共价键与分子结构(1)

共价键与分子结构的关系共价键是化学中最常见和重要的化学键类型之一。

它是由两个原子之间共享一个或多个电子而形成的。

共价键的形成和性质直接影响着分子的结构和性质。

在本文中，我们将探讨共价键与分子结构之间的关系，并进一步探讨共价键对分子性质的影响。

1. 共价键的概念和特点共价键是化学键中最常见的类型，特点是通过原子之间的电子共享而形成。

它通常形成于非金属原子之间，如氢气（H₂）、氧气（O₂）等。

共价键中的电子以成对的形式存在，这是因为每个原子都希望满足与其他原子形成八个电子的稳定状态。

共价键可以是单一、双重或三重键，取决于电子的共享程度。

2. 共价键对分子形状的影响共价键的数量和类型直接影响着分子的形状。

根据分子的Valence Shell Electron Pair Repulsion（VSEPR）理论，原子围绕着中心原子排列，使得键和非键电子尽可能地远离彼此，最小化电子间的排斥。

由此可见，共价键的数量和类型决定了分子中原子之间的几何排列。

3. 偶极矩和分子极性共价键的极性对分子的性质和相互作用起着重要的作用。

当两个原子结合成共价键时，若两个原子的电负性差异较大，共享电子将更倾向于偏离电负性较低的原子。

这将导致一个带正电的极性末端和一个带负电的极性末端的形成。

这种分子称为极性分子，具有偶极矩。

4. 共价键类型对分子的性质的影响共价键的类型也对分子的性质产生重要影响。

单一共价键是最常见的类型，具有中等强度和长度。

双重共价键比单一共价键更短且更强，而三重共价键则更短且更强。

这种强度和长度的差异影响了分子的性质，如熔点、沸点和溶解度。

5. 共价键与分子反应的关系共价键也决定了分子在化学反应中的行为。

共价键在化学反应中可能断裂或形成，这取决于所涉及的键的强度和反应条件。

在共价键断裂的过程中，原子会重新排列以产生新的化学物质。

结论：共价键是分子结构的基础，它直接影响着分子的形状、极性和性质。

通过共享电子，原子之间形成了稳定的化学键，并在分子中排列成特定的结构。

第二章分子结构与性质第一节共价键共价键是指两个原子通过共用电子对来结合在一起的化学键。

在分子化合物中，共价键是最常见的键类型，它对于分子的结构和性质起着决定性的作用。

一、共价键的形成共价键的形成是由于原子之间存在着相互吸引力，这种相互吸引力是由于原子之间互相排斥的静电力降低而产生的。

具体来说，当两个原子靠近到一定距离时，它们的外层电子会发生重叠，从而形成一个电子对。

这个电子对同时属于两个原子，使得两个原子之间形成了一个共享电子对的区域，即共价键。

共价键的形成是一种动态的过程。

在共价键形成的过程中，原子的电子云发生了重新排布，电子从原子的一个轨道转移到另一个轨道，从而形成了共价键。

在共价键形成后，原子成为了一个整体，形成了一个稳定的分子结构。

二、共价键的性质共价键具有一些特殊的性质，这些性质决定了共价键的稳定性和键能。

1.共价键的稳定性共价键的稳定性取决于原子之间的相互作用力的强弱。

一般来说，原子的价电子数越多，形成共价键的能力越强。

也就是说，原子的电负性越大，形成的共价键越稳定。

此外，共价键的稳定性还受到原子之间的距离的影响。

在共价键中，原子之间的距离越近，共价键越稳定。

2.共价键的键能共价键的强度可以用键能来表示。

键能是指在断裂共价键时需要输入的能量的大小。

键能的大小取决于共享电子对的稳定性。

一般来说，共价键的键能越大，其共享电子对越稳定，键越难被断裂。

共价键的键能可以通过一定的实验方法（如光合成实验）来测定。

三、共价键的类型根据共享电子对的数目和电子云的排布形式，共价键可以分为单键、双键和三键。

1.单键单键是由两个原子共享一个电子对形成的。

单键的键能较低，容易被断裂。

常见的单键有C—C键、C—H键等。

单键也是化学反应中最常见的键类型。

2.双键双键是由两个原子共享两个电子对形成的。

双键的键能比单键高，比较稳定。

常见的双键有C=C键、O=O键等。

3.三键三键是由两个原子共享三个电子对形成的。

三键的键能最高，非常稳定。

化学键与分子结构化学键是指原子间的相互作用力，它决定了分子的结构和性质。

在化学中，常见的化学键包括共价键、离子键和金属键。

本文将分别介绍这些化学键以及它们对分子结构的影响。

一、共价键共价键是两个或多个原子通过电子的共用而形成的化学键。

共价键的强度取决于原子之间电子的共享程度和电子云的重叠程度。

共价键的形成使得原子能够达到稳定的电子结构，从而形成分子。

共价键可以进一步分为单键、双键和三键。

1. 单键单键是一对原子间共享一个电子对形成的共价键。

它们通常是通过轨道的重叠来实现电子的共享。

单键的键能较低，结构松散，所以分子在空间上具有较高的自由度。

2. 双键双键是两对原子间共享两个电子对形成的共价键。

它们相较于单键更强，键能更高，分子更加稳定。

双键结构比单键结构更为刚性，分子一般比较扁平。

3. 三键三键是三对原子间共享三个电子对形成的共价键。

它们是最强的共价键，键能最高，分子最为稳定。

由于三键的存在，许多分子呈线性结构。

二、离子键离子键是由带正电的金属离子和带负电的非金属离子之间的静电相互作用形成的化学键。

离子键的强度通常比共价键更大，因此离子化合物具有高熔点和高沸点。

离子键的结构比共价键更加有序和紧密，离子排列规则。

三、金属键金属键是由金属原子通过电子的共享形成的化学键。

在金属中，原子间的外层电子形成共同的电子云，这种共享形成一种特殊的金属键。

金属键的存在使得金属具有良好的导电性和热导性。

化学键的类型决定了分子的结构和性质。

共价键使得分子具有较高的自由度和灵活性，而离子键使得分子有序排列，具有较高的熔点和沸点。

金属键使金属具有特殊的性质，如导电和热导。

总结起来，化学键的类型与分子结构有密切关系，不同类型的化学键决定了分子的稳定性、形状以及物理化学性质。

深入理解化学键与分子结构对于研究化学反应机理和合成新材料具有重要意义。

第二章共价键理论和分子结构两个或多个原子之所以能结合在一起形成稳定的分子（或晶体），是因为原子之间存在着某种强烈的相互作用，即化学键。

因此，化学所关心的就是化学键。

典型的化学键可归纳为共价键、离子键和金属键等三种，广义的化学键还包括范德华力（Van der Waals）和氢键。

其中，较主要的是共价键，因绝大多数分子，尤其是种类繁多的有机分子都含有共价键。

研究共价键的理论主要有价键（Valence bond，即VB）理论和分子轨道（Molecular orbital，即MO）理论，两者都是在20世纪30年代通过量子力学对H2分子的近似处理方法发展起来，其中，价键理论很重视化学图像，而MO理论中的分子轨道更具普遍的数学形式，因此，两者各有所长，有些概念和理念已相互采用。

又因MO理论能解释价键理论不能解释的一些实验现象，且较易程序化，故随着计算机的发展，已成为当今研究化学键理论的主流方法。

本章着重讨论MO理论及其在分子结构中的应用。

§2.1 价键理论要点价键理论强调电子配对，其要点如下：（1）原子A和原子B各有一未成对电子，且自旋相反，则可配对形成共价键。

若A和B原子各有两个或三个未成对电子，则可两两配对形成共价双键和共价三键。

若A原子有两个未成对电子而B原子只有一个，则A原子和两个B原子形成AB2型分子。

（2）两个原子的未成对电子配对后，就不能和第三个原子的单电子配对，即共价键具有饱和性。

（3）两个原子间的电子云重叠越多，所形成的共价键越稳定，这就是电子云的最大重叠原理，表明共价键具有方向性。

尽管价键理论可解释共价键的饱和性和方向性，但还是有些实验现象不能自然地解释。

如O原子的基组态为1s22s22p4，有两个未成对电子，当O原子结合形成O2后，O2分子中应不再有未成对电子，但磁化率测定结果表明O2是顺磁性的，即其分子中有单电子存在。

又如，C 原子的基组态为1s 22s 22p 2，也有两个未成对电子，与O 原子应形成双键，但按照CO 分子的键长及键能数据与有机物中的C -O 单键和C=O 双键比较结果（见表1），CO 中C 与O 应该是以叁键相结合。

共价键与分子结构一、共价键1、共价键的本质及特征（1）概念：原子间通过共用电子对形成的化学键叫共价键。

（2）本质：共用电子对与成键的两个原子核之间的电性作用力。

（3）特征：既有饱和性又有方向性。

2、σ键与π键——根据原子轨道的重叠方式不同3、极性键和非极性键——根据共用电子对是否偏向4、一般的共价键和配位键——根据原子提供轨道和电子的方式配位键是一种特殊的共价键，一方提供孤电子对（如NH3、H2O 、CO、NO2-、CN-、Cl-等），一方有空轨道（如H+、BF3、Cu2+、Ag+等），孤电子对进入空轨道，从而形成配位键。

二、键参数1、键能：101.3kPa和298K下，断开1molAB（g）分子中的化学键，使其分别生成气态原子A和气态原子B所吸收的能量。

键能大小体现共价键的强弱。

2、键长：分子中成键两原子的核间平均距离。

键长愈短，键愈牢固。

3、键角：分子中同一原子形成的两个化学键之间的夹角。

一般而言，根据分子中的键角和键长可确定分子的空间构型，键角还可以影响分子的溶解性、熔沸点等。

4、键的极性：是由于成键原子的电负性不同而引起的。

三、分子的立体构型1、杂化轨道与分子立体构型在外界条件影响下，原子内部能量相近的原子轨道重新组合的过程叫原子轨道的杂化，组合后形成的一组新的原子轨道，叫杂化轨道。

几种常见的杂化轨道类型的比较如下表：2、根据价电子对互斥理论，预测分子的立体构型中心原子价层电子对全是成键电子对的常见情况如下表：3、分子的极性——由分子的构型决定分子是否有极性，取决于整个分子的电子云分布是否均匀对称，而电子云均匀与否，则由化学键的性质和分子结构的对称性来决定。

常见键的极性与分子极性的关系见下表：空间构型判断AB n 型分子极性的经验规律：若中心原子A的化合价的绝对值等于该元素所在的主族序数，则为非极性分子，否则为极性分子。

4、了解等电子体（原子数相同，电子数相同的微粒）：等电子体的结构相似、物理性质相近。

初中化学知识点归纳共价键和共价分子的结构共价键和共价分子是初中化学中的重要知识点。

共价键是一种化学键，它由两个非金属元素通过共用电子形成。

共价分子指的是由共价键连接的原子组成的分子。

本文将对共价键和共价分子的结构进行归纳和探讨。

一、共价键的定义和特点共价键是指两个非金属原子通过共享电子形成的化学键。

共价键的主要特点如下：1. 共价键的形成是由于非金属原子需要通过共用电子来达到稳定的电子层结构。

2. 共价键通常形成于相对较短的距离内，一般在0.1~0.2纳米之间。

3. 共价键中的电子是以轨道重叠的方式进行共享的。

4. 共价键可以是单键、双键、三键或更多键。

二、共价分子的结构和特点共价分子是由共价键连接的原子组成的分子。

共价分子的结构和特点如下：1. 共价分子的原子间是通过共价键连接的，形成稳定的分子结构。

2. 共价分子中的原子可以是同一种元素（如氧气分子O2），也可以是不同的元素（如水分子H2O）。

3. 共价分子在化学反应中可以保持相对稳定，但也可以通过断裂共价键来发生反应。

4. 共价分子的性质由其中原子的种类、数目和相互间的共价键的性质决定。

三、一些常见的共价键和共价分子1. 单键：由两个原子间共享一个电子对形成，如氢气分子H2。

2. 双键：由两个原子间共享两个电子对形成，如氧气分子O2。

3. 三键：由两个原子间共享三个电子对形成，如氮气分子N2。

4. 碳氢键：碳氢键是碳原子和氢原子之间的共价键形式，常见于有机化合物中。

5. 共价分子的结构：共价分子的结构由其中原子的排列方式决定。

如水分子H2O是由一个氧原子和两个氢原子组成的，呈现出角度为104.5°的V形结构。

四、共价键和共价分子的应用共价键和共价分子在化学中有广泛的应用，下面介绍几个例子：1. 氧气的应用：氧气是一种重要的生活和工业用气体，主要用于维持呼吸、氧化反应和金属熔炼等领域。

2. 水的应用：水是生命的基础，广泛应用于饮用、农业、工业和能源等各个方面。

分子结构与性质共价键分子是由原子通过共价键相互结合而形成的物质。

分子结构对于物质的性质具有重要的影响。

共价键是一种原子之间通过共享电子对互相结合的键，是分子中最常见的键。

本文将探讨共价键的形成、共价键的类型以及分子结构对物质性质的影响。

1.共价键的形成共价键形成的基本原理是原子通过共享电子对来填充其价层电子。

原子通过共享电子对形成共价键时，通常会成对共享电子，即每个原子提供一个电子构成电子对。

共价键的形成可以通过考虑原子的电子层结构来理解。

以氢气（H2）为例，氢原子只有一个电子，所以它在与另一个氢原子结合时，两个氢原子可以共享一个电子，形成一个共价键。

这样的共价键被称为单键。

对于其他元素，如氧气（O2），氧原子通常会共享两对电子，形成双键。

氮气（N2）则是通过三对电子的共享形成三键。

2.共价键的类型共价键的类型主要通过原子间的电子共享程度来区分。

共价键分为极性共价键和非极性共价键两种类型。

非极性共价键是指两个原子之间的电子共享相对均匀，即电子云对两个原子的吸引力相等。

例如，氧气中两个氧原子之间形成的双键就是非极性共价键。

极性共价键是指两个原子之间的电子共享不均匀，导致形成的共价键具有正负电荷分布。

在极性共价键中，一个原子对电子的吸引力较强，而另一个原子对电子的吸引力较弱。

例如，水分子中氧原子对电子的吸引力较强，使得氧原子周围的电子云更为密集，形成一个带负电荷的极性共价键。

3.分子结构对物质性质的影响分子结构对物质的性质具有重要的影响。

分子结构的变化可以导致物质在物理和化学性质上的差异。

a.物理性质分子结构影响物质的物理性质，如沸点、熔点和密度等。

分子中不同原子的相对位置和连接方式会影响分子之间的相互作用力，从而影响物质的相态和物理性质。

例如，分子中原子间的键长和键角可以影响分子的大小和形状，进而影响物质的密度。

比如，分子中原子之间的距离较大，键长较长，物质的密度较低；而原子之间的距离较小，键长较短，物质的密度较高。

共价键及分子结构知识梳理】一、共价键1-1共价键的实质、特征和存在实质：原子间形成共用电子对特征：a．共价键的饱和性，共价键的饱和性决定共价分子的。

b．共价键的方向性，共价键的方向性决定分子的。

1-2共价键的类型σ键：s-sσ键、s-pσ键、p-pσ键，特征：轴对称。

π键：p-pπ键，特征：镜像对称【方法引领】σ键和π键的存在规律σ键成单键；π键成双键、三键。

共价单键为σ键；共价双键中有1个σ键、1个π键；共价三键中有1个σ键、2个π键。

对于开链有机分子：σ键数＝原子总数－1；π键数＝各原子成键数之和－σ键数（环状有机分子，σ键数要根据环的数目确定）原子形成共价分子时，首先形成σ键，两原子之间必有且只有1个σ键；σ键一般比π键牢固，π键是化学反应的积极参与者。

形成稳定的π键要求原子半径比较小，所以多数情况是在第二周期元素原子间形成。

如CO2分子中碳、氧原子之间以p-pσ键和p-pπ键相连，而SiO2的硅、氧原子之间就没有p-p π键。

【课堂练习1】（1）下列说法不正确的是A．乙烷分子中的6个C－H和1个C－C键都为σ键，不存在π键B．气体单质中，一定有σ键，可能有π键C．两个原子间共价键时，最多有一个σ键D．σ键与π键重叠程度不同，形成的共价键强度不同（2）有机物CH2＝CH－CH2－C≡CH分子中，C－Hσ键与C－Cσ键的数目之比为；σ键与π键的数目之比为。

二、键参数——键能、键长与键角2-1键能的意义和应用a．判断共价键的强弱b．判断分子的稳定性c．判断物质的反应活性d．通过键能大小比较，判断化学反应中的能量变化【思考】比较C－C和C＝C的键能，分析为什么乙烯的化学性质比乙烷活跃，容易发生加成反应？2-2键长的意义和应用键长越短，往往键能越大，表明共价越稳定。

（键长的长短可以通过成键原子半径大小来判断）2个原子间的叁键键长＜双键键长＜单键键长2-3键角的意义键角决定分子的空间构型，是共价键具有方向性的具体表现。