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。
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
共价键的形成
H
H
H H
H
Cl
共价键的形成
H Cl 分子
原子之间通过共用电子对所形成的相互 原子之间通过共用电子对所形成的相互 共用电子对 作用,叫做共价键 共价键. 作用,叫做共价键.
氢分子的形成: 氢分子的形成:
H + H → H H
共价键特点: 共用电子对不偏移,成键原子不显电性 共价键特点: 共用电子对不偏移, 氯化氢分子的形成: 氯化氢分子的形成:
→ H + Cl H Cl
共价键特点: 共用电子对偏向氯原子, 共价键特点: 共用电子对偏向氯原子,
氯原子带部分负电荷,氢原子带部分正电荷. 氯原子带部分负电荷,氢原子带部分正电荷.
用电子式表示下列共价分子的形成过程 用电子式表示下列共价分子的形成过程 共价分子
: :: 碘 :I + I → :I I 水 2 H + O → H ：O： H 硫化氢 2 H + S → H ：S ：H H ： 氨 3 H + N → H ：N H ： ： 二氧化碳 C + 2 O → O： C ： O
分子间作用力(范德华力)
分子间存在作用力的事实: 分子间存在作用力的事实:
由分子构成的物质,在一定条件下能发生三态变 由分子构成的物质, 说明分子间存在作用力. 化,说明分子间存在作用力.
分子间作用力与化学键的区别: 分子间作用力与化学键的区别:
化学键存在于原子之间(即分子之内),而分子 化学键存在于原子之间(即分子之内),而分子 ), 间作用力显然是在"分子之间" 间作用力显然是在"分子之间". 强度:化学键的键能为120~800kJ/mol,而分子 强度:化学键的键能为120~800kJ/mol 120~800kJ/mol, 间作用力只有几到几十kJ/mol kJ/mol. 间作用力只有几到几十kJ/mol.
共价键知识点总结
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。
一般存在于非金属元素原子之间，如H₂中的H - H键，HCl中的H - Cl键等。
2. 理解要点。
- 共价键的本质是原子之间的静电作用，包括原子核与共用电子对之间的吸引作用，以及电子与电子、原子核与原子核之间的排斥作用。
当吸引和排斥达到平衡时，就形成了稳定的共价键。
二、共价键的形成条件。
1. 成键原子。
- 一般为同种或不同种非金属元素原子，如H、O、N、C、S、P等原子间可形成共价键。
少数金属元素与非金属元素原子之间也能形成共价键，如AlCl₃中Al与Cl之间形成共价键。
2. 未成对电子。
- 成键原子必须有未成对电子。
例如，H原子有1个未成对电子，Cl原子有1个未成对电子，它们可以通过共用电子对形成HCl分子。
三、共价键的表示方法。
1. 电子式。
- 单质分子。
- 例如，H₂的电子式为H:H，N₂的电子式为:N:::N:，在写N₂电子式时要注意三对共用电子对的表示。
- 共价化合物。
- 如HCl的电子式为H:Cl:，H₂O的电子式为H:O:H。
写共价化合物电子式时，要注意原子的最外层电子数达到稳定结构，并且要正确表示出共用电子对。
- 原子团。
- 例如，OH⁻的电子式为[:O:H]⁻，其中O原子周围有8个电子（包括与H原子共用的1对电子），并且带1个单位的负电荷。
2. 结构式。
- 用一根短线“ - ”表示一对共用电子对。
例如，H₂的结构式为H - H，HCl的结构式为H - Cl，CH₄的结构式为。
四、共价键的类型。
1. σ键。
- 形成方式。
- 原子轨道沿键轴（两原子核间连线）方向以“头碰头”方式重叠形成的共价键叫σ键。
例如，H₂分子中，两个H原子的1s轨道沿键轴方向“头碰头”重叠形成σ键。
- 特点。
- σ键的重叠程度较大，键能较大，比较稳定。
可以绕键轴自由旋转。
2. π键。
- 形成方式。
- 原子轨道在键轴两侧以“肩并肩”方式重叠形成的共价键叫π键。
共价键 课件
7．化学键被破坏的几种情况 (1)化学反应过程中，反应物中一定有化学键被破坏，但并不是 反应物中所有化学键都被破坏。 (2)离子化合物的溶解或熔化过程。
离子化合物 (3)共价化合物的溶解或熔化过程。 ①溶解过程：
阴、阳离子
能与水反应的共价化合物
共价键被破坏
属于共价化合物的电解质 生成阴、阳离子
部分非电解质
2．共价化合物 以共用电子对形成分子的化合物。如H2O、CO2。 3．含有共价键分子的表示方法 (1)用电子式表示含共价键的粒子
单质
。
化合物
(2)用电子式表示分子的形成过程
(3)用结构式表示 形成共价键的每一对共用电子对用一根短线表示，并且略去
未成键电子的式子。 例如：
。
4．化学键 (1)定义：使离子相结合或原子相结合的作用力。 (2)形成类别 ①原子间价电子的得失——离子键。 ②原子间价电子的共用——共价键。 (3)化学反应的本质 一个化学反应的过程，本质上就是旧化学键的断裂和新化学键的
(2)既有离子键又有非极性键的物质，如Na2O2、CaC2等。 (3)共价化合物中只有共价键，一定没有离子键，如HCl、SiO2、 C2H2等。 (4)同种非金属元素构成的单质中一般只含有非极性共价键，如 I2、N2、P4等。 (5)由不同种非金属元素构成的化合物中含有极性键(如H2S、 PCl3)，或既有极性键又有非极性键(如H2O2、C2H2、C2H5OH)，也可 能既有离子键又有共价键(如铵盐)。 (6)稀有气体由单原子组成，无化学键，因此不是所有物质中都 存在化学键。
(6)存在范围 ①多原子构成的非金属单质中，如H2、O2、Cl2、N2等。 ②非金属氧化物、氢化物、酸分子中，如H2O、CO2、SiO2、H2S 等。
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 共价键
③影响分子间作用力大小的因素
组成与结构相似的物质，相对分子质 量越大分子间作用力越大。 如 I2 ＞ Br2 ＞ Cl2 分子间作用力比化学键弱得多,它主要 影响物质的熔点、沸点、溶解性等物理性质, 而化学键主要影响物质的化学性质.
八、氢键
1、氢键是一种特殊的分子间作用力， NH3、H2O、HF分子间可以形成氢键 2、氢键不是化学键，也不是范德华力， 其能量大小介于而者之间。 3、氢键具有方向性、饱和性。
意义：1、粗略地衡量键的牢固程度。一般 说来，键长越短，键越牢固。化学反应中 断裂此键所需的能量越大。 2、与键角一起决定分子的构型。
3、键角
在分子中键和键之间的夹角叫做键角
O H
H H C H H
H
O = C = O
180°（直线型）
104°30′（弯曲形型）
N H H H
109°28′（正四面体）
拆开1 mol共价键所吸收的能量或 生成1 mol共价键所吸收的能量
物理意义：键能越大，键越牢固， 分子越稳定。单位：kj/mol 应用：比较分子的稳定性
2、键长 分子中两原子核间的平均距离 称为键长。。
H－H C－C N－N Cl－Cl 0.74×10-10 1.54×10-10 1.15×10-10 1.98×10-10 m m m m
3、非金属氧化物 CO2
·O ·＋ · · ＋ · · O C ‥ ‥
‥ ‥ ‥ ‥ ‥ ︰ ︰ O ︰C︰ O ‥ ‥
4、H2O
‥ O H· ＋ · · ＋ · H ‥ ‥ H ︰O︰ H ‥
5、 CH4
4 H ·＋ ·C ·
‥ ‥ H ︰C ︰ H ‥
H H
6、 NH3
· 3 H · ＋ ·三种化学键的比较（参考）
共价键
键能越大，化学键越稳定
2. 键长： 形成共价键的两个原子之间的核间距 一般键长越短，键能越大，共价键越稳定。 思考：电负性大的双原子分子，键长短的键能一定
大吗？（分析教材表2-1、2-2，比较F-F和Cl-Cl的键长 与键能大小关系说明。）
提示：电负性大的双原子分子，键长短的键 能不一定大。F2分子中F原子的半径很小，因 此其键长短，而两F原子形成共价键时核间 距离很小，排斥力很大，故其键能不大。因 此F2的稳定性差，性质活泼。
三、等电子原理 等电子体：
原子总数、价电子总数相同的分子或离子。
等电子体原理： 原子总数、价电子总数相同的分子具有相 似的化学键特征，它们的许多性质相近。
第一节小结：
1、σ 键与π 键的形成方式有何不同？ 2、σ 键与π 键在对称上有何不同? 3、σ 键的类型?
4、哪些共价键是σ 键，哪些共价键是π 键?
NO3－、CO32－、BO33－、 BF3、SO3(g) SiF4、CCl4、SO42－、 PO43－
[练习] 1、原子数相同，最外层电子总数相同的分子，互
称为等电子体。等电子体的结构相似，物理性质相似。
（1）根据上述原理，仅由第二周期元素组成的共价 分子中，互为等电子体的是： N2O CO2 N2 CO 和 。 （2）等电子原理又有发展，例如：由短周期元素组 成的物质中，与NO2-互为等电子体的分子 O3 有 SO2 、 。
[观察]P32页中表2-3的数据
• 从表中可以看出，CO分子与N2分子在许多 性质上十分相似，这些相似性，可以归结 为它们具有相等的价电子数，导致它们具 有相似的化学结构。
表2-3 CO分子和N2分子的某些性质
分子 熔点/℃ 沸点/℃ CO N2
-205.05 -210.00 -190.49 -195.81 水中溶解度 (室温) 分子解离能 分子的 价电子 总数
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氮原子有孤对电子，氢离子有空轨道。 共用电子对全部由氮原子提供。
配 位 键
由一个原子提供孤对电子，另一个原子提
供空轨道形成的共价键称配位键。
﹕﹕
氨根离子与水合氢离子等是通过配位键形成的。
﹕﹕
H ﹕＋ H+ H﹕O
＋ H ﹕ H﹕O H
配位键用“→”表示，箭头指向接受 孤对电子的原子。 如： [H H N H H]+ 铵根离子中的四个氮 氢键完全一样(键长、 键能相同)
键 型 特 点 形成条件
相同非金属元素原 子的电子配对成键 不同非金属元素原 子的电子配对成键
一方原子有孤电子对，另 一方原子有价层空轨道
共
非极性键
示 例
价
极性键
共用电子对不 収生偏移
H2
HCl NH4+
键
配位键
共用电子对 偏向一方原子
共用电子对 由一方提供
练
习
已知水电离成为氢氧根离子和水合 氢离子，试写出阳离子的结构。
• • • • • H2 HF F2 O2 N2
1. σ键和π键
S轨道和p轨道形成稳定共价键的几种重叠方式
（1）头碰头重叠——σ键
H· + H·
相 互 靠 拢
H:H
s轨道—s轨道
（1）σ键： 原子轨道以“头碰头”方式
互相重叠导致电子在两核间出现的机会增大 而形成的共价键
s —s
+ + + ++ + ++ + +
p Z —p Z
+ +
+
+
+ +
+
+
X
| |
|
|
| |
|
|
σ键的类型
s—s(σ键)
s—px (σ键)
px—px (σ键)
π键的类型
py—py (π键)
pz—pz (π键)
乙烯分子中原子轨道重叠方式示意图
乙炔分子中轨道重叠方式示意图
• 教科书 P46
请写出乙烯、乙炔与溴发生加成反 应的反应方程式。并思考：在乙烯、乙 炔和溴发生的加成反应中，乙烯、乙炔 分子断裂什么类型的共价键？
与单键、双键、 单键是σ键，双键、 三键的关系 三键中只有一个是 牢固程度
σ键 重叠程度较大， 比较牢固
请指出乙烷、乙烯、乙炔分子中存在哪些类 型的共价键，分别有几个σ键，几个π键？
乙烷：7 个σ键；乙烯： 5 个σ键 个1 π键； 乙炔： 个σ 3键 个π2 键
苯分子中的大π 键
1.σ键的常见类型有(1)s-s, (2)s-px, (3)px-px，请指出下列分子σ键所属类 型: s-px A. HF s-px B. NH3 px-px C. F2 D. H2 s-s
专题3
微粒间作用力与物质性质
离子键
化学键
共价键
金属键
一、共价键
1、定义： 原子间通过共用电子对所形成的 的化学键。 2、成键微粒：原 子
3、成键本质：共用电子对 4、成键原因：不稳定要趋于稳定；体系 能量降低
5、成键的条件： 课本P23
电负性相同或差值小的非金属原子之 间且成键的原子最外层未达到饱和状态, 即成键原子有未成对电子。
相距很远的两个核外电子自旋方向相反的氢原子相 互逐渐接近,在这一过程中体系能量将 先变小后变大
1、共价键的形成条件
电子配对原理 两原子各自提供 1个自旋方向相 反的电子彼此配 对。
最大重叠原理
两个原子轨道重叠部分越 大，两核间电子的概率密 度越大，形成的共价键越 牢固，分子越稳定。
2、共价键的形成本质 成键原子相互接近时，原子 轨道发生 重叠 ，自旋方向 相反 的 未成对 电子形成 共用电子对 ， 增 加 两原子核间的电子密度 ， 体系的能量 降低 。
（2）具有方向性
p
问题：
是不是所有的共价键都具有方向性？
因为S轨道是球形对称的，所以S轨道 与S轨道形成的共价键没有方向性。
成键原子轨道只有采用最大重叠才能形成 稳定的共价键，由于p ,d,f轨道在空间有 不同的伸展方向，即有方向性，因此共价 键有方向性。
分析：下列形成分子的原子使用哪些 轨道上的电子(即是哪些原子轨道进行 重叠)
2共价键强弱与分子稳定性的关系
小结：
1.影响共价键键能的主要因素 （1）一般情况下，成键电子数越多，键长越 短 ，形成的共价键越牢固，键能越大. （2）在成键电子数相同，键长相近时，键的 极性越大，键能越大. 2．键能大小与分子稳定性的关系： 对结构相似的分子，键长越短，键能越 大， 一般含 该键的分子越稳定。
H [H O ]+ H
1.键能和键长
(1)键能的定义：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
P46
1.根据表3-5中的数据,计算下列化学反应中的能量变 化ΔH。 (1)N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) (2)2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)
（1）△H = 946kJ/mol+3×436kJ/mol－ 2×（3×393）kJ/mol= －104kJ/mol (2)△H=2 ×436kJ/mol+498kJ/mol－ 2×(2×463) kJ/mol=－482kJ/mol 2.根据卤化氢键能的数据解释卤化氢分子的稳定性 HF > HCl > HBr > HI
7
3
• 教科书P47
1. 根据氢原子和氟原子的核外电子排 布，你知道F2和HF分子中形成的共价键有 什么不同吗？
2. 根据元素电负性的强弱，你能判断 F2和HF分子中共用电子对是否发生偏移吗？
• 教科书 P48
在水溶液中，NH3能与H+结合生成NH4＋ 请用电子式表示Ｎ和Ｈ形成NH３的过程 并讨论NH３和H＋是如何形成NH4+的
·· · H· +· Cl· · ·
· · · H· Cl · ·· ·
px — s
写出氮分子的电子式和结构式，分析 氮分子中氮原子的原子轨道是如何重叠形 成共价键的。
氮分子中原子轨道重叠方式示意图
z
z
π y
z
y
x
N π
y
σ
N
原子轨道以“肩并肩”方式 （2）π键：
相互重叠导致电子在核间出现的概率增大 而形成的共价键 Z Z
6、存在范围： 非金属单质 H2 共价化合物
CO2, SiO2
NaOH
离子化合物
7、影响共价键强弱的主要因素
课本P49
键长（成键原子的核间距）
一般键长越 小 ，键能越 大 ，共价键 越 牢固 ，分子就越 稳定 。
共价化合物：相邻的原子之间
只以共价键相连的化
合物属于共价化合物。如二氧化碳、水、甲烷等。
小结：
（1）按成键方式分
σ键：头碰头重叠 π键：肩并肩重叠
1.共价键 （2）按共用电子对有 无偏移分 的类型 （3）按两原子间的共用 电子对的数目分
非极性键 极性键 单键 双键 三键
2．一种特殊的共价键 --配位键
（1）定义： （2）配位键的成键条件 （3）配位键的存在
非极性键、极性键与配位键的比较
5、 影响原子晶体熔沸点、硬度大小的因素：
共价键的强弱
键长的大小 一般键长越小，键能越 大 ，原子 晶体的熔沸点越 高 ，硬度越 大 。
X
px—px
- - -+ + + - - - + + +
X
形成σ键的电子称为σ电子
px—s
例： H2 + Cl2 = 2HCl
- - -+ + +
+ + +
X
· · · · · · Cl· + · Cl · · · · · ·
· ·· · · · · Cl Cl · · · · ·· ·
+
px—px
化学反应的实质:
化学反应中发生旧化学键断开和新化学键形成
2.键能与化学反应中的ΔH关系
（１）如果反应物的键能总和<生成物 的键能总和，则此反应为放热反应； 反之，反应物的键能总和>生成物的键 能总和则为吸热反应
利用键能计算化学反应中的ΔH
①反应热应该为断开旧化学键（拆开反应物→原子）所 需要吸收的能量与形成新化学键（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。 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的强弱决定着化学反应过程 中的能量变化。
教科书 P44
1. 根据H2分子的形成过程，讨论F2分子和HF分 子是怎么形成的 2.为什么N、O、F与H形成简单的化合物(NH3、 H2O、HF)中H原子数不等？
3、共价键的特征
（1）具有饱和性
在成键过程中,每种元素的原子有 几个未成对电子通常就只能形成几个 共价键，所以在共价分子中每个原子 形成共价键数目是一定的。 形成的共价键数 未成对电子数
氨分子中，氮原子和氢原子通过什么键结合？