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第二章 分子结构与性质
第一节 共价键
2.共价键的特征
(1)饱和性
按照共价键的共用电子对理论，一个原子有几个未成对电子，便可和几个自旋状态相反的电子配对成键，这就是共价键的饱和性。
(2)方向性
除s轨道是球形对称外，其他原子轨道在空间中都具有一定的分布特点。在形成共价键时，原子轨道重叠的越多，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。
不是所有共价键都具有方向性，如两个 s轨道形成共价键时就没有方向性。
3.共价键的表示方法
化学式 电子式 结构式
H2O2

NH3

H2 H··H H—H
HCl
化学式 电子式 结构式
N2 :N N:
C2H4
CO2
O==C==O
共价键的类型
1.σ键
2.π键
3.判断σ键、π键的一般规律
共价单键为σ键；共价双键中有一个σ键、一个π键；共价三键由一个σ键和两个π键构成。
共价键参数
1.概念和作用
键参数 概念 作用
键能 气态分子中1mol化学键解离成气态原子所吸收的能量 键能越大，键越稳定，越不易断裂
键长 构成化学键的两个原子的核间距 键长越短，键能越大，键越稳定
键角 在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角 表明共价键有方向性，描述分子的空间结构
一般说来，键长越短，键能越大。但F-F的键长比Cl-Cl的键长短，而F-F的键能却比Cl-Cl的键能小，这是因为氟原子的半径小导致F-F的键长短，所以两个氟原子形成共价键时，原子核之间距离较短，原子核间的斥力较大，使得F-F的键能变小，F2的稳定性较差。
2.对物质性质的影响
σ键和π键的比较与判断
1.σ键与π键的比较
键的类型 σ键 π键
原子轨道
重叠方式 两个原子的成键轨道沿着键轴的方向以“头碰头”的方式重叠 两个原子的成键轨道以“肩并肩”的方式重叠
原子轨道
重叠部位 两原子核之间，在键轴处 键轴上方和下方，键轴处为零
键的类型 σ键 π键
原子轨道
重叠程度 大 小
键的强度 较大 较小
活泼性 不活泼 活泼
示意图
C
判断分子(或离子中)σ键与π键数目的方法
(1)写出分子(或离子)的结构式或电子式进行判断。
(2)根据单键、双键、三键中σ键与π键的数目计算分子或离子中含σ键与π键的总数。
键参数对分子的影响
1.键能的应用
(1)判断共价键的强弱
键能越大，断开化学键时需要的能量越多，化学键越稳定。
(2)判断分子的稳定性
结构相似的分子中，共价键的键能越大，分子越稳定。
(3)计算化学反应的反应热
ΔH＝反应物键能总和－生成物键能总和。
2.键长的应用
(1)一般键长越小，键能越大，共价键越稳定，分子越稳定。
(2)键长的比较方法
①根据原子半径比较：同类型的共价键，成键原子的原子半径越小，键长越小。
②根据共用电子对数比较：相同的两个原子间形成共价键时，单键键长＞双键键长＞三键键长。
3.键角的应用
(1)键长和键角决定分子的空间结构。
(2)常见分子的键角与分子空间结构
化学式 结构式 键角 空间结构
CO2 180° 直线形
H2O
105° V形(或角形)
已知下列化学键的键能：
化学键 C—C N—N O—O O—H
键能/(kJ·mol－1) 347.7 193 142 497.3 462.8
化学键 S—H Se—H N—H As—H
键能/(kJ·mol－1) 363.5 276 390.8 247
－213.3kJ·mol－1　
ΔH＝反应物总键能－生成物总键能＝(462.8kJ·mol－1×2＋142kJ·mol－1)×2－(497.3kJ·mol－1＋462.8kJ·mol－1×4)＝－213.3kJ·mol－1。
(2)O—H、S—H、Se—H的键能逐渐减小，原因是　　　　　　　　　　　　　，据此可推测P—H的键能范围为　　　　　＜P—H的键能＜　　　　。
化学键 C—C N—N O—O O—H
键能/(kJ·mol－1) 347.7 193 142 497.3 462.8
化学键 S—H Se—H N—H As—H
键能/(kJ·mol－1) 363.5 276 390.8 247
O—H、S—H、Se—H键长依次增长 247kJ·mol－1　390.8kJ·mol－1
键长越小，键能越大，O—H、S—H、Se—H的键长依次增大，因而键能依次减小；N—H、P—H、As—H的键长依次增大，因而键能依次减小，则P—H的键能介于N—H和As—H的键能之间，即247kJ·mol－1＜ P—H的键能＜390.8kJ·mol－1。

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