第十章共价键与分子结构
共价键与分子结构的关系
共价键与分子结构的关系共价键是化学中最常见和重要的化学键类型之一。
它是由两个原子之间共享一个或多个电子而形成的。
共价键的形成和性质直接影响着分子的结构和性质。
在本文中，我们将探讨共价键与分子结构之间的关系，并进一步探讨共价键对分子性质的影响。
1. 共价键的概念和特点共价键是化学键中最常见的类型，特点是通过原子之间的电子共享而形成。
它通常形成于非金属原子之间，如氢气（H₂）、氧气（O₂）等。
共价键中的电子以成对的形式存在，这是因为每个原子都希望满足与其他原子形成八个电子的稳定状态。
共价键可以是单一、双重或三重键，取决于电子的共享程度。
2. 共价键对分子形状的影响共价键的数量和类型直接影响着分子的形状。
根据分子的Valence Shell Electron Pair Repulsion（VSEPR）理论，原子围绕着中心原子排列，使得键和非键电子尽可能地远离彼此，最小化电子间的排斥。
由此可见，共价键的数量和类型决定了分子中原子之间的几何排列。
3. 偶极矩和分子极性共价键的极性对分子的性质和相互作用起着重要的作用。
当两个原子结合成共价键时，若两个原子的电负性差异较大，共享电子将更倾向于偏离电负性较低的原子。
这将导致一个带正电的极性末端和一个带负电的极性末端的形成。
这种分子称为极性分子，具有偶极矩。
4. 共价键类型对分子的性质的影响共价键的类型也对分子的性质产生重要影响。
单一共价键是最常见的类型，具有中等强度和长度。
双重共价键比单一共价键更短且更强，而三重共价键则更短且更强。
这种强度和长度的差异影响了分子的性质，如熔点、沸点和溶解度。
5. 共价键与分子反应的关系共价键也决定了分子在化学反应中的行为。
共价键在化学反应中可能断裂或形成，这取决于所涉及的键的强度和反应条件。
在共价键断裂的过程中，原子会重新排列以产生新的化学物质。
结论：共价键是分子结构的基础，它直接影响着分子的形状、极性和性质。
通过共享电子，原子之间形成了稳定的化学键，并在分子中排列成特定的结构。
第十章 共价键与分子结构
H 的1s 轨道与 Cl 的 3px 轨道重叠示意图
三、共价键的类型
（一）σ键
原子轨道沿键轴（两原子核间联线）方向 以 “头碰头” 方式重叠所形成的共价键称为 σ键。形成σ键时，原子轨道的重叠部分对于键 轴呈圆柱形对称，沿键轴方向旋转任意角度， 轨道的形状和符号均不改变。
（二）π键
原子轨道垂直于键轴以 “肩并肩” 方式重叠 所形成的共价化学键称为π键。形成π键时，原 子轨道的重叠部分对等地分布在包括键轴在内的 平面上、下两侧，形状相同，符号相反，呈镜面 反对称。
如果两个氢原子的电子自旋相同，随着核
间距的减小，两个原子核间电子出现的概率密
度降低，增大了两个原子核的排斥力，系统能
量逐渐升高，且比两个远离的氢原子能量高，
不能形成稳定的氢分子。
两个氢原子相互接近时原子轨道重叠示意图
二、价键理论的基本要点
价键理论的基本要点是：
（1）两个原子接近时，自旋方式相反的未成对
静电斥力最小的价层电子对的分布方式
价层电子对数 2 3 4 5 6 八面体 电子对排布方式 直线形 平面三角形 四面体 三角双锥
（3）中心原子若形成共价双键或共价三键，仍按
共价单键处理。但由于双键或三键中成键电子多，相 应斥力也大: 三键＞双键＞单键
（4）价层电子对之间的斥力与价层电子对的类型
有关：
孤对电子-孤对电子＞ 孤对电子-成键电子对
＞成键电子对-成键电子对
（5）电负性较大的配体吸引成键电子对的能力
强，成键电子对离中心原子较远，减少了成键电子 对的斥力，键角相应减小。
利用价层电子对互斥理论预测分子或离子的 几何构型的步骤如下： （1）确定中心原子的价层电子对数。 （2）根据中心原子的价层电子对数，找出相 应的电子对分布。 （3）根据中心原子的价层电子对的分布方式， 把配位原子排布在中心原子周围，每一对电子连 接一个配位原子，未结合配位原子的电子对就是 孤对电子。若中心原子的价层电子对全部是成键 电子对，则分子或离子的几何构型与中心原子的 价层电子对的分布方式相同；若价层电子对中有 孤对电子，应选择静电斥力最小的结构，即为分 子或离子的几何构型。
共价键与分子结构
非极性共价键
非极性共价键通常会导致分子的对称分布，从而影响其 整体结构。
影响共价键和分子结构的因素
1 原子间的电负性差异。 3 分子中的电子云排布。
2 原子间的电子个数。 4 分子中的空间限制。
总结和展望
共价键和分子结构是化学中重要的概念，对于理解分子的性质和反应具有重要意义。未来的研究将深入探索共价键 和分子结构的更多细节，以应用于材料科学、药物设计和化学工艺等领域。
共价键与分子结构
共价键是化学中最常见的键之一，它们形成在两个非金属原子之间，通过共 享电子以达到稳定状态。共价键的类型包括极性共价键和非极性共价键。分 子结构的多样性取决于原子之间的键和空间排列。
共价键的定义和特点
1 共价键是通过共享电子对来连接两个原子。 2 共价键通常形成在非金属元素之间。 3 共价键的特点包括强度高、稳定性好、通常不导电。
共价键的类型
极性共价键
极性共价键是由两个不同的原子之间的电子不平衡引起的。它们具有部分正电荷和部分负电 荷。
非极性共价键
非极性共价键是由相同原子之间的电子共享形成的。它们不具有正电荷或负电荷。
分子结构的定义和分类
线性结构
线性结构是指分子中的原子按直线排列，形成一个 直角或几乎直角的形状。
扩展结构
扩展结构是指分子中的原子呈现扩散状态，形成一 个平面或近似平面的形状。
三角平面结构
三角平面结构是指分子中的原子按等边三角形排列， 形成一个平面的形状。
锥形结构
锥形结构是指分子中的原子按锥形排列，形成一个 三形状。
共价键与分子结构的关系
极性共价键
极性共价键通常会导致分子的非对称分布，从而影响其 整体结构。
第10章 共价键与分子结构-专业单词
第10章共价键与分子结构Molecular Structure 分子结构Chemical bond 化学键ionic bond 离子键covalent bond 共价键metallic bond 金属键valence bond theory 价键理论hybrid orbital theory 杂化轨道理论valence shell electron pair repulsion theory 价层电子对互斥理论molecular orbital theory 分子轨道理论quantum mechanics 量子力学Valence Electrons 价电子saturation feature of covalent bond 共价键的饱和性orientation feature of covalent bond 共价键的方向性principle of the greatest overlapping 最大重叠原理Lewis Structures 路易斯结构Octet Rule 八隅体规则Sigma bond σsigma键Pi bond πpi 键Coordination bond 配位键hybrid orbitals 杂化轨道delocalized πbond 离域pi键parallel 平行于perpendicular to 垂直于Hybridization Theory 杂化理论Tetrahedral Geometry 四面体几何构型Trigonal pyramidal 三角锥形Equivalent Hybridization 等性杂化Nonequivalent Hybridization 非等性杂化bonding pairs 成键电子对nonbonding pairs 未成键电子对electron pairs geometry 电子对几何构型molecular geometry 分子几何构型Repulsion 排斥paramagnetic 顺磁性的Diamagnetic 反磁性的bonding MO 成键分子轨道antibonding MO 反键分子轨道bonding electrons 成键电子antibonding electrons 反键电子In-phase 同相out-of-phase 不同相Homonuclear Diatomic molecule 同核双原子分子Heteronuclear Diatomic molecule 异核双原子分子Bond Order 键级magnetic moment 磁矩Bohr magneton 玻尔磁子Bond Parameters 键的参数bond energy 键能Bond length 键长Bond angle 键角Bond polarity 键的极性nonpolar covalent bond 非极性共价键polar covalent bond 极性共价键。
11第十章共价键与分子结构
31
BeCl2 直线形
激发
2s sp 2p
Be 1s22s2 4 Cl [Ne]3s23p5 17
杂化
2s 2p
2Cl
2p sp-p 2p 直线形
图10-7 BeCl2分子的空间构型
32
CHCH 6C 直线形
2s sp H 2p 2p
22s22p2 1s
1H
1 1s
激发
2s p-p 2p
杂化
等性杂化：由原子轨道组合成的一组杂化轨道 中,s,p,d轨道成分相等
30
不等性杂化：组合构成的一组杂化轨道中,s,p,d轨 道成分不相等 sp ，sp2， sp3 s – p杂化类型：
(一) sp杂化轨道及有关分子的空间构型 1 个ns与 1 个np杂化，形成 2 个 sp 杂化轨道 1个ns+ 1 个np 2个 sp 特点： 1/2s，1/2p，180，直线形
43
三、d-s-p杂化轨道及有关分子的空间构型 d区元素： ns、np、(n-1)d或nd p区元素：ns、np、nd 1.(n-1)d 、ns、np杂化类型 dsp2、dsp3、d2sp3 sp3d 、sp3d2 2.ns、np、nd杂化类型 (一)dsp2杂化轨道及有关分子或离子的空间构型 1个(n-1)d+1个ns+2个np4个dsp2 ¼ d成分、¼ s成分、 ½p成分 四个dsp2杂化轨道在一个 平面上 ，夹角为90° 44 2-配离子 平面正方形 [Ni(CN)4]
图10-3 H原子的1s与Cl原子的3px轨道三种方向重叠示意图
5
三、共价键的类型
σ 键和π 键
键 头碰头 重叠大 稳定 重叠 方式 键 肩并肩 重叠小 不稳定
第十章 共价键和分子间作用力
第十章共价键和分子间作用力本章教学要求掌握现代价键理论、杂化轨道理论熟悉共价键的本质、特征和类型，分子间作用力了解价层电子对互斥理论、分子轨道理论(chemical bond)。
化学键分为离子键(ionic bond)、共价键(covalent bond)和金属键(metallic bond)。
本章依据量子力学阐述共价键的现代理论，同时要介绍物质分子与分子之间比较弱的相互作用力，即分子间作用力(intermolecular force)，它包括范德华力(van der Waals force)和氢键(hydrogen bond)。
第一节现代价键理论1916年美国化学家路易斯(G.N. Lewis)*提出经典的共价键电子理论。
该理论认为两个或多个原子可以相互“共用”一对或多对电子，以便达到稀有气体原子最外层2或8电子层结构（路易斯结构），而生成稳定的分子。
例如：H·+ ·H →H∶H 或H－H分子中通过共用电子对连接的化学键称为共价键，也可用短横线表示。
该理论初步揭示了共价键与离子键的区别，能解释共价键的饱和性。
但不能解释一些分子的中心原子最外层电子数虽然少于或多于8仍能稳定存在的事实，如：也无法说明为什么共用互相排斥的两个带负电荷的电子能使原子成为稳定分子的本质原因。
直到量子力学建立以后，共价键的理论才开始发展。
一、氢分子的形成和共价键的本质* G.N. Lewis加州大学伯克利分校教授，Lewis提出共价键的电子理论对发展化学价理论奠定了基础；他还创造性地提出了酸碱电子理论。
他的研究生中先后有5人获得诺贝尔奖。
图氢分子是最简单的典型共价键分子。
1927年德国化学家海特勒（W. Heitler ）和伦敦（F. London ）把氢分子看成是两个核和两个电子组成的系统，用量子力学近似求解其薛定谔方程。
结果得到H 2分子形成的势能曲线，见图10-1。
当两个H 原子彼此远离时没有相互作用，它们的势能为零。
化学键与分子结构
化学键与分子结构化学键是指原子间的相互作用力，它决定了分子的结构和性质。
在化学中，常见的化学键包括共价键、离子键和金属键。
本文将分别介绍这些化学键以及它们对分子结构的影响。
一、共价键共价键是两个或多个原子通过电子的共用而形成的化学键。
共价键的强度取决于原子之间电子的共享程度和电子云的重叠程度。
共价键的形成使得原子能够达到稳定的电子结构，从而形成分子。
共价键可以进一步分为单键、双键和三键。
1. 单键单键是一对原子间共享一个电子对形成的共价键。
它们通常是通过轨道的重叠来实现电子的共享。
单键的键能较低，结构松散，所以分子在空间上具有较高的自由度。
2. 双键双键是两对原子间共享两个电子对形成的共价键。
它们相较于单键更强，键能更高，分子更加稳定。
双键结构比单键结构更为刚性，分子一般比较扁平。
3. 三键三键是三对原子间共享三个电子对形成的共价键。
它们是最强的共价键，键能最高，分子最为稳定。
由于三键的存在，许多分子呈线性结构。
二、离子键离子键是由带正电的金属离子和带负电的非金属离子之间的静电相互作用形成的化学键。
离子键的强度通常比共价键更大，因此离子化合物具有高熔点和高沸点。
离子键的结构比共价键更加有序和紧密，离子排列规则。
三、金属键金属键是由金属原子通过电子的共享形成的化学键。
在金属中，原子间的外层电子形成共同的电子云，这种共享形成一种特殊的金属键。
金属键的存在使得金属具有良好的导电性和热导性。
化学键的类型决定了分子的结构和性质。
共价键使得分子具有较高的自由度和灵活性，而离子键使得分子有序排列，具有较高的熔点和沸点。
金属键使金属具有特殊的性质，如导电和热导。
总结起来，化学键的类型与分子结构有密切关系，不同类型的化学键决定了分子的稳定性、形状以及物理化学性质。
深入理解化学键与分子结构对于研究化学反应机理和合成新材料具有重要意义。
共价键及分子结构知识梳理
共价键及分子结构知识梳理】一、共价键1-1共价键的实质、特征和存在实质：原子间形成共用电子对特征：a．共价键的饱和性，共价键的饱和性决定共价分子的。
b．共价键的方向性，共价键的方向性决定分子的。
1-2共价键的类型σ键：s-sσ键、s-pσ键、p-pσ键，特征：轴对称。
π键：p-pπ键，特征：镜像对称【方法引领】σ键和π键的存在规律σ键成单键；π键成双键、三键。
共价单键为σ键；共价双键中有1个σ键、1个π键；共价三键中有1个σ键、2个π键。
对于开链有机分子：σ键数＝原子总数－1；π键数＝各原子成键数之和－σ键数（环状有机分子，σ键数要根据环的数目确定）原子形成共价分子时，首先形成σ键，两原子之间必有且只有1个σ键；σ键一般比π键牢固，π键是化学反应的积极参与者。
形成稳定的π键要求原子半径比较小，所以多数情况是在第二周期元素原子间形成。
如CO2分子中碳、氧原子之间以p-pσ键和p-pπ键相连，而SiO2的硅、氧原子之间就没有p-p π键。
【课堂练习1】（1）下列说法不正确的是A．乙烷分子中的6个C－H和1个C－C键都为σ键，不存在π键B．气体单质中，一定有σ键，可能有π键C．两个原子间共价键时，最多有一个σ键D．σ键与π键重叠程度不同，形成的共价键强度不同（2）有机物CH2＝CH－CH2－C≡CH分子中，C－Hσ键与C－Cσ键的数目之比为；σ键与π键的数目之比为。
二、键参数——键能、键长与键角2-1键能的意义和应用a．判断共价键的强弱b．判断分子的稳定性c．判断物质的反应活性d．通过键能大小比较，判断化学反应中的能量变化【思考】比较C－C和C＝C的键能，分析为什么乙烯的化学性质比乙烷活跃，容易发生加成反应？2-2键长的意义和应用键长越短，往往键能越大，表明共价越稳定。
（键长的长短可以通过成键原子半径大小来判断）2个原子间的叁键键长＜双键键长＜单键键长2-3键角的意义键角决定分子的空间构型，是共价键具有方向性的具体表现。
《共价键与分子的空间结构》 知识清单
《共价键与分子的空间结构》知识清单一、共价键1、共价键的本质原子间通过共用电子对所形成的相互作用。
2、共价键的类型（1）σ键“头碰头”重叠，可沿键轴旋转，稳定性较高。
例如：H₂中的 H—H 键，Cl₂中的 Cl—Cl 键。
（2）π键“肩并肩”重叠，不能沿键轴旋转，稳定性相对较低。
通常存在于双键或三键中，如乙烯分子中的 C=C 键有一个σ 键和一个π 键。
3、共价键的特征（1）饱和性一个原子形成共价键的数目是有限的，取决于其未成对电子的数目。
例如，氮原子有 3 个未成对电子，通常形成 3 个共价键。
（2）方向性成键的原子轨道总是沿着特定的方向重叠，以达到最大重叠程度，从而使形成的共价键更稳定。
4、键参数（1）键能气态基态原子形成 1 mol 化学键释放的最低能量。
键能越大，共价键越稳定。
（2）键长形成共价键的两个原子之间的核间距。
键长越短，往往键能越大，共价键越稳定。
（3）键角分子中两个共价键之间的夹角。
键角决定了分子的空间结构。
二、分子的空间结构1、价层电子对互斥理论（VSEPR）（1）中心原子周围价层电子对的计算价层电子对数＝σ 键电子对数＋孤电子对数。
σ 键电子对数等于与中心原子结合的原子数。
孤电子对数＝（a xb）／ 2 ，其中 a 为中心原子的价电子数，x 为与中心原子结合的原子数，b 为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数。
（2）价层电子对的空间构型2 对电子：直线形；3 对电子：平面三角形；4 对电子：四面体形；5 对电子：三角双锥形；6 对电子：八面体形。
（3）分子的空间构型略去孤电子对，由价层电子对的空间构型可推测分子的空间构型。
例如，H₂O 中氧原子的价层电子对数为 4，有 2 对孤电子对，其空间构型为 V 形。
2、杂化轨道理论（1）杂化轨道的概念原子在形成分子时，同一原子中能量相近的原子轨道重新组合形成新的原子轨道。
（2）常见的杂化类型sp 杂化：直线形，如 BeCl₂；sp²杂化：平面三角形，如 BF₃；sp³杂化：四面体形，如 CH₄。
分子结构
H－N＝N＝N
H－N－N≡N
（3） 可以判断原子之间键长的长短 一般来说键级越大，键能越大，键长越短 在HN3中，N(a)－N(b) 的键长＞N(b)－N(c) 的键长 在C6H6中，C－C键的键长都是一样的，都可以通 过键级来判断。
6、Lewis八电子结构式的例外（Special conditions）
形式电荷与元素性质没有任何直接联系，它是共价 键形成的平等与否的标志。
（2） QF的计算公式：
QF = 原子的价电子数 键数 孤电子数 在CO中： QF(C) = 4 3 2 = 1 QF(O) = 6 3 2 = +1
0 0 0
H N N N
H N N N
2
H N N N
（二）共价键的类型
1、σ键 原子轨道沿键轴（两原子核间联线）方向以 “头碰头” 方式重叠所形成的共价键称为σ键。 形成σ键时，原子轨道的重叠部分对于键轴呈圆 柱形对称，沿键轴方向旋转任意角度，轨道的形 状和符号均不改变。
2、π键 原子轨道垂直于键轴以 “肩并肩” 方式重叠 所形成的共价化学键称为π键。形成π键时，原子 轨道的重叠部分对等地分布在包括键轴在内的平面 上、下两侧，形状相同，符号相反，呈镜面反对称。
Positive overlap
Negative overlap Zero overlap
σ bond
π bond
δ bond
综上所述，形成共价键的条件： (i) 要有单电子 (ii) 原子轨道能量相近 (iii) 电子云最大重叠 (iv) 必须相对于键轴具有相同对称性原子轨道（即 波函数角度分布图中的 +、+ 重叠， 、 重叠， 称为对称性一致的重叠）。
（1） 对于奇电子化合物，如NO、NO2等，只能用 特殊的方法表示：
分子结构与性质共价键
第二章 分子结构与性质 第一节共价键学习目标 ：1．知道共价键的本质，理解共价键的饱和性；2．初步掌握共价键的主要类型δ键和π键；．知道键能、键长、键角等键参数的概念 。
3．能用键参数――键能、键长、键角说明简单分子的某些化学性质4．知道等电子原理，结合实例说明“等电子原理的应用”学习重点难点： 1．用原子轨道图式描述δ键和π键；δ键和π键形成的一般规律和明显差别。
2．分子的性质与键参数的相关性；2．等电子原理学生自主学案：一、共价键1．共价键的本质： ________________________________________________________。
2．共价键的特征：共价键的共用电子对理论：共价键受原子价电子中单电子数目的制约，从而导致其数目不是任意的。
因此分子不可能有H 3、H 2Cl ，这表明共价键具有__________。
3．共价键的两种类型（δ键和π键）根据价电子排布和电子云知识分析：(1)δ键 ： H 2分子中两个H 原子的1S 轨道电子和1S 轨道电子形成_____个____δ键， ① HCl 分子H 原子的1S 轨道电子和Cl 原子的3P 轨道电子形成_____个______δ键， ③ Cl 2分子中两个H 原子的3P 轨道电子和3P 轨道电子形成_____个______δ键。
(2)π键：O 2 2P 轨道电子和2P 轨道电子除能形成____个___δ键外，还能形成___个____π键，N 2 2P 轨道电子和2P 轨道电子除能形成____个___δ键外，还能形成____个____π键。
二、三个键参数1、键能：（1） 概念：气态基态原子形成１mol 化学键所________________的最低能量单位：________ ； 大小：取________值（填 正、负）。
（2) 与共价键稳定性的关系：比较F 2、Cl 2、Br 2、I 2，其非金属性为逐渐________（填增强、减弱），查表对比H -F 、H -Cl 、H -Br 、H –I 的键能，其键能逐渐________（填增大、减小）。
化学键与分子结构
化学键与分子结构化学键是化学反应中最基础的概念之一，它对于理解分子结构以及化学性质的研究起着重要的作用。
本文将深入探讨化学键的类型、性质以及它们如何决定分子的结构。
一、共价键共价键是最常见的一种化学键，它是通过原子间共享电子而形成的。
在共价键中，电子对以一种或多种方式在原子核附近来回传递。
共价键的强度主要取决于电子对的共享程度以及原子的结构。
共价键可以进一步分为极性共价键和非极性共价键。
极性共价键是指电子对在原子核附近围绕两个原子间不均匀分布。
通常情况下，较电负性的原子吸引电子对更强烈，导致共享电子对的偏移。
这种偏移导致一个原子带有较部分的正电荷，而另一个原子带有较部分的负电荷。
极性共价键在分子的形状和化学性质上发挥着重要作用。
非极性共价键是指电子对在原子核附近均匀分布，两个原子之间没有电子偏移。
这种共价键是由于原子间电负性相近而产生的共享电子对。
非极性共价键通常会在分子中形成直线或对称结构，影响分子的性质和反应。
二、离子键离子键是由电荷相反的离子间的相互吸引力形成的键。
在离子键中，正离子和负离子通过电荷作用力吸引在一起。
离子键的强度通常比共价键要大得多，因此离子化合物具有高熔点和良好的溶解性。
离子键在化学反应和分子结构中起着重要作用。
许多无机盐和离子化合物都由离子键来连接。
离子键也可以通过配位反应形成复杂的结构，这对于催化反应和生物过程至关重要。
三、金属键金属键是金属元素中原子之间的特殊化学键。
金属键是通过金属原子的电子云相互重叠而形成的。
金属键的强度通常很高，因此金属元素具有良好的导电性和导热性。
金属键在金属结构和性质中起着关键作用。
金属元素通常以晶体形式存在，原子之间通过金属键排列紧密地结合在一起。
这种紧密结合的金属键使得金属具有高强度和延展性。
四、氢键氢键是一种特殊的化学键，它是由氢原子和较电负性原子间的相互作用力形成的。
氢键的形成基于较电负性原子和氢原子之间的弱相互作用。
氢键的强度通常比共价键要弱，但它们对于分子的结构和功能具有重要影响。
2024届高考化学一轮复习教案(人教版)第十单元 物质结构与性质 第3讲
第3讲化学键分子结构与性质复习目标1．了解化学键的含义、分类与形成过程，能够用电子式表示其形成过程。
2.了解共价键的形成、极性和类型(σ键和π键)，能用键长、键能、键角等说明简单分子的某些性质。
3.了解杂化轨道理论及简单的杂化轨道类型(sp，sp2，sp3)。
4.能用价层电子对互斥模型或者杂化轨道理论推测简单分子或离子的空间结构。
5.了解范德华力的含义及对物质性质的影响。
6.了解氢键的含义，能列举存在氢键的物质，并能解释氢键对物质性质的影响。
考点一化学键一、化学键1．化学键化学键既包括静电吸引力，又包括静电排斥力。
2．离子键(1)(2)(3)(4)(5)表示方法①用电子式表示Na2O2：06NaOH：07NH4Cl：08CaC2：09NaClO：10②用电子式表示离子化合物的形成过程CaF2：11Na2S：123．共价键(1)共价键的定义与特征①②原子所能形成的共价键的总数或以单键连接的原子数目是一定的。
(2)共价键的分类(3)表示方法①电子式、结构式15171921222325②用电子式表示共价化合物的形成过程H2O：27HF：28(4)键参数——键能、键长、键角①概念②键参数对分子性质的影响a分子越稳定。
b.二、化学键与物质类别的关系1．化学键与物质类别的关系2．化学键对物质性质的影响(1)对物理性质的影响金刚石、晶体硅、石英、金刚砂等物质硬度大、熔点高，就是因为其中的01共价键很强，破坏时需消耗很多的能量。
NaCl(2)对化学性质的影响N2N2很稳定，H2S、HI等分请指出下列各说法的错因(1)共价键都具有方向性和饱和性。
错因：共价键不一定都具有方向性和饱和性。
如s－s__σ键不具有方向性。
(2)共价键的成键原子只能是非金属原子。
错因：Al与Cl之间形成共价键。
(3)某元素的原子最外层只有一个电子，它跟卤素结合时，所形成的化学键一定是离子键。
错因：H原子最外层只有1个电子，其与卤素形成的HX中含共价键。
化学键和分子结构
极性共价键，非极性分子 （多原子分子的偶极矩不仅 和键的极性有关，还决定于 分子结构的对称性）
: :
: :
利用电负性差值来判断键型
键型 离子键 键型 电负性 1.5 差值 电子 transfer e0 < and <1.5 partial transfer of e0 share e极性共价键 共价键
成键电子、成键电子对 (bonding pair)
未成键电子或n电子 (nonbonding electron)
孤电子对、孤对电子（lone pair electrons）
共价单键，成键电子对 孤电子对 F F F F 孤电子对
键角 (bond angle)
在分子中，相邻两个键之间的夹角
ClBeCl=180o
1930年，美国化学家鲍林 (L. Pauling, 19011994) 和德国
物理学家斯莱特 (J. C. Slater, 19001976) 把海特勒和伦敦的电 子对成键理论推广到多种单质和化合物中，从而形成了现代价 键理论，简称VB理论或电子配对理论，亦称HLSP理论。
Walter Heitler 1904-1981 美籍德国物理学家
作业
• • • • P98页 2、3、4 P112页 2、4、8、11
1.2 价键理论 (Valence Bond Theory，VB) 又称电子配对理论
1）价键理论发展小史
1927年德国物理学家海特勒(W. Heitler, 19041981)和伦敦 (F. W. London, 19001954)首先把量子力学应用到分子结构中， 采用近似方法建立和求解了氢分子的薛定谔方程，揭示了氢分 子中每个原子共用一对电子形成化学键的本质，指出只有自旋 相反的未成对电子才能形成共价键。
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s 轨道 – px 轨道
px 轨道 – px 轨道
（二）键：2个原子轨道沿键轴以“肩并 肩”方式重叠；p-p 键，p-d 键，d-d 键。
键重叠程度小于键，不牢固，易断 开，不能单独存在；一般，共价单键是键， 双键中有一个键和一个键，三键中有一 个键键和两个键。
pz – pz 键
: : :
N H H 107o18'
H
N
F
102o
F
F
P H H H 93o18'
（四）共价键的极性
非极性共价键：两个相同的原子以共价键结合 时，由于两个原子的电负性相同，共用电子对 不偏向任何一个原子，正负电荷中心重合的共 价键；例如A-A。
极性共价键：两个不同的原子以共价键结合时， 由于两个原子的电负性不同，共用电子对偏向 电负性较大的原子，正负电荷中心不重合的共 价键；例如A-B。
py – py 键
N：1s22s22px12py12pz1
四、配位共价键
共价键：正常共价键，配位共价键。
配位键：由一个原子单独提供共用电子对而形 成的共价键。
形成配位共价键的条件： *电子对给予体的最外层有孤对电子； *电子对接受体的最外层有可接受孤对电
子的空轨道。
H H + + :N H
H
H
成键两原子的电负性差越大，共价键的极性也 就越大。
第三节 杂化轨道理论
一、杂化轨道理论的基本要点
*原子轨道的杂化：中心原子在形成分子的过
程中，同一原子中能量相近的几个不同类型的 原子轨道重新组合成一组新的原子轨道；
*杂化轨道：杂化后得到的原子轨道称为杂化
轨道；
*有几个原子轨道参加杂化就能形成几个杂化
例如：BF3
B：1s22s22p1
2p
2s
2s
激发
2s2p轨道
2p sp子的成键过程：
B：2s22p1→激发2s12p12p1杂→化(sp2)1(sp2)1(sp2)1
F: 2s22p5→ 2py22pz2 2px1
F: 2s22p5→ 2py22pz2
2px1
例如：BeCl2
Be：1s22s2
2p 2s
2p 2s
2p sp
激发
杂化 两个 sp 杂化轨道
s轨道
p轨道
180°
sp杂化轨道 sp杂化轨道在空间取向
Cl———Be———Cl
BeCl2分子 用杂化轨道 成键。
BeCl2分子的成键过程：
Be：2s22p0激→发 2s12p1杂→化(sp)1(sp)1
化学 键 理论
离子键理论
路易斯理论
共价键 （量子力学）
理论
（1927年）
现代共价键 理论
现代价键 理论
价键理论 （VB 法）
价层电子对 互斥理论
杂化轨道理论
分子轨道理论
第一节 现代价键理论
经典路易斯学说： 共价键：分子中原子间通过共用电子
对所形成的化学键叫共价键。 通过共用电子对使分子中的每个原子
轨道；
*杂化轨道的形状和空间伸展方向与杂化前不
同（成键能力增强，形成的键更稳定）；
*常见的杂化类型：s-p杂化和s-p-d杂化。
二、s-p杂化轨道及有关分子的几何构型
（一）sp杂化轨道及有关分子的空间构型
简述：1个ns轨道和1个np轨道杂化，形 成2个等性的sp杂化轨道，每个轨道都含 有(1/2)s成分和(1/2)p成分，轨道间的夹 角为180º，呈直线构型。
键长/pm
键能/kJ·mol-1
C－C
154
345.6
C= C
133
602.0
C C
120
835.1
（三）键角（）
定义：多原子分子中，共价键与共价键之间的
夹角；键角和键长是表征分子的空间构型的重 要参数。
如 H2S，H－S－H 键角为 92°，决定了 H2S 分子的构型为“ V ”字形；
又如 CO2，O－C－O 的键角为180°，则 CO2 分子为直线形。
*共价键的饱和性：一个原子含有几个未 成对电子，就能与其他原子的几个自旋 相反的未成对电子配对形成共价键；
*共价键的方向性：成键电子的原子轨道 尽可能地达到最大重叠（轨道最大重叠 原理）。
最大重叠
重叠较小
无效重叠
无效重叠
三、共价键的类型 （一）键：2个原子轨道沿键轴（两原子核
间连线，x 轴）以“头碰头”方式重叠。
第十章 共价键与分子结构
分子内部结构（原子怎样结合成分子）： 化学键：分子或晶体中直接相邻原子（或离
子）间的强烈相互作用。 化学键——离子键、共价键和金属键。 共价键理论：现代价键理论（VB）和分子
轨道理论（MO）。
分子外部结构： 分子间作用力（van der Waals力）和氢键
（分子内氢键和分子间氢键）。
Cl: 3s23p5 →
3px1
3py23pz2
Cl: 3s23p5 →
3px1 3py23pz2
2个sp杂化轨道分别与两个Cl的3px轨道形 成2个sp- p 键
（二）sp2杂化轨道及有关分子的空间构型
简述：1个ns轨道和2个np轨道杂化，形 成3个等性的sp2杂化轨道，每个轨道都含 有(1/3)s成分和(2/3)p成分，轨道间的 夹角为120º，呈正三角形。
+
H NH
H
五、共价键参数
（一）键能（Ed ；单位：kJ/mol ） 定义：标准状态下，使1mol的气态分子A-B(g)解 离成气态原子A和原子B所需要的能量。
意义：键能越大，键越牢固。
（二）键长（l）
定义：分子中两个成键原子核间的平衡距离。
意义：键长越短，键能越高，键越牢固；同种元
素原子的单键键长 > 双键键长 > 三键键长。
都达到稀有气体的稳定结构。
现代共价键理论：
现代价键理论（VB）和分子轨道理 论（MO）。
一、共价键的本质
只有2个氢原子的 单电子自旋方向相 反时，才能形成共 价键；
氢分子的基态和排 斥态。
氢分子形成过程中能量随 核间距变化示意图
+
+
+
+
二、价键理论的基本要点：
*两个原子接近时，自旋相反的未成对电 子可配对形成稳定的共价键；
F: 2s22p5→ 2py22pz2
2px1
3个sp2杂化轨道分别与三个F的2px轨道形 成3个sp2- p 键
（三）sp3等性杂化轨道及有关分子的空间 构型
简述：1个ns轨道和3个np轨道杂化，形成 4个等性的sp3杂化轨道，每个轨道都含有 (1/4)s成分和(3/4)p成分，轨道间的夹角 为109.47º，呈正四面体构型。
例如：CH4
C：1s22s22p2
2p
2s
2s
激发
2s2p轨道
2p sp3
杂化 四个sp3 杂化轨道