3.3共价键
高三化学共价键知识点
高三化学共价键知识点共价键是化学中常见的一种化学键，指的是两个原子在共享电子对的过程中形成的化学键。
共价键的形成使得原子能够达到稳定的电子结构，使化合物具有稳定性和特定的化学性质。
本文将介绍共价键的基本概念、特点和相关知识点。
1. 共价键的概念共价键是指两个原子通过电子的共享而相互连接的化学键。
在共价键中，原子通过共享、重叠或杂化形成共享电子对，将其气体轨道（s、p轨道）中的电子用来形成化学键。
2. 共价键的特点2.1 共价键的方向性共价键具有方向性，原子间的键长、键强、键角等参数受共价键方向的影响。
共价键的方向性可以通过认识和分析分子的空间构型来理解。
2.2 共价键的极性共价键可以是非极性的或极性的。
如果两个原子的电负性相等，形成的共价键为非极性共价键；如果两个原子的电负性不相等，则形成的共价键为极性共价键。
2.3 共价键的半径共价键的半径是指连接两个原子的核中心之间的距离。
共价键的长度与相互连接的原子种类有关，通常由同种或不同种原子之间的化学键来决定。
3. 共价键的类型3.1 单共价键单共价键是指两个原子共享一个电子对形成的化学键。
常见的例子包括氢气（H2）、氯化氢（HCl）等。
3.2 双共价键双共价键是指两个原子共享两个电子对形成的化学键。
典型的例子是氧气（O2）分子。
3.3 三共价键三共价键是指两个原子共享三个电子对形成的化学键。
典型的例子是氮气（N2）分子。
4. 共价键的形成4.1 轨道重叠模型轨道重叠模型认为共价键的形成是由原子轨道之间的重叠而引起的。
重叠的轨道可以是两个s轨道、两个p轨道或一个s轨道和一个p轨道之间的重叠。
4.2 杂化轨道模型杂化轨道模型认为原子中的原子轨道通过杂化形成新的杂化轨道，使得能够更好地描述共价键的形成。
常见的杂化轨道有sp3杂化、sp2杂化和sp杂化等。
5. 共价键的键能与键长共价键的键能是指在断裂1摩尔化学键时需要吸收的能量。
共价键的键能与键长成反比，键长越长，键能越弱。
3.3共价键
； ； ； 。
1、H2 、
2、H2O 、
3、He 4、Ba(OH)2 、 、 7、NH4NO3 、
5、H2SO4 、 8、K2SO4 、
6、CaF2 、 9、Ne 、
2、是非题 、 含有共价键的化合物一定是共价化合物（ ①含有共价键的化合物一定是共价化合物（
╳
）
只有共价键的物质一定是共价化合物（ ②只有共价键的物质一定是共价化合物（ ╳ ） 只有共价键的化合物一定是共价化合物（ ③只有共价键的化合物一定是共价化合物（ √ ） 有离子键的化合物一定是离子化合物（ ④有离子键的化合物一定是离子化合物（ √ 离子化合物中只有离子键（ ⑤离子化合物中只有离子键（ ╳ ） 单质中一定存在共价键（ ⑥单质中一定存在共价键（ ╳ ） ）
分子（共价分子） 分子（共价分子） 原子 共价键 无小分子的固体 原子晶体） （原子晶体）
1、碳的同素异形体 ① 金刚石 每个碳原子以4根共价键与其它4 每个碳原子以4根共价键与其它4个碳原子连接 成正四面体空间网状结构 共价键强烈、结构高度对称 共价键强烈、结构高度对称——原子晶体 原子晶体 物理性质：硬度大， 物理性质：硬度大，熔沸点高
分子晶体的性质
1、熔沸点较低，硬度较小 熔沸点较低， 熔沸点较低 2 气体 2、气体、液体通过降温加压都可以成为分子晶体 气体、 3、熔化、气化破坏范德华力，内部共价键不破坏 熔化、气化破坏范德华力， 熔化 稀有气体无共价键） （稀有气体无共价键）
原子以共价键直接 直接构成物质 五、原子以共价键直接构成物质
3.3 共价键
一、共价键的形成 1. 共价键的形成过程
H2 ＋ Cl2 → 2HCl ·· ：点燃 H ：·· ： H· ＋ · Cl → Cl ·· ··
3.3共价键
练习：用电子式表示 F2和H2O的形成过程
二、共价分子 1、定义：分子中原子之间全部是共价键 2、形成物质的种类
单质：Cl2、N2、O2等 化合物：H2O、NH3 、CO2等
3、构成物质的特点：熔、沸点较低， 硬度较小。
思考：哪些物质中可能含有共价键呢？
含有共价键的物质： Cl 、N2、I2等 单质： 2 金刚石、石墨等
思考：你可以想到几种方法判断一种
化合物是离子化合物，还是共价化合物？
方法：1、元素组成不同
2、物质的类别不同 3、熔、沸点高低不同 4、熔融状态下的导电性不同
疑惑：H2和Cl2均已形成稳定结构，为什
么它们还会发生反应生成HCl呢？可以用共价 键来解释这一现象吗？
思考：可以从共价键的角度解释为什么
F2、Cl2、Br2、I2单质与H2反应越来越难， 生成的卤化氢稳定性越来越差吗？
三、原子以共价键直接构成物质
金刚石、石墨、二氧化硅、碳化硅等。
四、晶体类型
晶体类型 构成微粒
原子晶体 离子晶体 分子晶体
原子
特点
熔、沸点很高, 硬度很大 熔、沸点较高, 硬度较大 熔、沸点较低, 硬度很小
决定因素
共价键 离子键 范德华力 (不是化学键)
阴、阳离子 分子
共价分子中每个原子的最外层电子有什 么规律？如何确定共用电子对的对数？
（3）复杂的离子
【思考2】
OH-
分析NaOH、Na2O2 中存在的化学键，
二者阴阳离子之比O2的电子式
（4）共价型分子的形成过程
原子 分子 H + Cl
H Cl
【思考3】
与离子化合物形成过程书写有什么区别？ 为什么会有这样的区别呢？
固体物理 3.3_共价晶体
3
第 3 章 晶体结合与弹性常量
3.3 共价晶体
成键态：两电子的自旋方向相反 反键态：两电子的自旋方向相同
4
3.3 共价晶体
第 3 章 晶体结合与弹性常量
成键态的电子绝大部分分布于两氢核之间， 每个电子都为两氢原子所共有，依靠两电子的 负电把带正电荷的两氢核仅仅束缚在一起形成 稳定的共价键
反键态的两电子各自分布在两氢核的两侧， 不能使两个氢原子结合在一起
第 3 章 晶体结合与弹性常量
方向性是指原子只在特定的方向上形成共 价键，一个原子在价电子波函数最大的方向上 形成共价键
例如 p 电子的波函数具有哑铃的形状， 便是在对称轴方向上形成共价键
由于共价键的方向 性，原子在形成共价键 时可以发生轨道杂化
10
第 3 章 晶体结合与弹性常量
3.3 共价晶体
轨道杂化
(
2s
2px
2py
2pz
)
这4个杂化轨 道分别沿四面体 的4个对称方向， 与氢原子形成4个
稳定的 s 键
14
3.3 共价晶体
第 3 章 晶体结合与弹性常量
15
3.3 共价晶体
第 3 章 晶体结合与弹性常量
结合力：
共价键 饱和性 方向性
e e
3.3 共价晶体
第 3 章 晶体结合与弹性常量
3. 共价晶体
碳原子与4个氢原子形成加 CH4，碳原子 的3个 2p 轨道成相互垂直的哑铃状，而 2s 轨道
和氢原子的 1s 轨道则是球状
因此3个 2p 电子与氢的 1s 电子形成的价键 应相互垂直，而 2s 电子与氢的 1s 电子的价键 则可以在任何方位；但实验指出 CH4 的4个共 价键呈对称分布，为何？
高中化学选修二3.3共价键共价晶体(第2课时)教案
3.3共价键共价晶体(第2课时)一、核心素养发展目标1.掌握共价键的键能概念及影响因素，能分析共价键的键能与反应中能量变化的关系；2.能根据共价晶体的微观结构预测其性质。
二、教学重点及难点重点共价键的键能及影响因素、与反应中能量变化的关系难点共价晶体的微观结构三、教学方法讲授法、讨论法四、教学工具PPT、视频、共价晶体晶胞模型五、教学过程一、共价键键能与化学反应的反应热【讲述】键能：人们把在101 kPa、298 K（25℃）条件下，1 mol气态AB分子生成气态A原子和B原子的过程中所吸收的能量，或气态基态原子A原子和B原子形成1 mol气态AB分子释放的最低能量。
【问】条件和单位是什么？【生】通常是298 K、101 KPa条件下的标准值。
单位：kJ·mol1【讲述】键能越大,共价键越牢固, 由此形成的分子越稳定。
当两个原子形成共价键时，原子轨道发生重叠。
原子轨道重叠的程度越大，共价键的键能越大，两原子核间的平均间距——键长越短。
键参数——键长【展示】Cl2中ClCl键长【讲述】定义：构成化学键的两个原子之间的核间距。
单位：pm（1 pm＝1012 m）【展示】部分共价键的键长和键能表【讲述】共价键的键长越短，往往键能越大，表明共价键越稳定。
【问】共价键的键长与什么有关？【生】1、原子半径：同类型的共价键,成键原子的原子半径越小,键长越小。
【展示】FF、ClCl、BrBr、HF、HCl等的键长键能表格及图片。
【生】1、原子半径：同类型的共价键,成键原子的原子半径越小,键长越小。
【展示】碳碳单键、双键、三键的键长表格。
【生】2、共用电子对数：相同的两个原子间形成共价键时,单键键长>双键键长>三键键长。
【问】为什么FF键的键长比ClCl键短，但键能却比ClCl小？【生】氟原子的半径很小，故FF键的键长比ClCl键短。
但因两氟原子的原子核距离较小，斥力较大，故键能却比ClCl小。
苏教版高中化学选修三 3.3.3 共价键的键能 原子晶体
图片导学 第 17 页
在金刚石晶胞中占 有的碳原子数: 8×1/8+6×1/2+4=8
共价键的键能 原子晶体
知识点3、原子晶体的结构 1、金刚石的结构
知识解读 第 18 页
金刚石
空间网状结构 键角 109°28’ 空间六元环 （所含原子不共面）
知识解读 第9 页
②由于反应后放出的热量使反应本身的能量降低，故规定△H为 “—”，则由键能求反应热的公式为：
△H =反应物的键能总和 — 生成物的键能总和。 △H =生成物的总能量—反应物的总能量。
③放热反应的△H为“—”，△H＜0； 吸热反应的△H为“+”， △H＞0。 ④反应物和生成物的化学键强弱决定化学反应过程中能量变化。
知识解读 第8 页
⑵利用键能计算化学反应中的ΔH
①反应热应该为旧化学键断裂（拆开反应物→原子）所需要吸收的能 量与形成新化学键形成（原子重新组合成反应生成物）所放出能量的
差值。旧键断裂所吸收的总能量大于新键形成所放出的总能量，反应
为吸热反应，反之为放热反应。
共价键的键能 原子晶体
知识点1、共价键的键能
共价键的键能 原子晶体
知识解读 第3 页
知识点1、共价键的键能 1.键能和键长 (1)键能：在101kPa、298K条件下。1mol 气态AB分子生成气态A原 子和B原子的过程所吸收的能量，称为AB键共价键得键能。 如在101kPa、298K条件下。1mol气态H2生成气态H原子的过程所吸 收的能量为436kJ，则H－H键的键能为436kJ· mol-1 共价键的键能用来衡量共价键牢固程度，共价键键能越大表示该共
3.3共价键
氯化氢合成塔
问题与探究
提出问题 氯化氢中氢原子和氯原子通过哪种途径
达到稳定结构？
形成假设
氢原子和氯原子通过得失电子达到稳定 结构。
分析论证 H+核外没有电子，是不稳定结构。
得出结论
氢原子和氯原子不是通过得失电子达到 稳定结构。
共价键的重要发展阶段： 路易斯共价键理论 价键理论 分子轨道理论 价层电子理论等。
再假设
氯化氢中氢原子和氯原子通过电子的共用 达到稳定结构。
得出结论
氢原子和氯原子通过共用电子对形成 稳定结构。
共价键的形成
➢ 氢、氯原子间通过共用电子对而形成稳定 结构
➢ “共用电子对”与两个原子间的静电作用
H Cl +1
+17
想一想： 氢、氯两原子核对“共用电子对”的静电 作用力是完全一样的吗？
思考 ➢ 下列哪些物质中存在共价键？
存在于何种微粒之间？
N2 HBr NH3: “氨、甲烷的分子式为什么是NH3、CH4?”
应用
➢ 根据今天所学的共价键知识，能解释NO的 分子构成吗？
拓展视野
1916年美国化学家路易斯建立的经典共价键 理论，能初步解释很多主族元素化合物的成 键情况。
名词解释共价键
名词解释共价键1.引言1.1 概述共价键是化学中的一个重要概念，指的是通过共用电子对来形成的化学键。
在共价键中，两个原子通过共享一个或多个电子来实现稳定的成键状态。
这种化学键的形成是由于原子间存在着静电吸引力，使得它们倾向于在分子中共享电子以达到更稳定的状态。
共价键是一种非常稳定的化学键，它在各种化合物的形成中扮演着关键角色。
通过共享电子，原子间的空间排斥被最小化，从而降低了体系的能量，使分子能够更加稳定存在。
共价键有助于化合物的形成，使得原子能够通过共同的电子环来实现充分的电子配对，从而达到化学稳定。
共价键的形成取决于原子的电子结构和价层电子的数目。
当原子的价层电子不足以填充其外层最稳定电子排布时，原子会寻找其他原子来共享电子，以实现稳定的化学键。
共价键的形成通常涉及原子之间的电子云重叠，即电子被共享在两个或多个原子之间，形成共用电子对。
这使得原子能够减少其不稳定的价电子层，并通过与其他原子的共享来达到更稳定的电子排布。
共价键在化学反应和化学物质的性质中起着至关重要的作用。
它们的性质和数量决定了分子的形状、极性和反应性。
共价键的强度和稳定性直接影响着化合物的热力学性质，如熔点、沸点和溶解性。
同时，共价键也决定了分子的化学反应性质和反应速率，影响着化学反应的动力学过程。
在化学领域，共价键的理解和应用非常广泛。
它在有机化学、配位化学、无机化学等各个分支中都有重要的地位。
对共价键有深入的理解可以帮助我们解释和预测化学反应的发生和性质，为新化合物的设计和合成提供理论指导。
共价键的研究也对开发新型材料、药物和催化剂具有重要意义。
总之，共价键作为化学中一种重要的化学键类型，是化学反应和化合物形成的基础。
它通过共用电子来实现原子之间的稳定性连接，对化学物质的性质和反应过程起着重要的影响。
对共价键的研究和理解对于深入了解化学世界以及应用于实际工作具有重要意义。
1.2 文章结构文章结构部分的内容应包括以下内容：文章结构部分主要描述整篇文章的内容组织和框架安排，旨在让读者快速了解文章的结构和各部分内容的关系。
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晶体硅 的晶体结构模型
硅原子
二氧化硅 的晶体结构模型
Si
o
2、原子晶体 原子间通过共价键结合的具有空间网状结构的晶体 特点： 不存在单个小分子 物理性质：硬度大，熔沸点高 熔点：金刚石 > SiC > Si
共价键的强弱与半径有关，半径越大，键越弱。 C—C > C– Si >Si—Si
P68 拓展视野 * 三种晶体的比较
讨论：只有非金属间才能形成共价键？
特殊：AlCl3、BeCl2
4．类型 （1）非极性共价键（简称非极性键） 共用电子对不偏向任何一个原子 （两原子吸引电子的能力相同） H2 Cl2 O2 (2)极性共价键（简称极性键） 共用电子对有偏向 （两原子吸引电子的能力不同） HCl NH3 CH4
二、共价化合物 1、定义：全部由共价键形成的化合物 共价化合物一般为不同非金属之间形成的化合物。 特殊：氯化铵（离子）、氯化铝（共价）。
4、Ba(OH)2 7、NH4NO3
2、是非题 ①含有共价键的化合物一定是共价化合物（
╳
）
②只有共价键的物质一定是共价化合物（ ╳ ）
③只有共价键的化合物一定是共价化合物（ √ ） ④有离子键的化合物一定是离子化合物（ √ ）
⑤离子化合物中只有离子键（ ╳ ）
⑥单质中一定存在共价键（ ╳ ）
３、指出下列化合物的类型和化学键的类型
晶体类型 微粒 结合力 熔沸点 典型实例 离子晶体 离子 离子键 较高 NaCl、CsCl
分子晶体刚石
原子晶体 原子 共价键
晶体类型的判断
• 从组成上判断：
–有无阴离子？(有：离子晶体) –是否属于“五种原子晶体”？ –以上皆否定，则多数是分子晶体。
• 从性质上判断：
【练习】
1、下列化学式所表示的物质中（填序号，下同）
属于共价化合物的是 属于离子化合物的是 不含有共价键的是 含有离子键的是 不存在化学键的是
2，5 4，6，7，8 3，6，9， 4，6，7，8 3，9
；
； ； ； 。
1、H2 2、H2O 3、He 5、H2SO4 6、CaF2 8、K2SO4 9、Ne
2、电子配对规律、电子式、结构式
练习写电子式并归纳：H2、Cl2、HBr、CS2、N2 一对共用电子对
H H
..
两对共用电子对
三对共用电子对
练习写结构式：
H-H Cl-Cl H-Br S=C=S N N
小结用电子式表示共价化合物
书写要求： 1.每个原子均应达到稳定的结构 2.不加中括号[ ]，不标正负电荷数
3、共价化合物： HCl(HX)、H2O、H2S、H2O2、CO2、CH4、CCl4、H2SO4
说明：
1）共价键可形成单质；可形成共价化合物； 2）共价化合物只含有共价键，不含离子键； 3）8e不是唯一的稳定结构，在共价化合物 中，有的原子最外层电子数少于8e，而有的 原子最外层电子比8e多。
4） NH4Cl、NaOH、Ba(OH)2、Na2O2、NaH等 离子化合物中可以有共价键
3.原子最外层电子数距8电子稳定结构差几个 电子，就提供几个电子，并在此原子周围形成
几对共用电子对（即几个共价键）
用电子式和结构式表示下列物质
CH4 H 2O 2
H H C H
H
H-O-O-H
三、共价分子
1、概念 分子中原子之间全部是共价键 （1）最小单元是分子 （2）化学式就是分子式 2、共价单质： H2 Cl2 F2 Br2 N2 O2 P4 O3
共价键 非金属元素之间 原子 ~原子 共用电子对 原子半径小、键强 存于非金属单质、共 价化合物、也可能存 在离子化合物
H2、Cl2、HCl、H2O、NaOH
成键元素
成键微粒
成键本质 键的强弱
键的存在 只存于离子化合物
实例
NaCl、MgO
三、原子以共价键直接构成物质
分子 （共价分子） 原子
共价键 无小分子的固体物质 （原子晶体）
NH4Cl 离子化合物 共价化合物 离子化合物 离子化合物 共价化合物 离子化合物 离子键，极性共价键 极性共价键 离子键，极性共价键 离子键，极性共价键 极性共价键 离子键，非极性共价键
H2SO4
NaOH Ba(OH)2
CCl4
Na2O2
NaH
离子化合物
离子键
比
较
离子键 活泼金属与非金属 元素之间 阳离子 ～ 阴离子 静电作用 离子电荷数多、 半径小的键强
3.3
共价键
离子键的定义？
阴、阳离子通过静电作用而形成的化学键。
哪些元素化合时可形成离子键？
一般是活泼金属和活泼非金属离子间能形成
用电子式表示出K、S、K+、S2-、K2S？
一、共价键的形成 1. 共价键的形成过程
H2 ＋
点燃 Cl2→
2HCl
P66 图3.6
2.概念 原子间通过共用电子对而形成的化学键 3.形成条件 非金属元素之间，一般形成共价键 非金属单质，非金属氧化物，气态氢化物,酸， 大多数有机物一般都含共价键 稀有气体单质中没有共价键
–熔沸点和硬度；(高：原子晶体；中：离子晶体； 低：分子晶体) –熔融状态的导电性。(导电：离子晶体)
物质
1、碳的同素异形体
① 金刚石 每个碳原子以4根共价键与其它4个碳原子连接 成正四面体空间网状结构 共价键强烈、结构高度对称——原子晶体
物理性质：硬度大，熔沸点高
金刚石 的晶体结构模型
碳原子
3、石墨
平面正六边形层状结构 层内：共价键 层间：弱的分子间作用 物理性质：硬度小（软）， 熔沸点高 能导电——混合晶体 （过渡型晶体）