共价键的特征与类型

第一节共价键

第1课时共价键的特征与类型

[目标定位] 1.熟知共价键的概念与形成，知道共价键的特征——具有饱和性和方向性。 2.能够从不同的角度对共价键分类，会分析σ键和π键的形成及特点。

一、共价键的形成与特征

1．共价键的形成

(1)概念：原子间通过共用电子对所形成的相互作用，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：原子间通过共用电子对(即电子云重叠)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

①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”。

②用电子排布图表示HF分子中共用电子对的形成如下：

③由以上分析可知，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。

同理，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

除s轨道是球形对称外，其他原子轨道在空间都具有一定的分布特点。在形成共价键时，原

子轨道重叠的愈多，电子在核间出现的概率越大，所形成的共价键就越牢固，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。

共价键的形成与特征

(1)当成键原子相互接近时，原子轨道发生重叠，自旋状态相反的未成对电子形成共用电子对，

两原子核间的电子密度增大，体系的能量降低。

(2)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。

(3)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。

1．下列不属于共价键成键因素的是()

A．共用电子对在两原子核之间高概率出现

B．共用的电子必须配对

C．成键后体系能量降低，趋于稳定

D．两原子体积大小要适中

答案 D

解析两原子形成共价键时，电子云发生重叠，即电子在两核之间出现的概率更大；两原子

电子云重叠越多，键越牢固，体系的能量也越低；原子的体积大小与能否形成共价键无必然

联系。

2．下列说法正确的是()

A．若把H2S分子写成H3S分子，违背了共价键的饱和性

B．H3O＋的存在说明共价键不具有饱和性

C．所有共价键都有方向性

D．两个原子轨道发生重叠后，电子仅存在于两核之间

答案 A

解析S原子有两个未成对电子，根据共价键的饱和性，形成的氢化物为H2S，A项对；H2O 能结合1个H＋形成H3O＋，不能说明共价键不具有饱和性，B项错；H2分子中，H原子的s 轨道成键时，因为s轨道为球形，所以H2分子中的H—H键没有方向性，C项错；两个原子轨道发生重叠后，电子只是在两核之间出现的概率大，D项错。

二、共价键的类型

1．共价键的分类

按照不同的分类方法，可将共价键分为不同的类型：

(1)按共用电子对数目分类单键：如H—H 双键：如C===C 三键：如N≡N

(2)按共用电子对是否偏移分类非极性键：如Cl—Cl 极性键：如H—Cl

(3)按电子云的重叠方式分类σ键π键

2．σ键与π键

(1)σ键

①σ键：形成共价键的未成对电子的原子轨道采取“头碰头”的方式重叠，这种共价键叫σ键。

②σ键的类型：根据成键电子原子轨道的不同，σ键可分为s-sσ键、s-pσ键、p-pσ键。

a．s-sσ键：两个成键原子均提供s轨道形成的共价键。

b．s-pσ键：两个成键原子分别提供s轨道和p轨道形成的共价键。

c．p-pσ键：两个成键原子均提供p轨道形成的共价键。

③σ键的特征

a．以形成化学键的两原子核的连线为轴作旋转操作，共价键电子云的图形不变，这种特征称为轴对称。

b．形成σ键的原子轨道重叠程度较大，故σ键有较强的稳定性。

④σ键的存在：共价单键为σ键；共价双键和共价三键中存在一个σ键。

(2)π键

①π键：形成共价键的未成对电子的原子轨道采取“肩并肩”的方式重叠，这种共价键叫π键。

②π键的特征

a．每个π键的电子云由两块组成，分别位于由两原子核构成平面的两侧，如果以它们之间包

含原子核的平面为镜面，它们互为镜像，这种特征称为镜面对称。

b．形成π键时原子轨道重叠程度比形成σ键时小，π键没有σ键牢固。

③π键的存在：π键通常存在于双键或三键中。

归纳总结σ键和π键的比较

键的类型σ键π键

原子轨道重叠方式两个原子的成键轨道沿着键轴的

方向以“头碰头”的方式重叠

两个原子的成键轨道以“肩并

肩”的方式重叠

原子轨道重叠部位两原子核之间，在键轴处键轴上方和下方，键轴处为零

原子轨道重叠程度大小键的强度较大较小

化学活泼性不活泼活泼示意图

3．σ键可由两个原子的s轨道或一个原子的s轨道和另一个原子的p轨道或两个原子的p轨道以“头碰头”方式重叠构建而成。则下列分子中的σ键是由两个原子的s轨道以“头碰头”

方式重叠构建而成的是()

A．H2B．HClC．Cl2D．F2

答案 A

解析A项中H2是由两个1s轨道形成的σ键；B项中是由H的1s轨道与Cl的3p轨道形成的σ键；C项中是由Cl的两个3p轨道形成的σ键；D项中是由F的两个2p轨道形成的σ键。

4．下列有关化学键类型的判断不正确的是()

A．s-sσ键与s-pσ键的对称性不同

B．分子中含有共价键，则至少含有一个σ键

C．已知乙炔的结构式为H—C≡C—H，则乙炔分子中存在2个σ键(C—H)和3个π键(C≡C) D．乙烷分子中只存在σ键，即6个C—H键和1个C—C键都为σ键，不存在π键

答案 C

解析s-sσ键无方向性，s-pσ键轴对称，A项对；在含有共价键的分子中一定有σ键，可能

有π键，如HCl、N2等，B项对；单键都为σ键，乙烷分子结构式为，其6个C—H键和1个C—C键都为σ键，D项正确；共价三键中有一个为σ键，另外两个为π键，故乙炔(H—C≡C—H)分子中有2个C—Hσ键，C≡C键中有1个σ键、2个π键，C项错。