σ键和π键
有机化学中的σ键和π键
有机化学中的σ键和π键
σ键是一种化学键，常见于碳与其他原子之间的共价键。
在σ键中，两个原子的核电子云重叠，并沿着两个核间的直线轴对称地分布。
这种键的形成是通过头碰撞方式实现的，其中两个轨道（通常是s轨道）在重叠区域形成共同的电子云。
与σ键相对的是π键。
π键是由两个原子间非共轭的p轨道形成的。
在π键中，两个原子的p轨道相互重叠，形成一个共享的双电子区域。
它们主要存在于碳碳双键和碳氧双键等化学键中。
σ键和π键在有机化学反应中起着不可忽视的作用。
它们是构建有机分子框架的基础，以及化学反应中电子的重新分布的重要驱动力。
在有机合成中，通过选择适当的反应条件和催化剂，可以控制σ键和π键的形成和断裂，从而实现特定的有机化学转化。
σ键和π键是有机化学中的两种常见键类型，它们在有机化学反应和分子构建中扮演重要角色。
高中化学选修3： σ键和π键
2、下列说法中正确的是（ ） A. p轨道之间以“肩并肩”重叠可形成σ键 B. p轨道之间以“头碰头”重叠可形成π键 C. s和p轨道以“头碰头”重叠可形成σ键 D. 共价键是两个原子轨道以“头碰头”重叠形成的 3、某分子结构如右图所示，则其中含有___个σ键，____个π键
（第3题图）
4、σ键的常见类型有①s-s, ②s-px, ③px-px，请指出下列分子σ键所属类型: HF____ ; NH3____ ; F2 ____ ; H2____
高中化学选修·物质结构与性质
知识精讲
1、形成共价键应遵循的原则 (1)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 (2)最大重叠原理： 两个原子轨道重叠部分越大，体系能量越低，形成的共价键
越牢固，分子越稳定
2、从电子云和原子轨道的角度看共价键的形成 s电子有一个轨道，电子云呈球形 p电子有px、py、pz三个互相垂直的轨道，电子云为纺锤形
σ键
头碰头 轴对称，可旋转
π键
肩并肩 镜面对称，不可旋转
原子轨道重叠程度
牢固程度 成键判断规律
较大
强度大，不易断裂，不活泼
较小
强度较小，容易断裂，活泼
共价单键是σ键；共价双键中一个是σ键,另一个是π键； 共价三键中一个是σ键,另两个为π键。 当原子形成分子时，必须首先形成σ键。
巩固练习
1、下列分子中只含σ键的是 ⑴ H2 ⑵ HCl ⑶ NH3 ⑷ H2O ⑻ C2H2 ⑼ F2 ⑽ CH3CH3 ，既含σ键又含有π键的是 ⑸ CO2 ⑹ N2 ⑾ H2O2 ⑺ C2H4 。
例1、H2分子中共价键的形成过程源自H H H H例2、HCl分子中共价键的形成过程
H H－Cl Cl
1,3-丁二烯中的π键和σ键
3-丁二烯是一种具有特殊结构的有机化合物。
它由四个碳原子和两个双键组成，其中一个双键是共轭双键，另一个双键是非共轭双键。
在3-丁二烯分子中，π键和σ键起着至关重要的作用。
本文将对3-丁二烯中的π键和σ键进行探讨。
1. π键的特性π键是指共轭双键中的一种键，它是由碳原子上的p轨道形成的。
在3-丁二烯中，由于有一个共轭双键，因此存在着两个π键。
π键具有很强的反应性，容易发生加成反应、环加成反应等。
在3-丁二烯分子中，π键的存在使得分子具有较强的稳定性，也决定了其一些特殊的化学性质。
2. π键的作用π键不仅决定了3-丁二烯的化学性质，还决定了其物理性质。
由于π键的存在，3-丁二烯呈现出较强的紫外吸收能力和荧光性质。
这也使得3-丁二烯在有机化学领域得到了广泛的应用，比如作为荧光探针、光敏材料等。
3. σ键的特性σ键是指非共轭双键中的一种键，它是由碳原子上的s轨道和p轨道形成的。
在3-丁二烯中，由于有一个非共轭双键，因此存在着两个σ键。
σ键具有较强的稳定性和饱和性，不容易发生加成反应，但容易发生取代反应、氧化反应等。
4. σ键的作用σ键的存在使得3-丁二烯分子具有较高的稳定性，不容易发生化学反应，这为其在一些领域的应用提供了便利。
比如在高分子材料领域，3-丁二烯的稳定性使得其可以作为高分子聚合反应的重要原料，从而制备出具有特殊性能的材料。
5. π键和σ键的相互作用π键和σ键在3-丁二烯中并不是孤立存在的，它们之间存在着相互作用。
3-丁二烯的π键和σ键之间存在着共轭效应，这种效应可以调节3-丁二烯分子的电子结构和化学性质。
在一些特定的化学反应中，π键和σ键之间的相互作用会影响反应的进行路径和速率。
6. π键和σ键的应用由于π键和σ键在3-丁二烯中具有重要的作用，因此研究人员对其进行了深入的研究，并在一些领域进行了应用。
比如在材料领域，研究人员通过调控3-丁二烯分子中π键和σ键的结构，制备出了具有特殊性能的高分子材料。
σ键和π键
：σ键和π键
根据原子轨道最大重叠原理，成键时轨道之间可有两种不同的重叠方式，从而形成两种类型的共价键—σ键和π键。
σ键--以“头碰头”方式进行重叠，轨道的重叠部分沿键轴呈圆柱形对称分布，原子轨道间以重叠方式形成的共价键。
对于含有单的s电子或单的p电子的原子，它们可以通过s-s、s-p x、p x-p x、p y-p y、p z-p z 等轨道重叠形成共价键。
为了达到原子轨道最大程度重叠，其中s-s、s-p x和p x-p x轨道沿着键轴即成键两原子核间的连线，如上图所示，形成的共价键，这种共价键为σ键。
π键--原子轨道中两个互相平行的轨道如p y或p z以“肩并肩”方式进行重叠，轨道的重叠部分垂直于键轴并呈镜面反对称分布（原子轨道在镜面两边波的瓣符号相反），而形成的共
价键。
※由于σ键的轨道重叠程度比π键的轨道重叠程度大，因而σ键比π键牢固。
π键较易断开，化学活泼性强，一般它是与σ键共存于具有双键或叁键的分子中。
σ键是构成分子的骨架，可单独存在于两原子间，以共价键结合的两原子间只可能有1个σ键。
共价单键一般是σ键，双键中有1个σ键和1个π键，叁键中有1个σ键和2个π键。
因在主量子数相同的原子轨道中，p轨道沿键轴方向的重叠程度较s轨道的大，所以一般地说，p-p重叠形成的σ键比s-s重叠形成的σ键牢固。
Σ键和π键成键数目巧判断
Σ键和π键成键数⽬巧判断2019-02-11摘要：共价键理论中，根据原⼦轨道最⼤重叠原理，成键时轨道之间有两种不同的重叠⽅式，从⽽形成两种类型的共价键，对于含有单的s电⼦或单的p电⼦的原⼦，它们可以通过s-s、s-px、px-px、py-py、pz-pz 等轨道重叠形成共价键。
关键词：重叠共价键；巧判断理论分析：共价键理论中，根据原⼦轨道最⼤重叠原理，成键时轨道之间有两种不同的重叠⽅式，从⽽形成两种类型的共价键——σ键和π键。
σ键——以“头碰头” ⽅式进⾏重叠，轨道的重叠部分沿键轴呈圆柱形对称分布，原⼦轨道间以重叠⽅式形成的共价键，π键——原⼦轨道中两个互相平⾏的轨道如py或pz 以“肩并肩” ⽅式进⾏重叠，轨道的重叠部分垂直于键轴并呈镜⾯反对称分布（原⼦轨道在镜⾯两边波的瓣符号相反），⽽形成的共价键。
成键分析：对于含有单的s电⼦或单的p电⼦的原⼦，它们可以通过s-s、s-px、px-px、py-py、pz-pz 等轨道重叠形成共价键。
为了达到原⼦轨道最⼤程度重叠，其中s-s、s-px 和px-px 轨道沿着键轴即成键两原⼦核间的连线形成的共价键，这种共价键为σ键。
当py-py 、pz-pz以“肩并肩” ⽅式进⾏重叠时，也可形成共价键，这种共价键为π键。
当两个原⼦之间形成1个σ键后，剩余轨道不可能以“头碰头” ⽅式进⾏重叠，只能以“肩并肩” ⽅式进⾏重叠形成π键。
结论：共价单键是σ键，共价双键有⼀个σ键，π键，共价三键由⼀个σ键，两个π键组成。
应⽤：N原⼦的电⼦组态为1s22s22p1x2p1y2p1z，其中3个单电⼦分别占据3个互相垂直的p轨道。
当两个N原⼦结合成N2分⼦时，各以1个px 轨道沿键轴以“头碰头”⽅式重叠形成1个σ键后，余下的 2个2py 和2个2pz 轨道只能以“肩并肩”⽅式进⾏重叠，形成2个π键。
所以，N2 分⼦中有1个σ键和2个π键，其分⼦表⽰。
反过来，如果我们知道N2 分⼦的结构式NN，则可判断分⼦中有1个σ键和2个π键。
相同元素原子间形成的共价键键能西格玛键大于派键-概述说明以及解释
相同元素原子间形成的共价键键能西格玛键大于派键-概述说明以及解释1.引言1.1 概述共价键是化学中一种常见的键型，形成于原子之间的电子共享。
而派键是指通过电子间的部分共享形成的键。
在相同元素原子间形成的共价键中，通常可以观察到共价键（sigma bond）大于派键（pi bond）的情况。
本文旨在探究共价键键能西格玛键大于派键的原因，并讨论相同元素原子间共价键的重要性以及研究共价键对于化学领域的意义。
在化学界，相同元素原子间形成的共价键是一种常见的化学键。
共价键的形成是通过原子之间的电子轨道重叠而实现的，其中单个共价键由一个σ键和一个π键组成。
尽管在相同元素原子间形成的共价键中，其形成机制与其他元素之间的共价键类似，但其性质却有所不同。
在共价键中，σ键由轴向轨道上的电子重叠形成，而π键则是通过平面轨道上的电子轨道重叠形成的。
由于轴向轨道的电子重叠可以更有效地实现电子共享，因此相同元素原子间形成的共价键中的σ键通常比π键更稳定，具有更高的键能。
这也是共价键键能西格玛键大于派键的主要原因之一。
相同元素原子间形成的共价键具有一些独特的性质和特点。
首先，由于相同元素原子具有相似的电负性，它们之间的电子共享更为均匀，从而使共价键更加强大和稳定。
此外，相同元素原子间的共价键在化学反应中起着重要的作用，影响物质的结构和性质。
通过研究相同元素原子间的共价键，我们可以更好地理解化学反应的机理和过程，为新材料的设计和合成提供指导。
研究共价键对于化学领域具有重要的意义。
共价键作为化学反应中的关键步骤，影响着化学反应的速率和选择性。
通过深入研究共价键的结构和性质，我们可以开发新的催化剂和反应条件，提高化学反应的效率和产率。
此外，共价键的研究还有助于解决一些环境和能源领域的问题，如清洁能源的开发和废物的转化利用。
总之，相同元素原子间形成的共价键的性质和特点使其在化学领域中具有重要的地位。
共价键键能西格玛键大于派键的原因与共价键形成机制密切相关，而研究共价键对于化学领域的发展和进步具有重要的意义。
pai键和西格玛键强度
pai键和西格玛键强度一、pai键的强度pai键，也称π键，是化学中常见的一种键。
它是一种杂化轨道形成的键，通过两个p轨道的侧向重叠而形成。
pai键的强度取决于重叠程度和相互作用的电子数量。
pai键强度通常较弱，一般在50-200 kJ/mol之间。
pai键的形成需要碳原子或其他原子的p轨道参与，因此只有具有p 轨道的原子才能形成pai键。
pai键通常存在于含有多重键的化合物中，如烯烃、芳香族化合物等。
pai键的强度相对较弱，这是因为π电子云分布较为扩散，电子云密度较低，相互作用较弱。
二、西格玛键的强度西格玛键，也称σ键，是另一种常见的键。
它是通过两个原子轴向重叠形成的键。
西格玛键的强度取决于重叠的原子轨道的数量和重叠程度。
西格玛键的强度一般较强，通常在150-1000 kJ/mol之间。
西格玛键的形成不需要特定的轨道，可以是s轨道与s轨道的重叠，也可以是s轨道与p轨道的重叠，还可以是p轨道与p轨道的重叠。
因此，西格玛键可以存在于各种化合物中，如烷烃、醇、醛、酮等。
西格玛键的强度相对较高，这是因为σ电子云分布较为紧密，电子云密度较高，相互作用较强。
三、pai键和西格玛键的比较pai键和西格玛键在强度和特点上有所区别。
pai键通常较弱，而西格玛键通常较强。
这是因为pai键的电子云分布较为扩散，电子云密度较低，相互作用较弱；而西格玛键的电子云分布较为紧密，电子云密度较高，相互作用较强。
pai键通常存在于具有多重键的化合物中，如烯烃、芳香族化合物等；而西格玛键可以存在于各种化合物中，如烷烃、醇、醛、酮等。
在化学反应中，pai键和西格玛键的断裂方式也有所不同。
pai键的断裂通常需要较少的能量，可以通过热力学或化学反应来实现；而西格玛键的断裂通常需要较高的能量，常常需要外界的能量输入或者特定的反应条件。
pai键和西格玛键是化学中常见的两种键。
pai键通常较弱，西格玛键通常较强。
pai键存在于具有多重键的化合物中，而西格玛键可以存在于各种化合物中。
课件 2.1 共价键(1)(σ键和π键)-高中化学选择性必修2(新教材同步课件)
Na Cl
0.9 3.0
2.1
H Cl
2.1 3.0
0.9
CO
2.5 3.5
1.0
【结论】当原子的电负性相差很大，化学反应形成的电子对不会被共用，形成的将是离子键；而共价键是元素 的电负性差不大的原子之间形成的化学键。
知识海洋
我们学习过原子轨道，如何用原子轨道的概念来进一步理解H2共价键呢？
H·+ H· H:H
Cl
··C····l··C····l ··
Cl
Cl
Cl
Cl2
p—p σ键 轴对称
知识海洋
π键：两个原子p轨道以“肩并肩”方式相互重叠而形成的共价键。
未成对电子的原子轨道相互靠拢
原子轨道相互重叠
形成的π键
知识海洋
π键：
形成的π键
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，它们互为镜像（如图所示），这
种特征称为镜面对称。
π键和σ键的强度不同。例如，乙烯、乙炔分子中的π键不如σ键牢固，比较容易断裂。因而含有π键的乙烯、乙炔与
只有σ键的乙烷的化学性质不同。
学科网原创
知识海洋
பைடு நூலகம்σ键的类型
s-s σ键 π键的类型
s—p σ键
p—p σ键
py—py π键
pz—pz π键
知识海洋
小结： σ 键与π 键的比较
A. s-px B. px-px C. s-s
课堂小结
Cl原子，你愿 意拿出一个电 子共用吗？
知识海洋
原子之间通过共用电子对所形成的 强烈的相互作用，叫做共价键。
知识海洋
【问题与讨论】
钠和氯通过得失电子同样是形成电子对，为什么这对电子不被钠原子和氯原子共同形成共价键而形成离子键呢？ 你能从原子的电负性差别来理解吗？讨论后请填写下表：
乙炔的共价键由几个σ键和几个π键构成
乙炔的共价键由几个σ键和几个π键构成乙炔是一种无色、有刺激性气味的气体，其化学式为C2H2。
在乙炔中，碳原子和氢原子通过共价键结合在一起，形成了分子结构。
其中，乙炔分子中碳原子和氢原子之间的共价键数量比较特殊，由两个σ键和两个π键构成。
这种共价键的构成在化学中被称为三键。
要理解乙炔分子中的共价键构成，我们需要先了解一下σ键和π键的概念。
σ键是最简单、最常见的共价键类型，它是通过两个原子之间沿着轴线的重叠轨道形成的。
这种重叠轨道通常是两个原子中价电子云的较高概率分布区域，形成了一个强度较高的共价键。
与此相对应的是π键，它是通过两个原子之间轴线垂直方向的重叠轨道形成的。
π键的形成需要原子中的p轨道参与，因此它比较容易被破坏，更容易发生共振、位移和旋转等过程。
在乙炔分子中，碳原子与碳原子之间形成了一个σ键和两个π键的结构。
这里的σ键形成是通过碳原子上的一个sp杂化轨道与另一个碳原子上的一个sp杂化轨道间的重叠形成的。
而π键则是通过碳原子上剩余两个p轨道与另一个碳原子上相应的两个p轨道之间的重叠形成的。
乙炔中的共价键结构可以用以下方式来表示：___ ___/ /C-=C C=C乙炔的共价键结构决定了其在化学反应中的特殊性质。
由于乙炔中的碳碳键较强，不容易被破坏，乙炔更容易进行加成反应，即向乙炔的碳原子上添加其他原子或基团。
由于乙炔中含有两个π键，这使得乙炔具有较高的反应活性，容易参与环化反应和串联反应。
这些反应活性使乙炔成为有机化学合成中的重要起始原料之一，并在制药、染料、塑料等领域中得到广泛应用。
总结起来，乙炔是一种特殊的有机化合物，其分子中碳原子和氢原子之间存在三个共价键，由两个σ键和两个π键构成。
这种共价键结构赋予乙炔独特的化学性质和高反应活性，在有机合成中有着广泛的应用前景。
了解乙炔的共价键结构对于深入理解有机化学反应机理和有机化合物的性质具有重要意义。
这是我对乙炔的共价键构成的个人观点和理解，希望对您有所帮助。
化学键σπ键
σ键和π键
σ键指原子轨道沿键轴（两原子核间连线）方向以“头碰头”方式重叠所形成的共价键。
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。
π键指原子轨道垂直于键轴以“肩并肩”方式重叠所形成的化学键。
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。
π键的特点与σ键相比，π键具有自己的特点，由此决定了烯烃的化学性质：
（1）π键没有轴对称，因此以双键相连的两个原子之间不能再以C-Cσ键为轴自由旋转，如果吸收一定的能量，克服p轨道的结合力，才能围绕碳碳σ键旋转，结果使π键破坏。
（2）π键由两个p轨道侧面重叠而成，重叠程度比一般σ键小，键能小，容易发生反应医｜学教育网整理。
（3）π键电子云不是集中在两个原子核之间，而是分布在上下两侧，原子核对π电子的束缚力较小，因此π电子有较大的流动性，在外界试剂电场的诱导下，电子云变形，导致π键被破坏而发生化学反应。
相同元素原子间形成的共价键键能西格玛键大于派键
相同元素原子间形成的共价键键能西格玛键大于派键全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：共价键是一种原子之间的化学键，是通过共享电子而形成的。
共价键的形成依赖于原子之间的相互吸引力，其中也包括键能，即持续维持两个原子结合在一起所需的能量。
在共价键中，电子对以一种均衡的方式分布在相互连接的原子之间，从而形成一个稳定的分子结构。
在共价键中，键能的大小取决于原子之间的相互作用力，其中包括西格玛键和派键两种类型。
西格玛键是最常见和最强的键类型，通常由两个原子之间的头对头叠加的轨道形成。
而派键，则是由两个原子之间的平行轨道侧面叠加而形成的键。
虽然两种键都是通过共享电子来形成的，但它们的能量大小却是不同的。
在相同元素原子间形成的共价键中，通常情况下，西格玛键的键能要大于派键。
这是因为西格玛键的叠加方式更加有效，能量更低，稳定性更高。
西格玛键的形成通常会涉及到轨道的头对头叠加，这种叠加方式使得电子更加靠近原子核，从而形成更紧密和更强大的键。
相同元素原子形成的共价键中，一个常见的例子是气体氮分子（N2）。
在气体氮分子中，两个氮原子通过共享电子形成了一个共价键。
这个共价键是一个西格玛键，其键能要大于派键。
这是因为氮原子的轨道可以通过头对头的叠加形成一个稳定的西格玛键，从而使得氮分子更加稳定和不容易被打破。
第二篇示例：共价键是元素之间最常见的化学键之一，是由原子之间共享电子而形成的。
在共价键中，原子之间的电子云重叠，形成两个原子之间相互吸引的力，促使原子结合在一起。
而在共价键中，根据成键的方式，可以分为σ键和π键两种类型。
σ键是共价键的主要成键方式，是由轴向重叠的两个原子轨道形成的键。
这种键形成时，原子轨道的同一相位（同一方向的波函数叠加）重叠，使得电子云在原子核之间形成的区域密度较高。
σ键是比较强的键，并且有较高的键能。
π键则是横向重叠的两个原子轨道形成的键，这种键由原子轨道的异相位（相反方向的波函数叠加）重叠形成，电子云在原子核之间形成的区域密度较低。
1.σ键和π键的特征和性质.
2．共价键的类型 (1)按成键原子间共用电子对的数目分为单键、双键、三键． (2)按共用电子对是否偏移分为极性键、非极性键． (3)按原子轨道的重叠方式分为σ键、π键，前者的电子云具有
轴对称性，后者的电子云具有镜像对称性．原子在形成共价
键时一定优先采用头碰头的重叠方式，形成σ键，故单键一 定是σ键；此时两原子的其他原子轨道无法再头碰头重叠， 只能采用肩并肩方式形成π键，故双键或三键中才会有π 键．σ键电子云重叠程度大，一般比π键稳定．
电子，便可和几个自旋相反的电子配对成键，这就是共价 键的“饱和性”．H原子、Cl原子都只有一个未成对电子， 因 而只能形成H2、HCl、Cl2分子，不能形成H3、H2Cl、Cl3等分
子．
②共价键的饱和性决定了共价分子的组成．
(2)共价键的方向性
①共价键形成时，两个参与成键的原子轨道总是尽可能沿着
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大，形成的共价键就越牢固．电子所 在的原子轨道都有一定的形状，所以要取得最大重叠，共价 键必然有方向性．
共价键-σ键-π键
键特点:两个原子轨道以平行或“肩并肩”
方式重叠；原子重叠的部分分别位于两原子核构 成平面的两侧，如果以它们之间包含原子核的平
面为镜面，它们互为镜像，称为镜像对称
由于π键重叠程度要比σ键小,所以σ 键的强度要比π键大。
σ键与π键的对比
键型 项目
成键方向 电子云形状 牢固程度
成键判断 规律
σ键
π键
沿轴方向“头碰头” 平行或“肩并肩”
轴对称
σ键强度大, 不容易断裂
镜像对称
π键强度较小, 容易断裂
共价单键是σ键,共价双键中一个是σ 键,另一个是π键,共价三键中一个是σ 键,另两个为π键
以上原子轨道相互重叠形成的
σ键和π键 ，总称价键轨道
科学探究
1.N2分子形成
z
z
z
z
y
H
H
H
H
成原 够共
稳子 电 定子
通过价 键 的 现 代 物为什
的云 共形 质么
分的 用成 结原
σ键的特征：以形成化学键的两原子 子重 电是 构子
核两的个连线H原做为子轴共旋用转一操对作共，用共的价键电电子 ？叠 子由 理之
对子是云的不图是形只不存变在,称与为两轴核对间称? 。
对于 论间
形成 键 认 为能
y
x
πz
σ N πy
πz
x
x
Pz－Pzπ键
πy N
科学探究
2、键的类型与成键原子电负性的关系：
原子
Na Cl H Cl C O
电负性 0.9 3.0 2.1 3.0 2.5 3.5
电负性之差 （绝对值）
2.1
0.9
相同元素原子间形成的共价键键能西格玛键大于派键
相同元素原子间形成的共价键键能西格玛键大于派键全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：共价键是指原子间通过共享电子形成的化学键，其键能表示了两个原子之间的结合强度，通常通过键能来描述此种键的稳定程度。
在共价键中，sigma键和pi键是常见的两种键类型，它们的形成与键能大小有很大的关系。
而对于相同元素原子间形成的共价键，由于它们的电负性相同，因此sigma键的键能要大于pi键的键能。
相同元素原子间形成的共价键，通常会形成sigma键和pi键。
sigma键是原子间两个轴向上的头对头重叠，而pi键则是原子间两个轴向上的侧对侧重叠。
由于sigma键的形成更接近原子间核心，因此对于相同元素原子间形成的共价键而言，sigma键的键能通常会更大。
相同元素原子间形成的共价键中，电负性相同，由于没有电子云向某一方向移动的影响，使得sigma键的稳定性更高。
sigma键的键能通常会大于pi键的键能。
相同元素原子间形成的共价键中，sigma键的键能大于pi键的键能是由于其形成位置更接近原子核，电子轨道更稳定，能量更低。
这一点对于理解化学键的稳定性和性质具有重要意义，也有助于解释共价键的性质和结构。
【以上文章仅代表撰写者观点，仅供参考】。
第二篇示例：共价键是化学键的一种，是通过原子间共享电子形成的一种化学键。
在共价键中，原子之间的电子是被共享的，而不是被转移的，因此共价键的形成是通过原子之间的共享电子而实现的。
共价键可以分为σ键和π键两种类型，其中σ键是在轴线上对称的键，π键是在键轴上垂直的不对称的键。
在共价键的形成过程中，相同元素的原子之间形成的共价键具有一些特殊性质。
其中一个特点是相同元素原子之间形成的共价键中的σ键键能通常要大于π键键能。
这是因为在相同元素形成的分子中，σ键通常是由轨道叠加形成的直接相互作用，而π键是由轨道侧面重叠形成的间接相互作用，因此σ键在能量上通常会更稳定一些，其键能也会较大。
相同元素原子间形成的共价键在化学反应中具有重要的作用。
σ成键轨道、π成键轨道和非键轨道
σ成键轨道、π成键轨道和非键轨道下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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分子是由原子组合而成的。
是保持物质基本化学性质的最小微粒，并且又是参与化学反应的基本单元，分子的性质除取决于分子的化学组成外，还取决于分子的结构。
分子的结构通常包括两方面内容：一是分子中直接相邻的原子间的强相互作用即化学键(chemical bond)，化学键的成键能量约为几十到几百千焦每摩；二是分子中的原子在空间的排列，即空间构型(geometry configuration)。
此外，在相邻的分子间还存在一种较弱的相互作用，其作用能约比化学键小一、二个数量级。
物质的性质决定于分子的性质及分子间的作用力，而分子的性质又是由分子的内部结构决定的，因此研究分子中的化学键及分子间的作用力对于了解物质的性质和变化规律具有重要意义。
化学键按成键时电子运动状态的不同，可分为离子键、共价键（包括配位键）和金属键三种基本类型。
在这三种类型化学键中，以共价键相结合的化合物占已知化合物的90%以上，本章将在原子结构的基础上着重讨论形成化学键的有关理论和对分子构型的初步认识，同时对分子间的作用力作适当介绍。
第一节现代价键理论现代价键理论的基础现代价键理论（valence bond theory，简称VB法，又称为电子配对法）量子力学对氢分子系统的处理表明，氢分子的形成是两个氢原1s轨道重叠的结果氢分子的形成曲线示意图只有两个氢原子的单电子自旋方向相反时，两个1s轨道才会有效重叠，形成共价键。
氢原子间形成的稳定共价键，是氢分子的基态。
共价键的本质是电性的，但因这种结合力是两核间的电子云密集区对两核的吸引力，成键的这对电子是围绕两个原子核运动的，出现在两核间的概率较大，而且不是正、负离子间的库仑引力，所以它不同于一般的静电作用。
现代价键理论的要点：1.两个原子接近时，只有自旋方向相反的单电子可以相互配对（两原子轨道重叠），使电子云密集于两核间，系统能量降低，形成稳定的共价键。
2.自旋方向相反的单电子配对形成共价键后，就不能再和其他原子中的单电子配对。
所以，每个原子所能形成共价键的数目取决于该原子中的单电子数目。
这就是共价键的饱和性。
3.成键时，两原子轨道重叠愈多，两核间电子云愈密集，形成的共价键愈牢固，这称为原子轨道最大重叠原理。
因此共价键具有方向性。
共价键具有饱和性和方向性如何理解共价键的饱和性和方向性？例如:在形成HCl分子时，H原子的1s轨道与Cl原子的3p x轨道是沿着x轴方向靠近，以实现它们之间的最大程度重叠，形成稳定的共价键 [ 图9-1]。
其他方向，因原子轨道没有重叠和很少重叠，故不能成键。
理论解释：共价键的形成将尽可能沿着原子轨道最大程度重叠的方向进行。
原子轨道中，除s轨道呈球形对称外，p、d等轨道都有一定的空间取向，它们在成键时只有沿一定的方向靠近达到最大程度的重叠，才能形成稳定的共价键，这就是共价键的方向性。
根据要点1，只有自旋方向相反的单电子可以相互配对（两原子轨道重叠），形成稳定的共价键，因此共价键具有饱和性。
根据原子轨道最大重叠原理，成键时轨道之间可有两种不同的重叠方式，从而形成两种类型的共价键——σ键和π键。
σ键--以“头碰头”方式进行重叠，轨道的重叠部分沿键轴呈圆柱形对称分布，原子轨道间以重叠方式形成的共价键，π键--原子轨道中两个互相平行的轨道如p y或p z 以“肩并肩”方式进行重叠，轨道的重叠部分垂直于键轴并呈镜面反对称分布（原子轨道在镜面两边波的瓣符号相反），而形成的共价键。
成键分析：对于含有单的s电子或单的p电子的原子，它们可以通过s-s、s-p x、p x-p x、p y-p y、p z-p z 等轨道重叠形成共价键。
为了达到原子轨道最大程度重叠，其中s-s、s-p x和p x-p x轨道沿着键轴即成键两原子核间的连线，如图9-4(a) 所示，形成的共价键，这种共价键为σ键σ键示意图,(图9-1 σ键成键方式),当p y-p y、p z-p z以“肩并肩”方式进行重叠时，如图9-4(b)所示，也可形成共价键，这种共价键为π键π键成键方式(图9-2 π键成键方式)，此时xy平面为对称镜面。
实例分析：分析N2分子中化学键成分N原子的电子组态为1s22s22p x12p y12p z1，其中3个单电子分别占据3个互相垂直的p轨道。
当两个N原子结合成N2分子时，各以1个p x轨道沿键轴以“头碰头”方式重叠形成1个σ键后，余下的 2个2p y和2个2p z轨道只能以“肩并肩”方式进行重叠，形成2个π键。
所以，N2分子中有1个σ键和2个π键，其分子结构式可用N≡N表示。
由于σ键的轨道重叠程度比π键的轨道重叠程度大，因而σ键比π键牢固。
π键较易断开，化学活泼性强，一般它是与σ键共存于具有双键或叁键的分子中。
σ键是构成分子的骨架，可单独存在于两原子间，以共价键结合的两原子间只可能有1个σ键。
共价单键一般是σ键，双键中有1个σ键和1个π键，叁键中有1个σ键和2个π键。
因在主量子数相同的原子轨道中，p轨道沿键轴方向的重叠程度较s轨道的大，所以一般地说，p-p重叠形成的σ键（可记为σp-p）比s-s重叠形成的σ键（可记为σs-s）牢固。
正常共价键和配位共价键根据成键原子提供电子形成共用电子对方式的不同，共价键可分为正常共价键和配位共价键。
正常共价键--如果共价键是由成键两原子各提供1个电子配对成键的，称为正常共价键，如H2、O2、HCl等分子中的共价键。
配位共价键--如果共价键的形成是由成键两原子中的一个原子单独提供电子对进入另一个原子的空轨道共用而成键，这种共价键称为配位共价键（coordinate covalent bond），简称配位键（coordination bond）。
通常为区别于正常共价键，配位键用“→”表示，箭头从提供电子对的原子指向接受电子对的原子。
实例分析：分析CO 分子中化学键成分在CO分子中，O原子除了以2个单的2p电子与C原子的2个单的2p电子形成1个σ键和1个π键外，还单独提供一孤对电子（ lone pair electron）进入C原子的1个2p空轨道共用，形成1个配位键，这可表示为( CO 图）配位键必须同时具备两个条件：一个成键原子的价电子层有孤对电子；另一个成键原子的价电子层有空轨道。
配位键的形成方式虽和正常共价键不同，但形成以后，两者是没有区别的。
关于配位键理论将在第十章配位化合物中作进一步介绍。
杂化轨道理论（hybrid orbital theory）是1931年由Pauling L等人在价键理论的基础上提出，它实质上仍属于现代价键理论，但它在成键能力、分子的空间构型等方面丰富和发展了现代价键理论。
1.在成键过程中，由于原子间的相互影响，同一原子中几个能量相近的不同类型的原子轨道（即波函数），可以进行线性组合，重新分配能量和确定空间方向，组成数目相等的新的原子轨道，这种轨道重新组合的过程称为杂化（hybridization），杂化后形成的新轨道称为杂化轨道（hybrid orbital）。
2.杂化轨道的角度波函数在某个方向的值比杂化前的大得多，更有利于原子轨道间最大程度地重叠，因而杂化轨道比原来轨道的成键能力强。
3.杂化轨道之间力图在空间取最大夹角分布，使相互间的排斥能最小，故形成的键较稳定。
不同类型的杂化轨道之间的夹角不同，成键后所形成的分子就具有不同的空间构型。
按参加杂化的原子轨道种类，轨道的杂化有sp和spd两种主要类型。
按杂化后形成的几个杂化轨道的能量是否相同，轨道的杂化可分为等性杂化和不等性杂化。
sp型和spd型杂化能量相近的n s轨道和n p轨道之间的杂化称为sp型杂化。
按参加杂化的s轨道、p轨道数目的不同，sp型杂化又可分为sp、sp2、sp3三种杂化。
（1）sp杂化由1个s轨道和1个p轨道组合成2个sp杂化轨道的过程称为sp杂化，所形成的轨道称为sp杂化轨道。
每个sp杂化轨道均含有的s轨道成分和的p轨道成分。
为使相互间的排斥能最小，轨道间的夹角为1800。
当2个sp杂化轨道与其他原子轨道重叠成键后就形成直线型分子。
图9-3 sp杂化过程及sp杂化轨道的形状（2）sp2杂化sp2杂化轨道的空间取向示意图(图9-4 BF3的平面三角形构型和sp2杂化轨道的空间取向)由1个s轨道与2个p轨道组合成3个sp2杂化轨道的过程称为sp2杂化。
每个sp2杂化轨道含有的s轨道成分和的p轨道成分，为使轨道间的排斥能最小，3个sp2杂化轨道呈正三角形分布，夹角为1200[图9-4]。
当3个sp2杂化轨道分别与其他3个相同原子的轨道重叠成键后，就形成正三角形构型的分子。
>>>>一个分子的中心原子究竟采取哪种类型的轨道杂化，直接可以预测整个分子的空间构型。
杂化轨道理论成功地解释了部分共价分子杂化与空间构型关系，但是，仅用杂化轨道理论预测有时是难以确定的。
1940年美国的Sidgwick NV等人相继提出了价层电子对互斥理论（valence shellelectron pair repulsion theory），简称VSEPR法，该法适用于主族元素间形成的AB n型分子或离子。
该理论认为，一个共价分子或离子中，中心原子A周围所配置的原子B（配位原子）的几何构型，主要决定于中心原子的价电子层中各电子对间的相互排斥作用。
这些电子对在中心原子周围按尽可能互相远离的位置排布，以使彼此间的排斥能最小。
所谓价层电子对，指的是形成σ键的电子对和孤对电子。
孤对电子的存在，增加了电子对间的排斥力，影响了分子中的键角，会改变分子构型的基本类型。
根据此理论，只要知道分子或离子中的中心原子上的价层电子对数，就能比较容易而准确地判断 AB n 型共价分子或离子的空间构型。
价层电子对理论预测分子空间构型步骤为：1.确定中心原子中价层电子对数中心原子的价层电子数和配体所提供的共用电子数的总和除以2，即为中心原子的价层电子对数。
规定：(1)作为配体，卤素原子和H 原子提供1个电子，氧族元素的原子不提供电子；(2)作为中心原子，卤素原子按提供7个电子计算，氧族元素的原子按提供6个电子计算；(3)对于复杂离子，在计算价层电子对数时，还应加上负离子的电荷数或减去正离子的电荷数；(4)计算电子对数时，若剩余1个电子，亦当作 1对电子处理。
(5) 双键、叁键等多重键作为1对电子看待。
2．判断分子的空间构型根据中心原子的价层电子对数，从表9-4中找出相应的价层电子对构型后，再根据价层电子对中的孤对电子数，确定电子对的排布方式和分子的空间构型。
表9-4电子对数和空间构型实例分析：试判断PCl5离子的空间构型。
解：P离子的正电荷数为5，中心原子P有5个价电子，Cl原子各提供1个电子，所以P原子的价层电子对数为（5+5）/2 = 5，其排布方式为三角双锥。