共价键
什么是共价键
什么是共价键共价键是化学中一种常见的化学键类型，是指通过原子之间的电子共享形成的化学键。
在共价键中，原子通过共享外层电子来形成化学键，并且共享的电子对于两个原子都是可用的。
共价键可以在同种元素之间形成，也可以在不同元素之间形成。
它是形成分子和化合物的基础。
共价键的形成依赖于原子的电子配置和元素间的吸引力。
原子通过共享外层电子来达到稳定的电子配置。
共享的电子对位于两个原子之间的共享区域，通常被称为共价键。
每个原子都贡献一个或多个电子来形成共享区域。
共享区域中的电子对于两个原子都是吸引的，因此它们保持在共享区域附近，形成共价键。
共价键的强度取决于原子之间的吸引力和共享的电子对的数量。
共价键可以是单一的、双重的或三重的，取决于原子之间共享的电子对数量。
单一共价键由一对电子共享组成，双重共价键由两对电子共享组成，三重共价键由三对电子共享组成。
双重和三重共价键比单一共价键更强，因为它们包含更多的共享电子对。
共价键的长度和键能量也取决于原子性质和共价键的强度。
原子间距离越近，共价键越短，键能量越高。
原子的大小和电负性差异也会影响共价键的性质。
原子越小，共价键越短，电负性越大，共价键越极性。
电相近的原子之间形成非极性共价键，而电负性差异较大的原子之间形成极性共价键。
共价键在化学反应和化合物的性质中起着重要的作用。
共价键可以通过化学反应的断裂与形成来重新组合成新的化合物。
化合物的性质也受共价键的影响，如分子的形状、极性和化学反应性等。
共价键的特性使得它在生物体系、有机合成和材料科学等领域中都具有重要的应用。
总而言之，共价键是通过原子之间的电子共享形成的化学键。
它是化学中一种常见的化学键类型，形成分子和化合物的基础。
共价键的长度、强度和性质取决于原子的特性和共享的电子对。
共价键在化学反应和化合物性质中起着重要的作用，并在多个领域中具有广泛的应用。
有机化合物中的共价键
有机化合物中的共价键共价键是化学键的一种类型，通常存在于有机化合物中。
在有机化合物中，共价键的形成和断裂对于化学反应和分子结构具有重要影响。
本文将介绍有机化合物中共价键的形成、性质和应用。
一、共价键的概念及形成机制共价键是由两个非金属原子共享电子而形成的化学键。
共价键的形成依赖于原子之间的电子云重叠，并使得原子能量最低化。
电子云重叠的程度决定了共价键的强度和能量。
共价键通常可以分为单键、双键和三键。
二、共价键的性质及特点1. 强度和能量：共价键通常比离子键和金属键弱，但强于氢键和范德华力。
2. 方向性：共价键具有方向性，形成共价键的原子之间具有特定的空间排列方式。
3. 定向力：共价键具有定向力，会导致有机分子的立体构型和空间取向特异性。
4. 可能性：在有机化合物中，同一原子可以与不同原子形成不同数目的共价键。
三、共价键的应用1. 化学反应：共价键的形成和断裂是化学反应的基础。
在有机合成中，共价键的断裂和形成是合成目标分子的重要步骤。
2. 分子结构：共价键的性质决定了有机分子的结构和性质。
共价键的长度、键角和取向可以决定分子的立体构型和性质。
3. 化学性质：共价键的性质和能量关系着有机化合物的化学性质，如溶解性、稳定性和反应活性。
4. 扩展应用：共价键的概念和原理在材料科学、药物化学、生物化学等领域中得到了广泛的应用。
总结：共价键是有机化合物中常见的化学键类型，它通过电子云的共享来连接原子。
共价键具有强度和能量适中、方向性和定向性强的特点。
在化学反应、分子结构、化学性质和其他领域中，共价键都具有重要的应用价值。
深入理解有机化合物中的共价键性质和应用，对于有机化学研究和应用具有重要意义。
参考文献：1. Clayden, J., Greeves, N., & Warren, S. (2012). 张金凤,译. 有机化学. 高等教育出版社.2. Vollhardt, K. P. C., & Schore, N. E. (2014). 张玉珍,曹俊林,赵晓燕,译. 有机化学与生物化学. 高等教育出版社.3. Bruice, P. Y. (2004). 张世江,曹冲,吴镇纲,等,译. 有机化学. 高等教育出版社.。
共价键
（1）共价键具有饱和性 ） （2）共价键具有方向性 ）
共价键的特点 （1）共价键结合力的本质是电性的，但不能认为 共价键结合力的本质是电性的， 纯粹是静电作用力。 纯粹是静电作用力。 因为共价键的形成是核对共用电子对的吸引力， 因为共价键的形成是核对共用电子对的吸引力，而 不是正负离子间的库仑作用力。 不是正负离子间的库仑作用力。 （2）共价键的形成是由于原子轨道的重叠，两核间 共价键的形成是由于原子轨道的重叠， 的电子云密度增大。 的电子云密度增大。 共价键具有饱和性。 （3）共价键具有饱和性。 有多少个未成对电子的原子最多就可以与多少个自 旋方向相反的未成对电子配对成键。 旋方向相反的未成对电子配对成键。 （4）共价键具有方向性。 共价键具有方向性。 轨道在成键时，沿着能够达到最大重叠的方向重叠。 轨道在成键时，沿着能够达到最大重叠的方向重叠。
电子云重叠
Π键的电子云
(1)电子云为镜像，即是每个Π (1)电子云为镜像，即是每个Π键的电子云由两块组 电子云为镜像 分别位于由两个原子核构成的平面的两侧。 成，分别位于由两个原子核构成的平面的两侧。 (2)不稳定,容易断裂。 (2)不稳定,容易断裂。 不稳定
小结 项目 键型 б键 “头碰头” 头碰头” 头碰头 轴对称 强度大， 强度大，不易断裂 Π键 “肩并肩” 肩并肩” 肩并肩 镜像对称 强度小， 强度小，容易断裂
一、共价键 1 、б键 氢原子形成氢分子的电子云描述
1S
互相靠拢
1S
电子云重叠
H—H共价键 共价键
б键的特征： 键的特征： 键的特征 电子云为轴对称， 电子云为轴对称，即是以形成化学键的两个原子核的 连线为轴作旋转操作， 键电子云的图形不变。 连线为轴作旋转操作， б键电子云的图形不变。
化学反应的共价键
化学反应的共价键化学反应是物质发生变化的过程，其中共价键的形成与断裂是反应的核心。
共价键是由共享电子对形成的化学键，它对于化学反应的进行起着至关重要的作用。
本文将介绍共价键的定义、形成和断裂机制，以及共价键在化学反应中的重要性。
一、共价键的定义共价键是由两个原子之间共享电子对而形成的一种化学键。
在共价键中，原子通过共享、分担和交换电子来相互链接。
共享的电子对在原子之间形成一个或多个成键电子对，使得原子能够紧密地结合在一起。
在共价键中，通常不涉及金属离子，而是以非金属之间的电子共享为基础。
二、共价键的形成机制共价键的形成是通过原子之间的电子互相吸引而实现的。
当两个原子互相靠近时，它们的外层电子对开始发生相互作用。
根据电子云模型，原子外层电子以一种云状的方式存在，而非固定于某个特定位置。
当两个原子靠近时，它们的电子云开始重叠，并形成共享电子对的区域。
这个共享电子对区域使得两个原子能够稳定地结合在一起，形成共价键。
共享的电子对可以是一个或多个，取决于化合物的类型和键的特性。
在共价键中，原子之间的电子云密度最高，而电子云的负电荷也分布在整个键区域中。
三、共价键的断裂机制在化学反应中，共价键的断裂是必不可少的过程。
共价键的断裂可以是可逆的或不可逆的，取决于反应的条件和反应物的性质。
共价键的断裂通常涉及能量的吸收或释放。
当共价键断裂时，共享的电子对将回到各自的原子上，导致形成新的化学物质。
这个过程中，原子之间的电子分配发生变化，从而引起反应物和产物之间的化学性质差异。
四、共价键在化学反应中的重要性共价键是化学反应中重要的连接力，它决定了分子的结构和性质。
化学反应中共价键的形成和断裂可以导致物质间的转化和变化。
在化学合成中，一种化合物转变为另一种化合物的过程涉及共价键的形成和断裂。
共价键的不同形式和特性决定了反应的速率、平衡性和产物构成。
通过控制共价键的形成和断裂，化学反应可以实现有选择性的转化和化学合成。
此外，共价键的强度也直接影响到物质的物理性质。
共价键的键参数
共价键的键参数一、什么是共价键共价键是指两个非金属原子间的电子对共享形成的键。
在共价键中，原子通过共享其外层电子以实现更稳定的电子构型。
共价键的形成使得原子能够在化学反应中共享电子，从而形成化学键。
二、共价键的特点共价键具有以下几个特点：1.电子共享：共价键是通过原子间的电子共享来形成的。
原子之间的电子对被共享，每个共价键共享两个电子。
这种共享使得原子能够达到更稳定的电子构型。
2.方向性：共价键具有方向性，即它们的形成会导致化学键在空间中有一个特定的方向。
这种方向性对于分子的构型和性质具有重要影响。
3.强度：共价键的强度取决于原子之间的电负性差异。
电负性差异越大，共价键的键能越强。
三、键参数对共价键的影响共价键的键能和键长是描述共价键强度和长度的两个主要参数。
键能决定了键的强度，而键长则反映了两个原子之间的距离。
1. 键能键能取决于两个原子之间的电负性差异。
电负性是指原子吸引和保持与之结合的电子的能力。
当两个原子之间的电负性差异越大时，共价键的键能越高。
键能越高意味着共价键越强，化学键的断裂能量也越大。
2. 键长键长取决于原子的大小和键的强度。
当原子间的键强度增加时，键长会缩短。
这是因为更强的键需要更紧密地将两个原子靠在一起，使得它们之间的距离更短。
四、键参数的实际应用键参数在化学领域有广泛的应用，可以用于解释和预测化学反应和分子性质。
以下是几个实际应用的例子：1. 化学键的强度和稳定性通过测量共价键的键能，可以比较不同键的强度和稳定性。
这对于预测和了解分子的性质和反应过程非常重要。
例如，高键能的化学键通常比低键能的化学键更难断裂，因此对于高键能的化合物来说，它们的反应性可能较低。
2. 预测化学反应通过比较反应物和生成物之间的键能变化，可以预测化学反应的进行与不进行。
如果反应中形成的键的键能比反应物中断裂的键的键能更高，那么反应有可能是自发的。
这种预测有助于理解和设计化学反应。
3. 分子构型预测共价键的方向性和键长可以用于预测分子的构型。
共价键
主要特点
饱和性
方向性
在共价键的形成过程中，因为每个原子所能提供的未成对电子数是一定的，一个原子的一个未成对电子与其 他原子的未成对电子配对后，就不能再与其它电子配对，即，每个原子能形成的共价键总数是一定的，这就是共 价键的饱和性。
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 ，是定比定律（law of definite proportion）的内在原因之一。
2、配位共价键（coordinate covalent bond）
配位共价键简称“配位键”是指两原子的成键电子全部由一个原子提供所形成的共价键，其中，提供所有成 键电子的称“配位体（简称配体）”、提供空轨道接纳电子的称“受体”。常见的配体有：氨气（氮原子）、一 氧化碳（碳原子）、氰根离子（碳原子）、水（氧原子）、氢氧根（氧原子）；受体是多种多样的：有氢离子、 以三氟化硼（硼原子）为代表的缺电子化合物、还有大量过渡金属元素。对配位化合物的研究已经发展为一门专 门的学科，配位化学。
历史
早期历史
近代史
图1在古希腊，化学还没有从自然哲学中分离的时代，原子论者对化学键有了最原始的设想，恩培多克勒 （Empedocles）认为，世界由“气、水、土、火”这四种元素组成，这四种元素在“爱”和“恨”的作用下分裂 并以新的排列重新组合时，物质就发生了质的变化。这种作用力可以被看成是最早的化学键思想。
2、非极性共价键（non-polar bond）
由同种元素的原子间形成的共价键，叫做非极性共价键。同种原子吸引共用电子对的能力相等，成键电子对 匀称地分布在两核之间，不偏向任何一个原子，成键的原子都不显电性。 非极性共价键存在于单质中，也存在 于某些化合物中，完全由非极性键构成的分子一定是非极性分子（但有的非极性分子中含有极性键）。
共价键
CH4 CCl4 109°28′
NH3 107°18′
H2O 105°
CO2 180°
键能
衡量共价键的稳定性
键长
描述分子的立体结构
键角
三、等电子原理
原子总数相同、价电子总数相同的分子 1、定义：
2、特点： 具有相似的化学键特征许多性质是相近的
注意：有时将原子总数、价电子总数相同的 离子也认为是等电子体
共价键
一、共价键
1、化学键及其分类
相邻原子或离子之间强烈的相互作用 金属键 按化学键成键方式 分为三种： 共价键 离子键 金属晶体 分子晶体 原子晶体 离子晶体
2、共价键
本质：共用电子对（两单个电子形成一对电子）极性共价键 不同原子成键 非极性共价键 同种原子成键
σ键
按电子云重叠方式按成键方式
π键
4、σ键
定义：两个原子轨道沿键轴方向以“头碰头” 的方式重叠 （重叠程度大，稳定性高，可 绕键轴旋转）
H
H
H
H
H
H
H
Cl
H
Cl
5、π键
定义：两个原子轨道以平行即“肩并肩” 方式重叠（重叠程度较小，稳定性较差， 不能旋转）
项目
键型
σ键
π键
沿轴方向“头碰头” 平行方向“肩并肩” 电子云形状 轴对称 镜像对称 牢固程度 成键判断规 律 强度大，不易断 强度较小，易断
同种元素形成的共价键的键能： 单键<双键<叁键 σ键键能> π键键能
2、键长
共价键的两个原子间的核间距
共价半径：同种原子的共价键键长的一半 稀有气体为单原子分子，无共价半径 键长越短，键能越大，分子越稳定
同种元素间形成的共价键的键长： 单键>双键>叁键
共价键
（2）、π键 特征：镜像对称、肩并肩、强度小、易断裂
种类：P—Pπ 键等
5、判断规律：共价单键是σ 键； 而共价双键中有一个σ 键，另一个是π 键 ；共价三键由一个σ 键和两个π 键组成
1、氮气分子中原子轨道重叠方式如何？
z y
z y
x
7
3
共价键的键参数与等电Байду номын сангаас体
学习目标： 1.能记住键能、键长、键角的定义。 2.能利用键参数简单说明分子的性质。 3.能识别等电子体。
一、键能
定义：气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量。 （ 断开1mol化学键形成气态基态原子所吸收的最低能量）
规律：键能越大,化学键越牢固,由该键形成的分子越稳定。
应用：计算反应热∆H=反应物键能 总和-生成物键能 总和 （ ∆H <0放热） 【 练习】由下表的数据判断,下列分子的稳定性： A.Cl2, Br2, I2 B.NH3 , H2O
第一节 共价键
•共价键的形成
以氢分子的形成为例：
б键 氢原子形成氢分子的电子云描述
H
H
H
H
σ键
H H
s-sσ键
H
H－Cl
Cl
H－Cl的s-pσ键的形成
Cl Cl Cl Cl
Cl－Cl的p-pσ键的形成
p-pπ键的形成
1、共价键的形成条件
A、两原子电负性
相同 或 相近 。
B、一般成键原子有 未成对 电子。
影响共价键强弱的因素：形成共价键的共用电子对的 多少；形成共价键的原子半径大小。
四、等电子原理与等电子体
1.等电子原理：原子总数相等且 价电子总数相 等的粒子具有相同的化学键特征，它们许多性 质是相似的——等电子原理。 2.等电子体：满足等电子原理的分子称为等电 子体。 ①牢记前提：两个相等：原子总数和价电子总 数（不是总电子数） ②性质：化学键相似，空间结构相似，物理性 质相似
高中化学常见共价键
高中化学常见共价键
共价键是指两个原子之间由共享电子对而形成的键称之，是化学键中
最主要也是最稳定的键。
常见的共价键包括：
一、单键：
1.单原子键：氟（F）、氯（Cl）、氢（H）等都有一个电子形成一个
共价键。
2.离子键：金属离子和非金属离子之间形成的共价键，如氯化钠（NaCl）中的NaCl。
二、多键：
1.氮气键：在氮原子的八个电子当中，有四个电子参与共价键的形成，形成氮气键，如二氧化碳（CO2）、氨（NH3）等。
2.有机键：由碳和氢之间由共享电子对形成的有机键，如烷烃中的键，如丁烷（C4H10）中的C-H键。
3.硫键：由硫原子之间由共享电子对形成的硫键，如硫醇
（HSCH2CH2OH）中的S-CH2-CH2-OH。
4.磷键：由磷原子之间由共享电子对形成的磷键，如立氟磷（PF3）
中的P-F键。
五、其它共价键：
1.硅键：由硅原子之间由共享电子对形成的硅键，如四氧化硅（SiO4）中的Si-O键。
2.硼键：由硼原子之间由共享电子对形成的硼键，如二氧化硼（B2O3）中的B-O键。
3.铬键：由铬原子之间由共享电子对形成的铬键，如六氧化铬
（Cr2O7）中的Cr-O键。
4.铁键：由铁原子之间由共享电子对形成的铁键，如氧化铁（FeO）
中的Fe-O键。
高中化学共价键知识点总结
高中化学共价键知识点总结一、共价键的概念。
1. 定义。
- 原子间通过共用电子对所形成的相互作用叫做共价键。
例如，在氢气分子（H_2）中，两个氢原子通过共用一对电子形成共价键。
2. 成键微粒。
- 原子，一般是非金属原子之间形成共价键。
如HCl分子中，氢原子和氯原子通过共价键结合。
二、共价键的形成条件。
1. 一般条件。
- 同种或不同种非金属元素原子结合时，原子间能形成共价键。
例如，在H_2O中，氢原子（H）和氧原子（O）通过共价键形成水分子；在Cl_2中，两个氯原子（Cl）之间形成共价键。
2. 特殊情况。
- 部分金属原子与非金属原子也能形成共价键，如AlCl_3中铝原子（Al）和氯原子（Cl）之间形成的是共价键。
三、共价键的类型。
1. σ键。
- 形成方式。
- 原子轨道沿核间连线方向以“头碰头”的方式重叠形成的共价键叫σ键。
例如，H - H键就是σ键，是两个氢原子的1s轨道沿核间连线方向“头碰头”重叠而成。
- 特点。
- 重叠程度较大，比较稳定。
可以绕键轴旋转。
2. π键。
- 形成方式。
- 原子轨道在核间连线两侧以“肩并肩”的方式重叠形成的共价键叫π键。
例如，在N_2分子中，氮原子（N）的p轨道在形成σ键后，另外两个p轨道以“肩并肩”方式重叠形成π键。
- 特点。
- 重叠程度比σ键小，不如σ键稳定。
不能绕键轴旋转。
四、共价键的特征。
1. 饱和性。
- 每个原子所能形成共价键的数目是一定的。
例如，氢原子只能形成一个共价键，氧原子最多能形成两个共价键。
这是因为原子的未成对电子数是有限的，当原子的未成对电子全部参与形成共价键后，就不能再形成更多的共价键了。
2. 方向性。
- 共价键将尽可能沿着电子云密度最大的方向形成。
这是因为原子轨道在空间有一定的伸展方向，为了使原子轨道最大程度地重叠，形成稳定的共价键，共价键就具有方向性。
例如，在HCl分子中，氢原子的1s轨道与氯原子的3p轨道沿着一定方向重叠形成共价键。
五、共价键的表示方法。
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在生物化学中有特别重要的意义。
三、化学键 （一）概念： 相邻原子间的强烈相互作用 （二）化学反应的本质 HH
吸热
H + H Cl + Cl H Cl
Cl Cl
吸热 放热
H + Cl
结论： 化学反应的过程， 本质上就是旧化学键的 断裂和新化学键形成的 过程。
放热反应 吸热反应
成键总放热 > 断键总吸热 成键总放热 < 断键总吸热
组成与结构相似的分子，随相对分子质量增大，分子间力增强。
例：熔、沸点 I2>Br2>Cl2>F2
思考： HCl沸点低，但很稳定，这二者矛盾吗？
比较：沸点 HF > HCl < HBr < HI 2、氢键 （1）存在于分子间或分子内的一种比分子间作用力稍强的相互 H2O > H2S NH3 > PH3
H H Cl Cl
NNH—HFra bibliotekCl—Cl
N≡N
用一根短线表示一对共用电子 2、共价化合物 电子式 结构式 H Cl H—Cl
O C O
O=C=O
H O H O H H
练习：书写 NH3、CH4、CCl4的电子式、结构式
3、复杂的阴阳离子 OH- : O22- : NH4+ :
练习 写出以下物质的电子式： NH4Cl、H2O2、 Na2O2、HClO
（五）共价键的分类
H Cl Cl Cl 思：H H 中 各原子对共用电子对的作用相同吗？
非极性键 定 义
存在范围 成键原子 所带电荷 键的极性 H—H H—I 弱极性 共用电子对不偏向任何 成键原子的共价键。 同种元素的原子间 成键原子不显电性 无极性 H—Br H—Cl H—F 强极性
极性键
共用电子对偏向某一成键 原子的共价键。 不同种元素的原子间 成键原子带部分正电荷、 部分负电荷。 δ+ δ有极性
二、共价键 （一）共价键的形成过程 H + Cl H Cl
共用电子对
（二）共价键：原子之间通过共用电子对所形成的相互作用。
成键粒子 成键本质：静电作用
（三）用电子式表示共价型分子的形成过程
原子 分子
H + Cl
H Cl
对比：与离子化合物形成过程书写之区别
（四）共价键的存在及对应表达方式 1、大多数非金属单质 电子式 结构式
吸热 放热
H + Cl
结论： 化学反应的过程， 本质上就是旧化学键的 断裂和新化学键形成的 过程。
四、分子间作用力和氢键 1、分子间作用力 （1）定义：分子与分子间存在的一种微弱的相互作用，这种作 用叫做分子间作用力，又叫范氏力。 注意：分子间作用力比化学键弱得多，易被破坏。 （2）对物质性质的影响：分子间作用力越大，由分子构成的物 质的熔沸点越高。 （3）影响分子间力的因素
作用。
注意：氢键不是化学键，它弱于化学键, 比分子间作用力稍强。 （2）产生原因（了解）
H F F • • • H F H • • •
F
H
由极性很强的A—H键上的氢原子跟另一个键（可存在于同 一种分子或另一种分子中）上电负性很强、原子半径较小的B 原子（如F、O、N等）的孤对电子之间相互吸引而成的一种键 （A－H…B）。
练习1：判断以下说法的正误。 A、离子化合物只含离子键。 B、含离子键的化合物一定为离子化合物。 C、共价化合物只含共价键。 D、 含共价键的化合物一定为共价化合物。
E、由非金属元素组成的化合物一定是共价化合物。
F、由两种非金属元素组成的化合物一定是共价化合物。 2、下列微粒中各原子的最外层电子数均满足8电子的是（AC ） A、CO2 B、 PCl5 C、PCl3 D、SF6 E、XeF2
（3）氢键的本质：静电吸引作用。 （4）表示方法：“…”。 （5）对物质性质的影响： ① 氢键的存在使得物质的熔点和沸点相对较高， 如：HF、H2O、NH3的沸点反常； 醇、甲酸、乙酸沸点较高 ② 使冰的密度小于水。 ③ 溶解度： 低级醇易溶于水 ④ 由于一般的糖、蛋白质、脂肪中都含有氢键，因此氢键
H—Cl
NaF
成键两原子间吸引电子能力的差异越大，共价键的极性越强。
思考：以下物质微粒中存在什么化学键？
N2 H2O NaCl NH4Cl H2O 2 Na2O2 HClO
三、化学键 （一）概念： 相邻原子间的强烈相互作用 （二）化学反应的本质 HH
吸热
H + H Cl + Cl H Cl
Cl Cl