第二章 分子结构与性质

第一节 共价键

第二课时

某些共价键的键能

二、键参数 : 键长、键能、键角

某些共价键键长

键长与键能的关系？键长越短，键能越大，共价键越稳定。

共价半径：

相同原子的共价键键长的一半称为共价半径。

1 、试利用表 2—l 的数据进行计算， 1 mo1 H2

分别跟 l molCl2 、 lmolBr2( 蒸气 ) 反应，分别形成 2 mo1HCl 分子和 2molHBr 分子，哪一个反应释放的能量更多 ?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？2 ． N2 、 02 、 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 ?3 ．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？

思考与交流

1 、 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 .

2 、键能大小是： F-H>O-H>N-H3 、键长越长，键能越小，键越易断裂，化学性

质越活泼。

汇报

CO 分子和 N2 分子的某些性质

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，它们的许多性质是相近的

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。

例题 :2002 年诺贝尔化学奖表彰的是在“看清”生物大分子真面目方面的科技成果，一项是美国科学家约翰 · 芬恩与日本科学家田中耕一“发明了对生物大分子的质谱分析法”；另一项是瑞士科学家库尔特 · 维特里希“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”。质子核磁共振（ PMR ）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子在 PMR 中都给出了相应的峰（信号），谱中峰的强度与结构中的等性 H 原子个成正比。例如乙醛的结构简式为 CH3—CHO ，在 PMR 中有两个信号，其强度之比为 3:1 。

（ 1 ）结构式为 的有机物，在 PMR 谱上

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 C

3H6O2 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，它们分别为：① 3∶3 ②3∶2∶1 ③3∶1∶1∶1 ④2∶2∶1∶1，请分别推断出结构简式：

① ② ③ ④ 。

（ 1 ） 2 ： 2 ： 2 ： 2 ： 2 或者 1 ： 1 ： 1 ：1 ： 1

（ 2 ） CH3OCH3

（ 3 ）① CH3COOCH3 ②CH3CH2COOH ③CH3CH （ OH ） CHO ④HOCH2CH2CHO

参考答案：

再 见