第一节共价键
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第一节 共价键
一、共价键 学与问
用电子式表示H2、Cl2、HCl的形成过程
H + H
+ H
Cl
+ Cl
Cl
H
H
H
Cl
Cl Cl
1、共价键的饱和性 思考与交流
根据共价键的共用电子对理论，能否有 H3、Cl3、H2Cl存在？
一个原子有几个未成对电子，便于几个自旋 方向相反的电子配对成键 共价键的饱和性
1、下列各组表述中，两种粒子不属于同种元素 原子的是
A、3p能级有一个空轨道的基态原子和核外电子 排布为1s22s2 2p6 3s2 3p2的原子
见一般规律
已知氮分子形成N N，你能通过画图 来描述吗？
4、共价键的方向性
共价键形成时，两个参与成键的原子轨道总 是尽可能的沿着电子出现概率最大的方向重 叠，而且原子轨道重叠越多，电子在两核间 出现概率越多，形成的共价间越牢固。
电子所在的原子轨道都具有一定的形状，所 以要取得最大重叠，两成键原子的电子云必 须沿着某一特定的方向重叠，故共价键必然 有方向性。
N2 和 CO ； CO2 和 N2O 。
（2）此后，等电子原理又有所发展。例如，由短周 期元素组成的微粒，只要其原子数相同，各原子最 外层电子数之和相同，也可互称为等电子体，它们 也具有相似的结构特征。在短周期元素组成的物质 中，与NO2-互为等电子体的分子S有O2：___O__3 、_____.
HCl、Cl2中σ键的形成过程
未成对电子的 电子云相互靠拢
电子云 相互重叠
形成共价单键 的电子云图像
思考 与交流
HCl和Cl2中的 σ键如何称呼？
s-p σ键和p－ p σ 键
2、 σ键的形成
H2中σ键的形成过程
说明
（1）电子云在两个原子核间重叠， 说明电子出现在核间的几率增大。 即核间电子好像一座带负电的桥梁， 把带正电的两个原子核“黏结”起来。
(2) H2分子中σ键由两个s电子云重叠， 称为s-s σ键
σ键的特征：
（1）以形成化学键的两原子核的连 线为轴作操作旋转，共价键电子云的 图形不变。即轴对称
（2） σ键的重叠方式采用“头碰头” 式，以取得原子轨道的最大重叠，从而 使体系能量降低，达到稳定状态。
3、π键的形成 P电子和P电子形成π键的过程图
436.0
C-H
413.4
157
O-H
462.8
242.7
O-O
142
193.7
N-H
390.8
想一想：
C-C键能是347.7 kJ ·mol-1，C=C键能是615kJ ·mol-1， C=C键能是812kJ ·mol-1为什么碳碳双键的键能不是碳 碳的单键的两倍，却是比两倍还要少一些？
碳碳单键是有一个σ键组成，碳碳双键是由1个σ键 和1个π键组成； π键不如σ键牢固，所以形成碳碳 双键所释放的能量不是碳碳单键的两倍，而是两 倍还要少一些。
多原子分子的键角一定，表明共价键具有方向性。
三、等电子原理
CO分子和N2分子的某些性质
分子 熔点 沸点/℃ /℃
CO -205.05 -191.49
在水中的 溶解度
（室温）
2.3mL
分子解 离能 kJ/mol
1075
分子的 价电子
总数
10
N2 -210.00 -195.81 1.6mL 946
10
某些共价键的键能：
键
键能
键
键能
/kJ ·mol-1
/kJ ·mol-1
H-H 436.0 H-Cl 431.8
Cl-Cl 242.7 H-Br
366
Br-Br 193.7
H-I
298.7
思考与交流
2.已知键能: N≡N 键能是946KJ/mol,H-H 键能是 436KJ/mol, H-N键能是391KJ/mol
二、键参数 键能、键长与键角
1.键能
键能越大，即形成化学键放出源自气态基态原子形成1m的键ol能越化量稳学越定键多，释越,放意不的味容最着易低这被能个打量化断。学。
键能的大小，与化学键的稳定性有什么关系？
键 H-H F-F Cl-Cl Br-Br
某些共价键的键能
键能/kJ ·mol-1 键 键能/kJ ·mol-1
π键 的特征
（1）由两个原子的p电子以“肩并肩”式重 叠，以取得原子轨道的最大重叠。
（2）每个π键电子云由两块组成，分别 位于两原子核构成平面的两侧。 即镜像对称
σ键和π键比较
项目
键型
成键方向
电子云形状 牢固程度
成键判断规律
σ键
沿轴方向 头碰头
π键
肩并肩
轴对称
镜像对称
强度大
强度较小
不易断裂
容易断裂
N2（g) +3H2(g)
催化剂
高温高压 2NH3(g),
从理论上计算这个反应是放热反应还是吸热反应。 并计算生成1molNH3放出（或吸收）的热量是多少？
2.键长：形成共价键的两个原子之间的核间距。
某些共价键的键长
键
键长/pm
键
键长/pm
H-H
74
C-H
109
F-F
141
O-H
96
Cl-Cl
198
同理：碳碳三键的键能不是碳碳的单键的三倍，却 是比三倍还要少一些。
思考与交流
1. 1molH2分别跟1molCl2、1molBr2（蒸气）反应， 分别形成2molHCl分子和2molHBr分子，哪一个反 应释放的能量更多？如何用计算的结果说明氯化氢 分子和溴化氢分子哪个更容易发生热分解生成相应 的单质？
判断σ键和π键一般规律
共价单键是σ键； 共价双键中有一个是σ键，另一个是π键； 共价三键中有一个是σ键，另两个是π键。
乙烷分子中的共价键是由7个σ键
科学探究： 组成，乙烯分子中的共价键是由
5个σ键和1个π键组成；乙炔分子 乙烷、乙烯和乙炔中分共子价中键的是共由价3键个分σ键别和是2由个几π键个σ 键和几个π键组成？组成。
Si-O
162
Br-Br
228
N-H
101
C-C
154
Si-Si
235
C=C
133键长越短I-，I 往往键2能67
C=C
120越大，表N=明N 共价键1越10
稳定。
键长的长短，与化学键的键能大小有什么关系
键长的大小与化学键的稳定性又有什么联系？
3.键角：在原子数超过2的分子中，两个共价键之间 的夹角称为键角。
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，他们的许多性质是接近的。
想一想：
1.1919年，Langmuir提出等电子原理：原子数相同、 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、物理性质相近。 （1）根据上述原理，仅由第2周期元素组成的共价分 子中，互为等电子体的是：
一、共价键 学与问
用电子式表示H2、Cl2、HCl的形成过程
H + H
+ H
Cl
+ Cl
Cl
H
H
H
Cl
Cl Cl
1、共价键的饱和性 思考与交流
根据共价键的共用电子对理论，能否有 H3、Cl3、H2Cl存在？
一个原子有几个未成对电子，便于几个自旋 方向相反的电子配对成键 共价键的饱和性
1、下列各组表述中，两种粒子不属于同种元素 原子的是
A、3p能级有一个空轨道的基态原子和核外电子 排布为1s22s2 2p6 3s2 3p2的原子
见一般规律
已知氮分子形成N N，你能通过画图 来描述吗？
4、共价键的方向性
共价键形成时，两个参与成键的原子轨道总 是尽可能的沿着电子出现概率最大的方向重 叠，而且原子轨道重叠越多，电子在两核间 出现概率越多，形成的共价间越牢固。
电子所在的原子轨道都具有一定的形状，所 以要取得最大重叠，两成键原子的电子云必 须沿着某一特定的方向重叠，故共价键必然 有方向性。
N2 和 CO ； CO2 和 N2O 。
（2）此后，等电子原理又有所发展。例如，由短周 期元素组成的微粒，只要其原子数相同，各原子最 外层电子数之和相同，也可互称为等电子体，它们 也具有相似的结构特征。在短周期元素组成的物质 中，与NO2-互为等电子体的分子S有O2：___O__3 、_____.
HCl、Cl2中σ键的形成过程
未成对电子的 电子云相互靠拢
电子云 相互重叠
形成共价单键 的电子云图像
思考 与交流
HCl和Cl2中的 σ键如何称呼？
s-p σ键和p－ p σ 键
2、 σ键的形成
H2中σ键的形成过程
说明
（1）电子云在两个原子核间重叠， 说明电子出现在核间的几率增大。 即核间电子好像一座带负电的桥梁， 把带正电的两个原子核“黏结”起来。
(2) H2分子中σ键由两个s电子云重叠， 称为s-s σ键
σ键的特征：
（1）以形成化学键的两原子核的连 线为轴作操作旋转，共价键电子云的 图形不变。即轴对称
（2） σ键的重叠方式采用“头碰头” 式，以取得原子轨道的最大重叠，从而 使体系能量降低，达到稳定状态。
3、π键的形成 P电子和P电子形成π键的过程图
436.0
C-H
413.4
157
O-H
462.8
242.7
O-O
142
193.7
N-H
390.8
想一想：
C-C键能是347.7 kJ ·mol-1，C=C键能是615kJ ·mol-1， C=C键能是812kJ ·mol-1为什么碳碳双键的键能不是碳 碳的单键的两倍，却是比两倍还要少一些？
碳碳单键是有一个σ键组成，碳碳双键是由1个σ键 和1个π键组成； π键不如σ键牢固，所以形成碳碳 双键所释放的能量不是碳碳单键的两倍，而是两 倍还要少一些。
多原子分子的键角一定，表明共价键具有方向性。
三、等电子原理
CO分子和N2分子的某些性质
分子 熔点 沸点/℃ /℃
CO -205.05 -191.49
在水中的 溶解度
（室温）
2.3mL
分子解 离能 kJ/mol
1075
分子的 价电子
总数
10
N2 -210.00 -195.81 1.6mL 946
10
某些共价键的键能：
键
键能
键
键能
/kJ ·mol-1
/kJ ·mol-1
H-H 436.0 H-Cl 431.8
Cl-Cl 242.7 H-Br
366
Br-Br 193.7
H-I
298.7
思考与交流
2.已知键能: N≡N 键能是946KJ/mol,H-H 键能是 436KJ/mol, H-N键能是391KJ/mol
二、键参数 键能、键长与键角
1.键能
键能越大，即形成化学键放出源自气态基态原子形成1m的键ol能越化量稳学越定键多，释越,放意不的味容最着易低这被能个打量化断。学。
键能的大小，与化学键的稳定性有什么关系？
键 H-H F-F Cl-Cl Br-Br
某些共价键的键能
键能/kJ ·mol-1 键 键能/kJ ·mol-1
π键 的特征
（1）由两个原子的p电子以“肩并肩”式重 叠，以取得原子轨道的最大重叠。
（2）每个π键电子云由两块组成，分别 位于两原子核构成平面的两侧。 即镜像对称
σ键和π键比较
项目
键型
成键方向
电子云形状 牢固程度
成键判断规律
σ键
沿轴方向 头碰头
π键
肩并肩
轴对称
镜像对称
强度大
强度较小
不易断裂
容易断裂
N2（g) +3H2(g)
催化剂
高温高压 2NH3(g),
从理论上计算这个反应是放热反应还是吸热反应。 并计算生成1molNH3放出（或吸收）的热量是多少？
2.键长：形成共价键的两个原子之间的核间距。
某些共价键的键长
键
键长/pm
键
键长/pm
H-H
74
C-H
109
F-F
141
O-H
96
Cl-Cl
198
同理：碳碳三键的键能不是碳碳的单键的三倍，却 是比三倍还要少一些。
思考与交流
1. 1molH2分别跟1molCl2、1molBr2（蒸气）反应， 分别形成2molHCl分子和2molHBr分子，哪一个反 应释放的能量更多？如何用计算的结果说明氯化氢 分子和溴化氢分子哪个更容易发生热分解生成相应 的单质？
判断σ键和π键一般规律
共价单键是σ键； 共价双键中有一个是σ键，另一个是π键； 共价三键中有一个是σ键，另两个是π键。
乙烷分子中的共价键是由7个σ键
科学探究： 组成，乙烯分子中的共价键是由
5个σ键和1个π键组成；乙炔分子 乙烷、乙烯和乙炔中分共子价中键的是共由价3键个分σ键别和是2由个几π键个σ 键和几个π键组成？组成。
Si-O
162
Br-Br
228
N-H
101
C-C
154
Si-Si
235
C=C
133键长越短I-，I 往往键2能67
C=C
120越大，表N=明N 共价键1越10
稳定。
键长的长短，与化学键的键能大小有什么关系
键长的大小与化学键的稳定性又有什么联系？
3.键角：在原子数超过2的分子中，两个共价键之间 的夹角称为键角。
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，他们的许多性质是接近的。
想一想：
1.1919年，Langmuir提出等电子原理：原子数相同、 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、物理性质相近。 （1）根据上述原理，仅由第2周期元素组成的共价分 子中，互为等电子体的是：