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3. 键参数

分子结构与性质 · 高二
先确认一下:这一关能不能学
上面这几节是它的地基 —— 没通的话,补完再回来,比硬啃快得多。
讲清楚它是什么

定义 键参数是描述共价键特征的物理量,主要包括键能、键长和键角,用于量化分子中化学键的强度、长度及空间构型。

从哪来 该知识点建立在“原子核外电子排布”和“原子结构与元素周期律”之上。通过电子排布理解成键电子来源,利用周期律中半径和电负性规律解释键长与键能的变化趋势。

为什么 原子间形成共价键本质是电子云重叠。键长取决于原子半径及重叠程度,半径越小、重叠越多,键长越短;键能取决于电子云重叠区域电子密度及原子核对成键电子的吸引,重叠越多、吸引越强,键能越大;键角则由中心原子孤对电子排斥及成键电子对排斥共同决定,遵循价层电子对互斥理论(VSEPR)。

类比法
将化学键比作“橡皮筋”。键长是橡皮筋静止时的长度,键能是拉断橡皮筋所需的力气。
适合:形象思维强、抽象概念理解困难、需要直观感知的学生。
数据对比法
列出 H-F、H-Cl、H-Br、H-I 的键长和键能数据表,引导学生发现“半径越大,键长越长,键能越小”的规律,并联系周期律解释原因。
适合:逻辑推理能力强、擅长从数据中归纳规律、喜欢实证分析的学生。
结构模型法
使用球棍模型展示 H₂O 和 CO₂ 的键角差异,引入孤对电子对成键电子的排斥作用,解释为何键角不是 180° 或 120°,而是受电子对空间排布影响。
适合:空间想象力好、对微观结构感兴趣、需要深入理解分子几何构型的学生。
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练一道
基础题
比较 H₂O 和 H₂S 的热稳定性,并说明理由。
变式
已知 C-C 键能为 347 kJ/mol,C=C 键能为 614 kJ/mol,C≡C 键能为 839 kJ/mol。为什么 C=C 键能小于 2 倍 C-C 键能?
试试手自己判
检测题
下列分子中,键角最大的是( ) A. H₂O B. NH₃ C. CH₄ D. PCl₃
看答案和判分标准
答案:C
判对标准:
选 C 且能解释:CH₄ 无孤对电子,为正四面体,键角 109.5°;NH₃、H₂O、PCl₃ 均有孤对电子,排斥成键电子对,使键角小于 109.5°,且孤对电子越多,键角越小(H₂O < NH₃ < CH₄)。
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