术测定溶液中生物大分子三维结构的方法中生物大分子三维结构的方法”。质子核磁共振。质子核磁共振（PMRPMR）是研究有机物结构的有力手段之一，在）是研究有机物结构的有力手段之一，在所有研究的化合物分子中，每一结构中的等性氢原所有研究的化合物分子中，每一结构中的等性氢原子在子在PMRPMR中都给出了相应的峰（信号），谱中峰中都给出了相应的峰（信号），谱中峰的强度与结构中的等性的强度与结构中的等性H H原子个成正比。例如乙醛原子个成正比。例如乙醛的结构简式为的结构简式为CHCH3 3CHOCHO，在，在PMRPMR中有两个信号，中有两个信号，其强度之比为其强度
10、之比为3:13:1。13（1）结构式为）结构式为 的有机物，在的有机物，在PMR谱上谱上观察峰给出的强度之比为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）某含氧有机物，它的相对分子质量为46.0，碳的质量分数为碳的质量分数为52.2%，氢的质量分数为，氢的质量分数为13.0%，PMR中只有一个信号，请写出其结构简式中只有一个信号，请写出其结构简式 。（3）实践中可根据）实践中可根据PMR谱上观察到氢原子给出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，有的链状有机物，有PMR谱上峰给出的稳定谱
11、上峰给出的稳定强度仅有四种，其对应的全部结构，它们分别为强度仅有四种，其对应的全部结构，它们分别为：3 3 3 2 1 3 1 1 1 2 2 1 1，请分别推断出结构简式：，请分别推断出结构简式：。14（1 1）2 2：2 2：2 2：2 2：2 2或者或者1 1：1 1：1 1：1 1：1 1（2 2）CHCH3 3OCHOCH3 3（3 3）CHCH3 3COOCHCOOCH3 3 CHCH3 3CHCH2 2COOH COOH CHCH3 3CHCH（OHOH）CHO CHO HOCHHOCH2 2CHCH2 2CHOCHO参考答案：参考答案：15再 见16回答键能越大，即形成化学键时放出的能量越多，意味着这个化学键越稳定，越不容易被打断。板书 键能越大，化学键越稳定。键长是衡量共价键稳定性的另一个参数，是形成共价键的两个原子之间的核间距。板书。讲述板书过渡分子的形状有共价键之间的夹角决定，下面我们学习键角。板书 例如，三原子分子CO2的结构式为OCO，它的键角为180，是一种直线形分子；又如，三原子分子H20的HOH键角为105，是一种角形(V形)分子。多原子分子的键角一定，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，分子的许多性质都与键角有关。板书 两个共价键之间的夹角。
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