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第二章 微粒间相互作用与物质性质
第一节 共价键模型
复习旧知
一.化学键
1.定义
2.分类
二.根据化学键对化合物的分类
相邻原子间的强相互作用
离子键：阴、阳离子之间通过静电作用形成的化学键
共价键：原子之间通过共用电子形成的化学键
离子化合物：由阳离子与阴离子构成的化合物
共价化合物：由原子通过共价键构成的化合物
联想质疑
氢原子为什么会与氧原子或氯原子结合形成稳定的分子
为什么原子之间可以通过共用电子形成稳定的分子 共价键究竟是怎样形成的，其特征又是怎样的呢
H2O分子结构模型
HCl分子结构模型
以氢分子的形成为例研究共价键的形成及共价键的本质
当氢原子相互靠近时，体系能量降低，每个氢原子核都会对自己及对方的1s轨道电子产生引力作用
当氢原子继续靠近时，会产生原子轨道重叠，导致电子在两个原子核间出现的概率会增加。
当氢原子间的距离为0.074 nm时，两个氢原子各
提供的一个电子以自旋方向相反的方式配对，体系的能量降到最低（降低436KJ/mol）
当氢原子距离较远时，体系能量较高，能量等于两个原子能量的之和
一、共价键的形成与特征
1.形成原因 ：
电子在两原子核之间出现的概率增加，受到两个原子核的吸引，导致体系的能量降低，形成化学键。
2.概念：
原子间通过共用电子形成的化学键。
3.本质：
高概率地出现在两个原子核之间的电子与两个原子核之间的电性作用。
静电作用力
静电引力
静电斥力
平衡过程
4、形成条件
①电负性相同或相差很小的非金属元素原子。
②成键原子有未成对电子。
③成键原子的原子轨道在空间重叠。
5、表示方法：
① 电子式：在元素符号的周围用小点来描述分子中原子共享电子以及原子中未成键的价电子的式子。
② 结构式：是表示物质里原子的排列顺序和结合方式的化学式。用“－”、“＝”、“≡”分别表示1、2、3对共用电子。
H-H O=O N N
写出下列分子的电子式和结构式：
分子： NH3 H2O N2 CO2
6.共价键的特征
每个原子所能形成共价键的总数或以单键连接的原子数目是一定的，这称为共价键的饱和性。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。
一、共价键的形成与特征
为什么不可能有H3、H2Cl 和 Cl3？
↑
1s1
Cl
↑↓
↑↓
↑
↑↓
3s2
3p5
H
（2）方向性
共价键尽可能沿着电子出现概率最大的方向形成，这就是共价键的方向性。
（1）饱和性
无方向性
s-s型 s-p型 p-p型
1、σ键 与π键
按电子云重叠方式分类
（1）σ键：
原子轨道“头碰头”方式重叠导致电子在核间出现的概率增大形成的共价键。
【小结】σ键的成键特点：
①沿键轴（两核的连线）方向 “头碰头”重叠成键
②σ键可以沿键轴旋转；
③σ键较稳定，存在于一切共价键中。因而，只含有σ键的化合物性质是比较稳定的（烷烃）。
二、共价键的类型
【小结】 π键的成键特点:
① “肩并肩”重叠成键；呈镜像对称。
② 电子云重叠程度不及σ键大，较活泼；
③ π键必须与σ键共存；
④ π键不能自由旋转。
（2）π键：
原子轨道以“肩并肩”方式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。
1、σ键 与π键
按电子云重叠方式分类
二、共价键的类型
① s-s σ键，电子不是只在两核间运动，而是在两核间出现概率增大。
② s 轨道球形，故 s-s σ键无方向性。两个s轨道只成σ键，不成π键。
③两个原子间可以只形成σ键，但不能只形成π键。
特别提醒
p-p σ键p-p π键p-p π键N的2p轨道示意图N2中共价三键的形成过程以氮气为例（3）σ键与π键比较：
键类型 σ键 π键
原子轨道重叠方式
原子轨道重叠部位
原子轨道重叠程度
键的强度
分类
化学活泼性
稳定性 沿键轴方向“头碰头”重叠
沿键轴方向“肩并肩”重叠
两原子核之间，在键轴处
键轴上方和下方，键轴处为零
大
小
较大
较小
s s，s p，p p
p p
不活泼
较活泼
一般来说σ键比π键稳定，但不是绝对的
5个σ键和1个π键
7个σ键
3个σ键和2个π键
2、极性键 与非极性键
按共用电子对是否偏移分类
形成元素 电子对偏移 原子电性
非极性键 同种元素 因两原子电负性相同，共用电子对不偏移 两原子均不显电性
极性键 不同种元素 电子对偏向电负性大 的原子 电负性较大的原子显负电性
分类标准 类型
共用电子对数目
共用电子对的偏移程度
原子轨道重叠方式
总结：共价键的分类
单键、双键、三键
极性键、非极性键
σ键、π键
三、键参数
1．键长：
⑶键长与键的强度的关系：
一般而言，化学键的键长愈短，化学键就愈强，键就愈牢固。
判断方法：①原子半径
②共用电子对数
⑷键长是影响分子空间结构的因素之一。
⑴概念：两个成键原子的核间距叫作该化学键的键长。
⑵单位：常用 nm （10-9m）
⑴根据原子半径判断：在其他条件相同时，成键原子的半径越小，键长越短。
分子的稳定性与键能和键长有关，而由分子构成的物质的熔、沸点高低与键能和键长无关(取决于分子间作用力大小)。
键长的判断方法
⑵根据共用电子对数判断：相同的两原子形成共价键时，单键键长＞双键键长＞叁键键长。
2．键角
⑴定义：在多原子分子中，两个化学键的夹角叫作键角。
⑵意义：键角也常用于描述多原子分子的空间结构。
⑶常见物质中的键角和分子的空间结构
分子键角数据
分子键长数据
分子几何构型及某些性质
⑵键能的大小可以定量地表示化学键的强弱。键能愈大，断开时需要的能量就愈多，这个化学键就愈牢固；反之，键能愈小，断开时需要的能量就愈少，这个化学键就愈不牢固。
3．键能
⑴定义：在1×105Pa、298K条件下，断开1mol AB(g)分子中的化学键使其分别生成气态A原子和气态B原子所吸收的能量称为A—B键的键能。常用EA—B表示，单位：kJ／mol
（3）键能的应用：计算化学反应的反应热
H = 反应物键能总和 - 生成物键能总和
⑴由原子半径和共用电子对数判断：成键原子的原子半径越小，共用电子对数越多，则共价键越牢固，含有该共价键的分子越稳定。
共价键强弱的判断
⑵由键能判断：共价键的键能越大，共价键越牢固。
⑶由键长判断：共价键的键长越短，共价键越牢固。
⑷由电负性判断：元素的电负性越大，该元素的原子对共用电子对的吸引力越大，形成的共价键越稳定。
总结

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