1.键能
(1)概念:气态分子中1mol化学键解离成气态原子所吸收的能量称为键能。
(2)条件和单位:键能通常是298.15K、101kPa条件下的标准值,单位为kJ·mol-1。
(3)应用:
①判断共价键的稳定性:原子间形成共价键时,原子轨道重叠程度越大,体系能量降低越多,释放能量越多,形成共价键的键能越大,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,共价键的键能越大,分子越稳定。例如分子的稳定性:HF>HCl>HBr>HI。
③利用键能计算反应热:△H=反应物的键能总和-生成物的键能总和。
(4)测定方法:键能通常是298.15K,100kPa条件下的标准值,可以通过实验测定,更多的却是推算获得的
注:同种类型的共价键,键能大小为:单键<双键<三键
2.键长
(1)概念:构成化学键的两个原子的核间距叫做该化学键的键长。由于分子中的原子始终处于不断振动之中,键长只是振动着的原子处于平衡位置时的核间距。
(2)应用:
①判断共价键的稳定性:键长是衡量共价键稳定性的另一个重要参数。键长越短,往往键能越大,表明共价键越稳定。
②判断分子的空间构型:键长是影响分子空间结构的因素之一。
(3)定性判断键长的方法
①根据原子半径进行判断。在其他条件相同时,成键原子的半径越小,键长越短。
②根据共用电子对数判断。相同的两原形成共价键时,单键键长>双键键长>三键键长。
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称为键角。
(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,分子的许多性质都与键角有关。
多原子分子的键角一定,表明共价键具有方向性。
(3)常见分子的键角及分子空间结构:
分子 | 键角 | 空间结构 |
CO2 | (O=C=O)180° | 直线形 |
H2O | (H-O)105° | V形(或称角形) |
NH3 | (N-H)107° | 三角锥形 |
CH4 | (C-H)109º28´ | 正四面体形 |
P4 | (P-P)60º | 正四面体形 |
(4)测定方法:键长和键角的数值可通过晶体的X射线衍射实验获得
小结:键参数对分子性质的影响:相同类型的共价化合物分子,成键原子半径越小,键长越短,键能越大,分子越稳定。