共价键(1) 分子的结构与性质

用心教育

1 第二章 分子结构与性质

第一节 共价键

一、共价键

1、定义：原子间通过共用电子对形成的化学键

【学与问】请用电子式表示H2、HCl、Cl2分子的形成过程

【思考与交流】为什么不可能有H3、H2Cl、Cl3分子的形成？

【讲解】按照共价键的共用电子对理论，一个原子有几个未成对电子，便可和几个自旋相反的电子配对成键，这就是共价键的“饱和性”。H 原子、Cl原子都只有一个未成对电子，因而只能形成H2、HCl、Cl2分子，不能形成H3、H2Cl、Cl3分子

【思考与交流】我们学过电子云，如何用电子云的概念来进一步理解共价键？

2、价键理论

【讲解】我们以H2分子为例来说明共价键是如何形成的

【讲解】电子云在两个原子核间重叠，意味着电子出现在核间的概率增大，电子带负电，因而可以形象的说，核间电子好比在核间架起一座带负电的桥梁，把带正电的两个原子核“黏结”在一起了

价键理论要点：⑴电子配对原理：两原子各自提供1个自旋方向相反的电子彼此配对⑵最大重叠原理：两个原子轨道重叠部分越大，两核间电子的概率 密度越大，形成的共价键越牢固，分子越稳定

3、σ键

⑴σ键的形成过程

①s-sσ键的形成：成键原子的s电子“头碰头”重叠形成

②s-pσ键的形成：成键原子的s电子与p电子“头碰头”重叠形成

未成对电子的原子轨道相互靠拢 原子轨道相互重叠 形成共价键

③p-pσ键的形成：成键原子的p电子与p电子“头碰头”重叠形成

px px

未成对电子的原子轨道相互靠拢 原子轨道相互重叠 形成共价键

【讲解】以形成化学键的两原子核的连线作旋转操作，共价键的电子云图形不变，这种特征s轨道 px轨道 用心教育

第 1 页 共 21 页 第二章分子结构与性质

第一节 共价键

一 共价键的形成与特征

1．共价键的形成

(1)概念：原子间通过 所形成的相互作用，叫做共价键。

(2)成键的粒子：一般为非金属原子(相同或不相同)或金属原子与非金属原子。

(3)键的本质：原子间通过 产生的强烈作用。

(4)键的形成条件：非金属元素的原子之间形成共价键，大多数电负性之差小于1.7的金属与非金属原子之间形成共价键。

2．共价键的特征

(1)饱和性：按照共价键的共用电子对理论，一个原子有几个未成对电子，便可和几个自旋状态相反的电子配对成键，这就是共价键的“饱和性”。共价键的饱和性决定了共价化合物的分子组成。例如 F原子与H原子间只能形成1个共价键，所形成的简单化合物为HF；O原子与2个H原子形成2个共用电子对，2个N原子间形成3个共用电子对。

(2)方向性：在形成共价键时，原子轨道重叠的 ，电子在核间出现的概率 ，所形成的共价键就越 ，因此共价键将尽可能沿着电子出现概率最大的方向形成，所以共价键具有方向性。

小结：①共价键的饱和性决定了各种原子形成分子时相互结合的数量关系。共价键的方向性决定了分子的立体构型。

②并不是所有共价键都具有方向性，如两个s电子形成共价键时就没有方向性。

3．共价键存在范围

(1)非金属单质分子(稀有气体除外)。如：O2、F2、H2、C60等。

(2)非金属元素形成的化合物中。如：H2SO4、CO2、H2O2、有机物分子等。

(3)某些金属与非金属形成的化合物中。如：BeCl2、HgCl2、AlCl3等。

(4)部分离子化合物中。如：Na2O2、NaOH、Na2SO4、NH4Cl等。

4．共价键强弱的判断

影响共价键强弱的主要因素是键能、核间距和共用电子对的多少。判断共价键的强弱可依据下列几条：

第二章 分子结构与性质

第一节 共价键

一、共价键

1. 共价键的成因：

原子通过 而形成的化学键称为共价键，其实质是______________________

2.共价键的特点:

(1)共价键有饱和性

因为每个原子所提供的 的数目是一定的，所以在共价键的形成过程中，一个原子的未成对电子与另一个原子中未成对电子配对成键后，，一般不能与其它原子的未成对电子配对成键了，即每个原子所能 ，这称为共价键的饱和性。显然，共价键的饱和性决定了各种原子形成分子时相结合的 关系。

(2)共价键有方向性

在形成共价键时， 愈多，电子 愈大，所形成的共价键愈 ，因此共价键尽可能沿着 ，这就是共价键的方向性。共价键的方向性决定了分子的 构型。

3.共价键的键型

(1)σ键

人们把原子轨道以 导致

而形成的共价键称为σ键。

(2)π键

人们把原子轨道以 导致

而形成的共价键称为π键。在由两个原子形成的多个共价键中，只能有一个 键，而

键可以是一个或多个。

(3) σ键和π键比较

键类型 σ键 π键

原子轨道重叠方式

原子轨道重叠部位

原子轨道重叠程度

键的强度

化学键\活泼性

二、键参数 1. 键能：

2. 键长：

3. 键角：

第2课时 共价键的键参数 等电子原理

▍课标要求▍

能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。

要点一 键参数——键能、键长与键角

1．键参数

概念

意义

键能 气态基态原子形成1 mol化学键

的

键能越大，键越 ，越不易

键长 形成共价键的两个原子之间的 键长越短，键能 ，键越

键角 两个共价键之间的夹角 表明共价键有 ，决定分子的空间构型

2．键参数与分子性质关系

思考1：如何比较不同分子中相同类型共价键的键能的大小？

要点二 等电子原理

思考2：根据所学知识和等电子原理，试举出几种等电子体。

考点一 键参数意义及应用

1．键能的应用

(1)判断共价键的稳定性。共价键的键能越大，共价键越牢固。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。

(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。

(3)判断物质反应活性的大小。H—F键、O—H键、N—H键的键能依次是568 kJ/mol、462.8 kJ/mol、390.8 kJ/mol，N—H键、O—H键、H—F键键能依次增大，形成这些键时放出的能量依次增多，化学键稳定性依次增强，所以N2、O2、F2与H2的反应的难易程度为由难到易。

(4)利用键能计算反应热。键能与反应热的关系为ΔH＝E(反应物总键能)－E(生成物总键能)。若反应物总键能>生成物总键能即ΔH>0，则反应吸热；若反应物总键能

2．键长的影响因素及意义

(1)影响因素

影响共价键键长的因素是成键原子的半径。原子半径越小，键长越短。例如，H—H键的键长是0.74×10－10m，Cl—Cl键的键长是1.98×10－10m。

(2)意义

一般来说，形成共价键的键长越短，则键能越大，共价键越牢固，含有该共价键的分子越稳定。如HF、HCl、HBr、HI中，H—F键、H—Cl键、H—Br键、H—I键的键长逐渐增大，键的稳定性逐渐减弱，从HF、HCl、HBr到HI，分子越来越不稳定；无氧酸水溶液酸性：HFH2S>H2Se>H2Te，而水溶液的酸性：H2S