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
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《共价键》——详细教案
王思佳10091550122
一、教学目标：
（一）知识与技能
1 理解共价键的概念，初步掌握共价键的形成过程。
2. 能用电子式表示共价化合物的形成过程。
3. 理解化学键的概念以及化学反应的本质。
（二）过程与方法
1. 通过共价键的形成过程，培养学生的抽象思维及概括能力。
2. 培养对微观粒子运用的想象力。
（三）情感态度与价值观
1. 通过共价键的形成过程，培养求实、创新的精神。
2. 培养从个别到一般的研究问题的方法。
从现象到本质的科学方法。
二、教学重点
1.理解共价键的本质。
2.用电子式、结构式表示共价键和共价化合物。
教学难点
1.用电子式、结构式表示共价键和共价化合物。
2.用共价键去解释某些化学性质。
三、教学过程
【师】上节课，我们学习了离子键，哪位同学能告诉我，什么是离子键呢？
【生】使阴、阳离子结合成化合物的静电作用，叫做离子键。
【师】很好，那么离子键适合于什么样的阳、阴离子吗？
【生】适合于活泼的金属和非金属之间。
【师】同学们掌握的还不错，还应该有特殊的阳离子：NH4+。
对吧？
【生】……
【师】看来同学们的掌握情况真的不错。
后来我们又学习了怎么用电子式表示一个离子，及离子化合物的电子式，还学习了用电子式表示离子化合物的形成过程。
那么请同学们，写出NaCl、MgCl2、NH4Cl的电子式，并且用电子式，表示NaCl的形成过程。
【生】……
【师】同学们注意下，用电子式表示离子化合物时，阴阳离子所带的电荷要标注出来，并且要阴离子要用中括号括起来。
好的，看来同学们对于离子键的学习情况还是很不错的。
我们说活泼金属元素和活泼非金属元素的原子之间化合时形成离子键。
那么，非金属元素的原子之间能形成离子键吗？为什么？
【生】……
【师】不能，因为非金属元素的原子都有获得电子的倾向。
（思考）那么请同学们，分析下H和Cl的原子结构，你认为H2、Cl2、HCl的形成和NaCl一样吗？【生】……
【师】我们现在先以Cl原子为例，来分析下Cl2分子的形成过程。
我们知道Cl原子最外层有7个电子，要达到稳定的8电子结构，都需要获得1个电子，而两个氯原子间难以发生电子的得失，要形成Cl2分子，那该怎么办呢？请你猜想下。
【生】两个原子都拿出一个电子，放在中间公用呗。
【师】对的。
如果让两个氯原子各自提供1个电子，形成公用电子对，那么两个氯原子就可以形成8电子稳定结构了。
也就结合形成了Cl2分子了。
老师写的这个就是用电子式表示的Cl2分子的形成过程。
同样，其它由相同的非金属原子结合成的分子，也应该是下相同的原理，就像H2的形成。
那么不同的非金属原子之间呢？是不是一样的结合方式呢？
我们以HCl分子为例，由于H原子和Cl原子都倾向于得到电子，达到2个电子或者8个电子的稳定结构。
所以同学应该怎么办？
是不是要像Cl2分子一样，每个原子拿出来一个电子放在中间公用？
【生】对。
【师】嗯，对。
把这电子对放在中间公用，把H、Cl两个原子结合到了一起，形成了稳定的HCl分子。
老师写的这个就是用电子式表示的Cl2分子的形成过程。
其他的不同非金属原子组成的分子也应该是相同的道理。
（播放视频）
其实，H2、Cl2、HCl分子这样，原子之间通过共用电子对所形成的相互作用，我们叫做共价键。
在化学上也通常会采用一根短线“—”表示一对共用电子。
比如：氢分子的形成：
H·+·H→H︰H H—H （结构式）
特点：共用电子对不偏移，成键原子不显电性。
（我们知道两个相同的原子他们的吸引这对共用电子对的能力应该是相同的，所以共用电子对不偏向任何一个原子，即成键的原子不显电性。
我们把这样的共价键称之为非极性共价键，简称非极性键。
）
又如：氯化氢分子的形成：
+
·H →H
H—Cl（结构式）
特点：共用电子对偏向吸引电子能力强的原子一边（氯原子），氯原子带部分负电荷，氢原子带部分正电荷。
（我们知道两个不同原子，对这对共用电子对的吸引能力是不一样的，共用电子对更易偏向于吸引电子能力强的一方，对吧。
在HCl分子中，由于Cl吸引电子的能力比H 原子强，所以共用电子对偏向于Cl一方，所以Cl一方相对显负电性，H一方相对显正电性。
我们把这样共用电子对偏移的共价键叫做极性共价键，简称极性键。
）
【师】我们就知道共价键的形成条件是什么了吧！
形成条件：○1同种非金属元素原子之间的结合，形成非极性共价键。
○2不同种非金属元素原子之间的结合，形成极性共价键。
那成键的微粒是什么呢？
【生】……
【师】应该是原子，对吧。
其实，很多物质都含有共价键的，比如说，多数非金属单质、气态氢化物、酸分子、酸酐分子、大多数有机物中。
那么请同学帮老师想想，还有什么分子中含有共价键呢？
【生】H2O、CO2……
【师】对，这些分子都含有共价键。
其中，像H2O、CO2、HCl这样，以共用电子对形成分子的化合物叫做共价化合物。
同学们注意下，这里是化合物。
思考：那么请同学们，想想之前我们学习的知识，我们说由离子键构成的化合物叫做离子化合物，那么含有共价键的化合物就一定是共价化合物吗？
【生】……
【师】老师给大家一个例子：NaOH和Na2O2。
先请大家写下NaOH的电子式，然后告诉老师这里面含有什么键？
【生】NaOH：钠离子和氢氧根离子之间以离子键结合；在氢氧根离子中，氢和氧以共价键结合。
Na2O2：过氧根离子O2-与钠离子以离子键结合；在过氧根离子中，两个氧原子以共价键结合。
【师】好的，同学们说的很好。
并且这两种化合物都是离子化合物，所以我们说，含有共价键的化合物不
一定是共价化合物。
现在请同学跟老师一起完成这个表格，从表格中我们就可以清楚的看到离子键和共价键的区别了。
（我们知道离子键的成键本质是：静电作用。
）
【生】……
【师】通过学习有关离子键和共价键的知识，我们知道，离子键使离子结合形成离子化合物；共价键使原子结合形成共价化合物分子。
人们把这种：使离子相结合或者使原子相结合的作用力通称为化学键。
一般化学物质则主要由离子键或共价键结合而成。
请同学用化学键的观点来解释下，H2和Cl2反应的过程？（我们以前总说化学反应时，旧键的断裂，新建的形成，那到底是什么键断裂，什么键形成呢？）
【生】H2和Cl2中化学键断裂，生成H和Cl，H和Cl结合成HCl，形成了H和Cl之间的化学键H—Cl。
那么，请同学们讨论下：用化学键的观点来分析化学反应的本质？
【师】我们用化学键的观点来解释H2和Cl2反应的过程，可以把他想象为两个步骤：H2和Cl2中化学键断裂，生成H和Cl（旧键的断裂）；H和Cl结合成HCl，形成了H和Cl之间的化学键H—Cl（新键的形成）。
【师】好的，同学们对于知识的掌握情况相当的不错。
刚刚我们说的化学键，无论是离子键还是共价键都是在分子内相邻原子之间存在的。
而实际上在分子之间还存在着一种把分子聚集在一起的作用力，我们称之为分子间作用力。
（又称范德华力）
在这里面请同学们注意以下几点：
（1）分子间作用力比化学键弱的多，是一种微弱的相互作用，它主要影响物质的熔沸点等物理性质，而化学键主要影响物质的化学性质。
（2）分子间作用力主要存在于由分子构成的物质中，如：多数非金属单质、稀有气体、非金属氧化物、酸、氢化物、有机物等。
（3）分子间作用力的范围很小，只有分子间的距离很小时才有。
（4）一般来说，对于组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的熔沸点越高。
如：卤素单质。
但是：为什么HF、H2O和NH3的沸点会反常呢？
【生】……
【师】同学们不知道就对了，那是因为它们分子间存在一种特殊的键。
叫做氢键：是由于氢原子的存在而使分子间产生的一种比分子间作用力稍强的相互作用。
在这里面请同学们注意以下几点：
（1）氢键不属于化学键，比化学键弱的多，比分子间作用力稍强，也属于分子间作用力的范畴。
（2）形成条件：氢原子与得电子能力很强、原子半径很小的原子形成的分子之间。
如HF、H2O、NH3等分子间易形成氢键。
（3）结果：含有氢键的物质的熔沸点大大升高。
氢键的形成对物质的溶解性也有影响，如：NH3极易溶于水。
【师】回顾下我们今天学习的知识，我们可以发现我们学了：共价键、化学键、共价化合物……。