共价键参数和原子晶体

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,共价键的参数,键能,键长,键角,分子的稳定性,分子的空间结构,共价键的参数,键能：,在101kPa、298K条件下，,1mol气态AB分子生成气态A原子和气态B原,子的过程所吸收的能量。,E,r,键长：,成键两原子间的平均间距。,键,键长,/pm,键能,/kJ.mol,-1,键,键长,/pm,键能/,kJ.mol,-1,HH,60,436,C,C,120,815,ClCl,198,243,O,O,121,498,BrBr,228,193,HF,92,567,II,366,151,HCl,128,431,NN,141,159,HBr,142,366,N,N,124,418,HI,162,298,N,N,110,946,HO,96,463,CC,154,348,HN,101,393,C,C,133,615,HC,109,413,请认真分析表3-5，思考共价键键能与键长的关系：,共价键的参数,结论：,键长越短，键能越大，共价键越稳定。,原子间形成共价键,原子轨道发生重叠。原子,轨道重叠程度越大，共价键的键能越大，两,原子核的平均间距键长越短。,键,键,键 能 kJ/mol,键 能 kJ/mol,HH,CH,ClCl,Br Br,I I,C C,OH,NH,HCl,H I,436,247,193,151,346,413,463,391,431,299,试比较,氯化氢,及,碘化氢,的稳定性，解释原因。,结论：一般，结构相似的分子，其共价键的键长越短，共价键的键能越大，分子越稳定。,反应热与键能关系,N,2,O,2,NO,+,吸收能量,946KJ/mol,吸收能量,498KJ/mol,放出能量,2632KJ/mol,反应物,生成物,反应热与键能关系,Cl,2,H,2,HCl,+,吸收能量,243KJ/mol,吸收能量,436KJ/mol,放出能量,2431KJ/mol,反应物,生成物,反应热与键能关系,E反应物,E生成物,H,H=E生成物E反应物,E生成物总键能,E反物总键能,H=E反应物总键能E生成物总键能,反应热与键能关系,P50 问题解决,（2）H=2 436kJ/mol+498kJ/mol2(2463),kJ/mol=482kJ/mol,、,（1）H=946kJ/mol+3436kJ/mol,2（3393）kJ/mol=104kJ/mol,2、H-X的键能分别是：,HF=567kj/mol，HCl=431kj/mol,HBr=366kj/mol，HI=298kj/mol,结论：键能越大，分子的稳定性越强,思考,氟气与氢气不需光照就能剧烈化合，并发生爆炸；而氯气与氢气需强光照射才能迅速化合，并发生爆炸。造成这一差别的根本原因是,A.H一Cl 键比H一F 键弱的多,B,氟吸引电子的能力比氯强,C,H F 的热稳定性比HCl 大,D,F一F 键比ClCl的键能小,E,氟气跟氢气化合比氯气跟氢气化合放出的热量多,原子的反应活泼性,与原子得失电子的难易有关.,分子的反应活泼性,主要与反应物分子的键能有关，,化学反应的发生,与所形成的新分子的键能（即稳定性）有关。,在相同状态下，反应物分子键能越小，参与反应的原子越活泼，反应后形成的新分子越稳定，则这个化学反应越易发生。若三者关系不一致，则起,主要作用,的是反应物分子的键能大小。这可由氧原子比氯原子活泼，而氯气比氧气活泼的事例,证实，,故应选D。,F一F 159 ClCl 243 II 151,原子晶体,1、什么叫原子晶体？,晶体中所有原子都是通过共价键结合的空间网状,结构。,2、原子晶体的特点？,由于共价键键能大，所以原子晶体一般具有很高,的熔、沸点和很大的硬度，一般不溶于溶剂。,3、常见哪些物质属于原子晶体？,金刚石、单晶硅、碳化硅（金刚砂）、,二氧化硅、氮化硼（BN）等。,109,28,金刚石的晶体结构示意图,共价键,变式一：,将,NaCl,晶胞中的所有,Na,+,去掉，并将全部,Cl,-,换成,C,原子，再在每两个不共面的“小立方体”中心处各放置一个,C,原子便构成了金刚石的一个晶胞，则一个金刚石的晶胞中有,_,个,C,原子。,8,180,109,28,Si,o,二氧化硅的晶体结构示意图,共价键,变式二：,白硅石,SiO,2,属,AB,2,型共价键晶体。若将金刚石晶胞中的所有,C,原子换成,Si,原子，同时在每两个相邻的,Si,原子,(,距离最近的两个,Si,原子,),中心联线的中点处增添一个,O,原子，则构成,SiO,2,晶胞，故,SiO,2,晶胞中有,_,个,Si,原子，,_,个,O,原子，离,O,原子最近的,Si,原子有,_,个，离,Si,原子最近的,O,原子有,_,个。,4,8,16,2,问题解决2,（1）观察金刚石晶胞，判断碳原子的成键情况及每个晶胞中所含碳原子数,（2）推测同为原子晶体的晶体硅和碳化硅SiC的晶胞是怎样的？,（3）比较三种原子晶体的熔点和硬度的高低，说明理由？,金刚石,晶体硅,碳化硅,原子晶体,键能/kJmol,键长/pm,熔点/,硬度,金刚石,（CC）348,154,3550,10,晶体硅,（SiSi）348,234,1415,7,碳化硅,（CSi）348,184,2600,9,（4）对照三种原子晶体的键长、键能数据，体会影响原子晶体熔点和硬度大小的因素,P51 问题解决,结论：原子晶体中原子间的键长越长，键能越大，晶体的熔点越高，硬度越大。,晶 体,示意图,最小环的形状,原子成键数,键的平均数,原子的平均数,原子/键数,6原子同面,3,61/6=1,6（个）1/3 =2,1/（,1/2 3）=2:3,6原子不同面,4,61/2=3,6（个）1/12=1/2,1/（,1/2 4）=1:2,二.找比例,3.二氧化硅中，,一个Si 原子与,个O 原子成键，,一个O 原子与,个Si 原子成键，故化学式为,每个最小环中平均含,个Si 原子，,个O 原子,个Si-O键,a mol二氧化硅晶体中，硅氧键数为,mol。,60g二氧化硅中，六边形数为,mol,4,4a,2,SiO,2,2,6/12=1/2,6/6=1,12/6=2,在高压下氮气会发生聚合得到高聚氮（每个氮原子都通过三,个N-N单键与其它氮原子形成空间网状结构）和“足球N,60,”。,已知：N-N键的键能为160 kJ/mol，N,2,的键能为942 kJ/mol，,（1）两种物质晶体类型：,高聚氮,晶体，,足球N,60,晶体,（2）比较下列大小关系：,熔点：N,60,N,2,稳定性：N,60,N,2,等物质的量分解吸收的热量:N,60,N,2,原子,分子,