按原子轨道重叠方式共价键类型
共价键
高一化学辅导资料（共价键）一、共价键本质与分类1.共价键的概念：原子间通过共用电子对所形成的相互作用叫做共价键。
共价键的本质是原子之间形成共用电子对。
通常电负性相同或差值小的非金属原子形成的化学键为共价键，当两原子的电负性相值差大，形成的是离子键。
2.共价键的分类（1）.根据原子轨道重叠方式划分为：σ键（s-sσ、s-pσ、p-pσ）和π键，见表：（2）．共价键的种类：①配位键：共用电子对的共价键。
②非极性键：共用电子对处于的共价键；③极性键：共用电子对处于的共价键。
3.共价键性质具有饱和性（决定一个原子能形成共价键的总数或以单键连接原子的数目）和方向性（决定分子的空间结构）。
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，共价键的方向性影响着分子的立体构型。
二、共价键的键参数共价键的键参数主要指键能、健长、键角。
见表：【归纳总结】：决定分子的稳定性的参数为，决定分子构型的参数为。
【迁移应用】：（1）、关于键长、键能和键角，下列说法不正确．．．的是A．键角是描述分子立体结构的重要参数B．键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关C．键能越大，键长越长，共价化合物越稳定D．键角的大小与键长、键能的大小无关（2）、已知部分键能数据如下：H-H 436kJ/mol，O=O 497kJ/mol，H-O 462kJ/mol，求1gH2燃烧生成水时释放的热量。
三、等电子原理原子总数相同、价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征，它们的许多性质（物理性质）是相近的。
【迁移应用】：1、(1)、下列不互为等电子体的是（）A．N2O和CO2B．O3和NO2-C．CH4和NH4+D．OH-和NH2-2、找法：（1）找同主族元素：（2）找同周期元素常见的互为等电子体的物质有：双原子分子三原子分子四原子分子五原子分子四、分子的性质1.极性分子和非极性分子特征极性分子的特征：正电中心和负电中心不重合，使分子的某一部分呈正电性（δ+），另一部分呈负电性（δ—），非极性分子的特征：正电中心和负电中心重合。
共价键的分类
共价键的分类共价键的分类方法很多，可以从不同的角度分类：1）从共用电子对是否偏移，分成极性共价键和非极性共价键；2）从形成的共用电子对的数目，分成单键、双键和叁键；3）从共用电子对的形成方式，分成一般共价键（电子对来自成键原子双方，即两个原子都拿出相等的电子，形成共用电子对）和配位键（电子对来自一方，即一方提供孤对电子，一方提供空轨道）；4）从电子对形成时的重叠方式，分成σ键和π键．①σ键：a、σ键的特点：由两个原子轨道沿轨道对称轴方向相互重叠导致电子在核间出现概率增大而形成的共价键，叫做σ键，可以简记为“头碰头”．σ键属于定域键，它可以是一般共价键，也可以是配位共价键．一般的单键都是σ键．原子轨道发生杂化后形成的共价键也是σ键．由于σ键是沿轨道对称轴方向形成的，轨道间重叠程度大，所以，通常σ键的键能比较大，不易断裂，而且，由于有效重叠只有一次，所以两个原子间至多只能形成一条σ键．b、σ键的分类：s﹣s（2个s电子）、s﹣p x（1个s电子和1个p电子）和p x﹣p x（2个p 电子）．如图所示：②π键：a、π键的特点：成键原子的未杂化p轨道，通过平行、侧面重叠而形成的共价键，叫做π键，可简记为“肩并肩”．π键与σ键不同，它的成键轨道必须是未成对的p轨道．π键性质各异，有两中心，两电子的定域键，也可以是共轭π键和反馈π键．两个原子间可以形成最多2条π键，例如，碳碳双键中，存在一条σ键，一条π键，而碳碳三键中，存在一条σ键，两条π键．b、p﹣pπ键．如图所示：③σ键和π键的区别：a、σ键可以绕键轴旋转，π键不能；b、σ键可以单独存在与两原子之间，π键不可以；c、π键的轨道重叠程度比σ键小，不如σ键牢固．【命题方向】本考点主要考察共价键的形成以及共价键的分类，需要重点掌握．题型一：物质所含化学键类型的判断典例1：（2014•朝阳区）下列物质中，既含离子键又含共价键的是（）A．NaCl B．CO2C．NaOH D．N2分析：一般来说，活泼金属和活泼非金属元素之间易形成离子键，非金属元素之间易形成共价键，既含离子键、又含共价键的物质应为离子化合物，并且含有由多个原子组成的阴离子，据此分析解答．解答：A．氯化钠只含离子键，故A错误；B，二氧化碳中只含共价键，故B错误；C．氢氧化钠中钠离子和氢氧根离子之间存在离子键，氧原子和氢原子之间存在共价键，故C正确；D．氮气中只含共价键，故D错误；故选C．点评：本题考查化学键知识，题目难度不大，注意离子键与共价键的区别．题型二：σ键和π键的比较典例2：下列说法不正确的是（）A．σ键比π键重叠程度大，形成的共价键强B．两个原子之间形成共价键时，最多有一个σ键C．气体单质中，一定有σ键，可能有π键D．N2分子中有一个σ键，2个π键分析：A．σ键是电子“头对头”重叠形成的，π键是电子“肩并肩”重叠形成的；B．σ键是电子“头对头”重叠形成的；C．有些物质不含化学键；D．氮气分子中氮原子间存在共价三键．解答：A．σ键是电子“头对头”重叠形成的，π键是电子“肩并肩”重叠形成的，所以σ键比π键重叠程度大，故A正确；B．σ键是头碰头形成的，两个原子之间能形成一个，原子轨道杂化的对成性很高，一个方向上只可能有一个杂化轨道，所以最多有一个，故B正确；C．气体单质分子中，可能只有键，如Cl2；也可能既有σ键又有π键，如N2；但也可能没有化学键，如稀有气体，故C错误；D．氮气分子的结构式为N≡N，所以一个氮气分子中含有一个σ键，2个π键，故D正确；故选C．点评：本题考查了σ键、π键，明确σ键和π键的形成是解本题关键，注意并不是所有的物质中都含有化学键，单原子分子不含化学键，为易错点．题型三：σ键和π键的判断典例3：在乙烯分子中有5个σ键、一个π键，它们分别是（）A．sp2杂化轨道形成σ键、未杂化的2p轨道形成π键B．sp2杂化轨道形成π键、未杂化的2p轨道形成σ键C．C﹣H之间是sp2形成的σ键，C﹣C之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键D．C﹣C之间是sp2形成的σ键，C﹣H之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键分析：乙烯中存在4个C﹣H键和1个C＝C双键，没有孤对电子，成键数为3，则C原子采取sp2杂化，以此来解答．解答：乙烯中存在4个C﹣H键和1个C＝C双键，没有孤对电子，成键数为3，则C原子采取sp2杂化，C﹣H之间是sp2形成的σ键，C﹣C之间有1个是sp2形成的σ键，C﹣C之间还有1个是未参加杂化的2p轨道形成的π键，故选AC．点评：本题考查共价键的形成，注意C＝C双键中有1个σ键、一个π键，π键是未参与杂化的2p轨道肩并肩形成的，题目难度中等．【解题思路点拨】规律方法：化学键与物质类别的关系：1）只含共价键的物质①同种非金属元素构成的单质，如I2、N2、P4、金刚石、晶体硅等；②不同种非金属元素构成的共价化合物，如HCl、NH3、SiO2、CS2等；2）只含有离子键的物质：活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物，如Na2S、K2O等．3）既含有离子键又含有共价键的物质：如Na2O2、NH4Cl、NaOH等．4）无化学键的物质：惰性气体等．5）碳碳双键中，存在一条σ键，一条π键，而碳碳三键中，存在一条σ键，两条π键．。
共价键的形成
+ +
+ +
+
不成键
成键
附图5.10 p轨道共价键形成示意图
共价键理论
价键理论和分子轨道理论。
5.5.2 价键理论 ( Valence Bond Theory )
两个原子轨道重叠后，使两核间电子密度增大，加强 了对原子核的吸引，系统能量降低而形成稳定分子。
价键理论的基本论点包括： （1）共价键的本质 （2）成键原理(价键理论基本要点) （3）共价键的特点
3
NH 3 H2O BeCl2 BF3 CH 4 实例 HgCl2 BCl3 SiCl4 PH3 H2S Be(ⅡA) B(ⅢA) C,Si N,P O,S 中心原子 Hg(ⅡB) (ⅣA) (ⅤA) (ⅥA)
5.5.4 分子轨道理论 要点：
分子轨道由能量相近的不同原子轨道组合而成，原 子组合成分子轨道时，轨道数目不变淡轨道能级要 变。当两个能级相近的原子轨道组合成分子轨道时， 能级低于原子轨道的称为分子轨道，高于原子轨道 能量的称为反键分子轨道。
成键原子轨道重叠越多，两核间
电子云密度越大，形成的共价键越稳
定。
(3). 对称性匹配原理
两原子轨道重叠时，必须考虑原 子轨道“+”、“-”号，同号重叠才是有
效重叠。
原子轨道角度分布图
z z + x s + _ pz x px z _ + x + _ py z _ y _ y
x
z
+ + _
z
x
d Z2
共价键理论
价键理论和分子轨道理论。
+
共价键饱和性
4 共价键的类型
1. σ键
第05讲共价键 2022-2023学年高二化学同步精品讲义(人教2019选择性必修2 )
知识点一：一、共价键1．共价键的概念和特征原子间通过 所形成的相互作用。
微点拨【答案】共用电子对2．共价键的类型(按成键原子的原子轨道重叠方式分类) (1)σ键形成 由成键原子的s 轨道或p 轨道“头碰头”重叠形成类型s-s 型共价键的方向性决定了分子的立体构型，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。
知识精讲考点导航第05讲 共价键s-p型p-p型特征以形成化学键的两原子核的为轴做旋转操作，共价键的电子云的图形，这种特征称为(2)π键形成由两个原子的p轨道“”重叠形成pp π键特征π键的电子云形状与σ键的电子云形状有明显差别：每个π键的电子云由两块组成，它们互为，这种特征称为；π键旋转；不如σ键，较易(3)判断σ键、π键的一般规律共价单键为键；共价双键中有一个键，另一个是键；共价三键由一个键和两个键构成。
【答案】连线不变轴对称肩并肩镜像镜面对称不能牢固断裂σ σ π σ π【即学即练1】1．下列关于σ 键和π键的说法不正确的是A．σ 键能单独形成，π键不能单独形成B．σ 键可以绕键轴旋转，π键不能绕键轴旋转C．双键中一定有一个σ 键，一个π键，三键中一定有一个σ 键，两个π键D．CH3-CH3、CH2=CH2、CH≡CH中的σ 键都是C-C键，所以键能都相同【答案】D【解析】A．分子中可只含σ键，但含π键时一定含σ键，则σ键一般能单独形成，而π键一般不能单独形成，A正确；B．σ键为球对称，π键为镜面对称，则σ键可以绕键轴旋转，π键一定不能绕键轴旋转，B 正确；C．双键、三键中均只含1个σ键，其余为π键，则碳碳双键中有一个σ键，一个π键，碳碳三键中有一个σ键，两个π键，C正确；D．三种分子中分别含C-C、C=C、C≡C键和C-H键，所以σ键也包含C-H键，且碳原子与碳原子之间的键长、键能均不相同，D错误；答案选D。
2．下列分子中既含σ键，又含π键的是A ．①B ．②C ．③D ．④【答案】D【解析】A ．水中只含σ键，A 错误； B ．乙醇中只含σ键，B 错误； C ．氨气中只含σ键，C 错误；D ．乙醛中含醛基，存在碳氧双键，既含σ键，又含π键的，D 正确； 故选D 。
第十一章 物质结构与性质(选修3)第二节 分子结构与性质
(4)利用 CO 可以合成化工原料 COCl2，COCl2 分子的结构式为
，每
个 COCl2 分子内含有的 σ 键、π 键数目为________。
A．4 个 σ 键
B．2 个 σ 键、2 个 π 键
C．2 个 σ 键、1 个 π 键
D．3 个 σ 键、1 个 π 键
答案：(1)σ 极性 (2)1∶1 (3)30 (4)D
[方法规律] “四方法”判断中心原子的杂化类型
(1)根据杂化轨道的空间结构 ①直线形—sp，②平面三角形—sp2，③四面体形—sp3。 (2)根据杂化轨道间的夹角 ①109°28′—sp3，②120°—sp2，③180°—sp。 (3)利用价层电子对数确定三种杂化类型(适用于中心粒子) 2 对—sp 杂化，3 对—sp2 杂化，4 对—sp3 杂化。 (4)根据 σ 键数与孤电子对数(适用于结构式已知的粒子) ①含 C 有机物：2 个 σ —sp,3 个 σ —sp2,4 个 σ —sp3。 ②含 N 化合物：2 个 σ —sp2,3 个 σ —sp3。 ③含 O(S)化合物：2 个 σ —sp3。
(3)实例
杂化轨 杂化轨道 杂化类型
道数目 间夹角
立体构型
实例
sp
2
180°
直线形 BeCl2
sp2
3
120° _平__面__三__角__形__ BF3
sp3
4
109°28′ 四__面__体__形__ CH4
3．配位键和配合物 (1)孤电子对 分子或离子中没有跟其他原子共用的电子对。 (2)配位键 ①配位键的形成：成键原子一方提供 孤电子对 ，另一方提供空轨道 形成共 价键。 ②配位键的表示：常用“―→”来表示配位键，箭头指向接受孤电子对的 原子。
共价键
共价键共价键（covalent bond），是化学键的一种，两个或多个原子共同使用它们的外层电子，在理想情况下达到电子饱和的状态，由此组成比较稳定的化学结构叫做共价键，或者说共价键是原子间通过共用电子对所形成的相互作用。
其本质是原子轨道重叠后，高概率地出现在两个原子核之间的电子与两个原子核之间的电性作用。
需要指出：氢键虽然存在轨道重叠，但通常不算作共价键，而属于分子间作用力。
共价键与离子键之间没有严格的界限，通常认为，两元素电负性差值大于1.7时，成离子键；小于1.7时，成共价键。
共价键与离子键不同的是进入共价键的原子向外不显示电荷，因为它们并没有获得或损失电子。
共价键的强度比氢键要强，与离子键差不太多或有些时候甚至比离子键强。
本质是在原子之间形成共用电子对。
同一种的元素的原子或不同元素的都可以通过共价键结合，一般共价键结合的产物是分子，在少数情况下也可以形成晶体。
吉尔伯特·牛顿·路易士于1916年最先提出共价键。
在简单的原子轨道模型中进入共价键的原子互相提供单一的电子形成电子对，这些电子对围绕进入共价键的原子而属它们共有。
在量子力学中，最早的共价键形成的解释是由电子的复合而构成完整的轨道来解释的。
第一个量子力学的共价键模型是1927年提出的，当时人们还只能计算最简单的共价键：氢气分子的共价键。
今天的计算表明，当原子相互之间的距离非常近时，它们的电子轨道会互相之间相互作用而形成整个分子共用的电子轨道。
1历史早期历史在古希腊，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。
随后，原子论者德谟克利特设想，原子与原子间，存在着一种“钩子”，也可以说是粗糙的表面，以致它们在相互碰撞时黏在一起，构成了一个稳定的聚集体。
共价键共价键的类型——轨道重叠方...
定域π键：电子云主要局限在两个相邻成键的原子之间的化学键。 离域π键：电子云 运动在多个原子间所形成的化学键。
又称为共轭π键或大π键。
Π
6 6
Π
4 4
Π
4 3
3.3.1.2 共价键：
z 共价键类型——轨道重叠方式：
N2 分子的成键方式： 7N
π键
σ键
3.3.1.2 共价键：
z 价键理论
杂化轨道理论：
NH3
sp 3
7N
•N•
H
H
H
∠HNH=107°
NH3 sp3不等性杂化
3.3.1.2 共价键：
z 价键理论
杂化轨道理论：
H2O 8O
H
sp 3
•• •O•
H
∠HOH = 104ο40'
H2O sp3不等性杂化
3.3.1.2 共价键：
z 价键理论
说明：
z 价键理论是一个后验方法，即它常被用来解释、描述已知分子结构， 而不能用来预测未知分子结构。
z 价键理论
分子轨道理论：
一、分子轨道理论的要点
1. 原子轨道线性组合形成分子轨道； 2. 电子在整个分子空间范围内运动，分子轨道是多核系统。 3. 线性组合（LCAO）得到的分子轨道，一半为成键分子轨道，能量
低如σ、π轨道；一半为反键分子轨道，能量高如σ*、π* 轨道。 4. 成键的原子轨道必须符合能量近似、对称性匹配和最大重叠这三个
PCl5, P外围有10个电子 NO， N有单电子，无论如何无法满足8电子规则 BF3, B 外围仅6个电子
3.3.1.2 共价键：
z 价键理论
电子配对理论：
2.1共价键
(4)键能和键长决定共价键的稳定性，键长和键角决定 分子的立体结构。
(5)等电子体具有相似的化学键特征，它们的许多性质 是相近的。
3
面正三角形结构，B项正确；H3O＋和PCl3价电子总数不相
等，不是等电子体，C项不正确；CO2和CS2是等电子体，
D项正确。故答案为B、D项。
[答案] BD
常见等电子体的推断
(1)同主族元素的价电子数相等，可将元素符号变换。
如CO2和CS2；CCl4和SiCl4；SO2和O3；PCl3和NCl3。 (2)同周期相邻元素的原子序数相差1，元素符号变换时，
[解析] 本题主要考查σ键和π键的形成。由于π键的键 能小于σ键的键能，所以反应时易断裂，A项正确；在分子 形成时为了使其能量最低，必然首先形成σ键，根据形成 的原子的核外电子排布来判断是否形成π键，所以B项正确， D项错误；像H原子跟Cl原子只能形成σ键，所以C项正确。
[答案] D
两个原子形成共价键时，一定有σ键，可能有π键；共 价双键有一个是σ键，一个是π键；共价三键有一个是σ键， 两个是π键。
一、共价键 1．本质 在原子之间形成 共用电子对 。 2．类型 按照原子轨道 重叠 的方式共价键分为σ键和 π 键。 (1)σ键。 ①形成：成键原子的原子轨道“头碰头”重叠而形成。
a．ss σ键： 由两个 s 轨道重叠形成的σ键，如H—H。
b．sp σ键： 由一个 s 轨道和一个 p轨道重叠形成的σ键，如H—Cl。
(2)方向性： 除s轨道是球形对称外，其他的原子轨道都具有一定的 空间取向。在形成共价键时，原子轨道重叠得愈多，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。
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按原子轨道重叠方式共价键类型
1 共价键
共价键可以简单地定义为两个原子之间相互作用的化学键，在这
种键中，原子间由两个或更多个电子对共同参与构成。
至今所知的最
强的键类型就是共价键，它们的强度可以比一般的弱的化学的键多五
到十倍，这使得共价键能够维持分子的结构稳定，还保持分子的各部
分的作用相互配合。
原子在形成共价键的过程中，它们的轨道会重叠，从而使得共价键分子在物理和化学上具有独特而有效的性质。
2 重叠轨道
重叠轨道是指两个原子轨道在进行各种相互作用时，电子能量会
在它们相邻的区域交叉发挥作用，使电子轨道的重叠成为可能。
在原
子间形成共价键的过程中，就是通过重叠轨道的方式来实现的。
这种
重叠的轨道可以划分成三种类型：s，p和d。
其中，s轨道是比较简单的一种，它涉及到一对电子共享运动，而p轨道和d轨道则需要三个
或四个电子共同参与。
3 原子轨道重叠方式共价键
原子轨道重叠方式共价键是一种金属-非金属间电子共享的稳定分
子键类型。
在这种类型的键中，由金属原子和非金属原子互相提供的
轨道互相重叠，使得它们形成一个多电子共享的电子对，从而形成一
个共价键。
原子轨道重叠方式的共价键一般涉及到两个原子组成的分
子键，通常原子轨道重叠方式的共价键比单原子轨道重叠方式的共价键要更“干净”。
4 共价键的结构能
当电子在多个轨道间进行重叠时，就会形成共价键，这种共价键具有特殊的结构能，从而使得键的特性不仅可以特定的原子，还可以控制整个分子的稳定性和反应速率。
原子之间形成共价键，它的特性一般会受到电子重叠轨道的影响，而电子的重叠轨道具有决定性的作用。
所以，分子键的形成和性质能够受到原子轨道重叠方式的共价键影响。
5 结论
原子轨道重叠方式共价键分子是一种特殊和有效的分子结构，它由两个原子由重叠轨道参与而组成，具有极强的稳定性和高分子活性能力，可以很好地维护物质的稳定性。
原子轨道重叠方式的共价键不仅能够保持分子的结构稳定，也可以控制反应的速率，因此，原子轨道重叠方式共价键分子是一种量化分子模型用来分析物质特性和反应性能的重要工具。