师：上节课我们学习了用原子轨道理解共价键的成键方式，有 Sigma 键和π键两种。那共价键还有哪些因素会影响物质的性质和结构呢？今天我们继续学习键参数。所谓键参数，是指能表征化学键的物理量，主要有键能、键长、键角。我们先来学习键能。首先看看键能的定义，键能是指气态分子中 1 摩尔化学键解离成气态原子所吸收的能量。键能通常是 298.15K、101kPa 条件下的标准值，单位是千焦每摩尔。键能可用于衡量共价键的强弱、判断分子的稳定性以及计算化学反应热效应。课本 37 页表 2 - 1 列出了一些常见共价键的键能，这些键能可以通过实验测定，也可以通过推算获得。下面我们来看一个实例，看屏幕右侧甲烷分子中 4 个碳氢键的键能测定结果。观察甲烷分子中 4 个碳氢键断裂吸收的能量与左边表格中的碳氢键键能比较，你有什么发现？
生：通过计算可知，将甲烷中 4 个碳氢键断裂吸收的能量相加除以 4，正好等于左边表格中碳氢键的键能。从图中还能看出，甲烷中 4 个碳氢键断裂时的键能大小不一样，因为所处的化学环境不同。
师：非常好。事实上除了甲烷分子中有碳氢键，乙烯、乙炔还有很多的有机物分子中都有碳氢键。因此，左边表格中的碳氢键其实是更多分子中碳氢键键能的平均值。从表格我们还可以发现，不同共价键的键能是不同的，那么它们的变化有什么规律呢？我们再来进行详细的对比。先找出同类型的共价键进行比较。例如表格左上方的 4 组数据，它们均是卤素单质，可以发现卤素单质从氯到碘，随着原子序数增大，键能依次减小，分子稳定性减弱，只有氟键出现反常。利用这样的思路，同学们再看看表格中其他数据有没有同类型的物质可以对比分析。
生：从表格右边蓝色背景的三组数据可知，氮、氧、氟同属第二周期的非金属元素，电子层数相同，原子序数依次递增。对比这三种元素的氢化物可知，同周期元素的氢化物键能从左到右依次增加，分子稳定性增强。从表格右边灰色背景的四组数据可知，同主族元素的氢化物键能从氟化氢到碘化氢依次减小，分子稳定性减弱。
师：很好。将以上变化规律结合我们学过的相关物质的化学性质以及原子结构进行分析，我们可以得出结论，键能可以判断共价键强弱以及分子的稳定性。一般来说，同类型物质原子半径越小，键能越大，共价键越强，分子越稳定。继续观察下表的部分共价键的键能，你还能发现什么规律？
生：比较表格左边浅紫色背景三组数据，碳碳单键、碳碳双键、碳碳三键键能依次增大。碳碳双键键能小于碳碳单键的两倍，碳碳三键键能小于碳碳单键的 3 倍。所以可以得出结论，碳碳键的 Sigma 键键能大于π键键能。
师：非常棒。那表格左边深紫色背景三组数据，氮氮单键、氮氮双键、氮氮三键呢？
生：氮氮单键、氮氮双键、氮氮三键键能依次增大。氮氮双键键能大于氮氮单键的两倍，氮氮三键键能大于氮氮单键的 3 倍，所以可以得到结论，氮氮键的 Sigma 键键能小于π键键能。
师：总结得很准确。同种元素形成的键一般规律是成键数目越多，键能越大。但双键键能不是单键键能的两倍，三键键能也不是单键键能的 3 倍，因为 Sigma 键键能不等于π键键能。从碳碳键和氮氮键的分析，我们发现 Sigma 键的键能不一定大于π键的键能。除了可以用于对比相同类型的化学键的强弱，判断分子的稳定性，键能还能用于计算化学反应热效应。接下来我们就来实践一下课本 38 页的思考与讨论。请看屏幕，通过查表计算可以得知，1 摩尔氢气与 1 摩尔氯气反应生成 2 摩尔氯化氢气体。从化学键角度理解，该反应断裂了 1 摩尔氢氢键和 1 摩尔氯氯键，形成 2 摩尔氢氯键，所以反应的焓变等于 436.0 + 242.7 - 2×431.8 千焦每摩尔。计算结果为 - 184.9 千焦每摩尔。1 摩尔氢气与 1 摩尔溴蒸气反应生成 2 摩尔溴化氢气体，反应的焓变等于 436.0 + 193.7 - 2×366 千焦每摩尔，计算结果为 - 102.3 千焦每摩尔。这说明了什么呢？
生：说明生成 2 摩尔氯化氢比生成 2 摩尔溴化氢放出的热量更多。溴化氢分子中氢溴键的键能 366 千焦每摩尔，比氯化氢分子中氢氯键的键能 431.8 千焦每摩尔小，说明氢溴键比氢氯键容易断裂。所以溴化氢分子更容易发生热分解反应，生成相应的单质。
师：回答正确。那氮气、氧气、氟气和氢气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？
生：氮氮三键、氧氧双键、氟氟单键的键能依次为 946 千焦每摩尔、497.3 千焦每摩尔、157 千焦每摩尔。键能依次减小，共价键依次减弱，故氮气、氧气、氟气和氢气的反应能力依次增强。
师：非常好。那为什么氮气不容易发生加成反应，而乙烯和乙炔容易发生加成反应？