选修三第二章 第1节 共价键
一、路易斯理论
1916年, 美国的 Lewis 提出共价键理论. 认为分子中的原子都有形成稀有气体电子结构的趋势, 求得本身的稳定. 而达到这种结构, 并非通过电子转移形成离子键来完成, 而是通过共用电子对来实现。
通过共用一对电子, 每个H 均成为 He 的电子构型, 形成共价键。又如:
Lewis 的贡献在于提出了一种不同于离子键的新的键型， 解释了X 比较小的元素之间原子的成键事实。 但Lewis 没有说明这种键的实质， 适应性不强。 在解释BCl 3, PCl5 等未达到稀有气体结构的分子时，
遇到困难：
二、价键理论(Valence Bond Theory) 1、共价键的形成
A 、B 两原子各有一个成单电子，当 A 、B 相互接近时，两电子以自旋相反的方式结成电子对，即两个电子所在的原子轨道能相互重叠，则体系能量降低，形成化学键，亦即一对电子则形成一个共价键。
形成的共价键越多，则体系能量越低，形成的分子越稳定。因此，各原子中的未成对电子尽可能多地形成共价键。
例如：H 2 中可形成一个共价键；HCl 分子中，也形成一个共价键。N 2 分子怎样呢? 已知N 原子的电子结构为：2s 22p 3
每个N 原子有三个单电子，所以形成 N 2 分子时，N 与N 原子之间可形成三个共价键。
写成：
N
形成CO 分子时，与 N 2 相仿，同样用了三对电子，形成三个共价键。不同之处是，其中一对电子在形成共价键时具有特殊性。即C 和 O 各出一个 2p 轨道重叠，而其中的电子是由O 单独提供的。这样的共价键称为共价配位键。于是，CO 可表示成：
配位键形成条件：一种原子中有孤对电子，而另一原子中有可与孤对电子所在轨道相互重叠的空轨道。在配位化合物中，经常见到配位键。
2、共价键的特征——饱和性、方向性
饱和性：几个未成对电子（包括原有的和激发而生成的），最多形成几个共价键。例如：O 有两个单电子，H 有一个单电子，所以结合成水分子，只能形成2个共价键；C 最多能与H 形成4个共价键。
方向性：各原子轨道在空间分布是固定的，为了满足轨道的最大重叠，原子间成共价键时，当然要具有方向性。 如: HCl
Cl 的3p z 和H 的1s 轨道重叠，要沿着z 轴重叠，从而保证最大重叠，而且不改变原有的对称性。再
第 1 页 共 6 页
如：Cl 2 分子，也要保持对称性和最大重叠
。
3、共价键键型
成键的两个原子间的连线称为键轴。按成键与键轴之间的关系，共价键的键型主要为两种： （1）键
键特点：将成键轨道，沿着键轴旋转任意角度，图形及符号均保持不变。即键轨道对键轴呈圆柱型对称，或键轴是n 重轴。
H —C1的s —p σ键和C1一C1的p —p σ键的形成
（2）键：为“肩并肩”重叠。
N 2 分子中：
两个原子沿z 轴成键时，p z 与 p z “头碰头”形成键，此时，p x 和p x ，
p y 和p y 以“肩并肩”重叠，形成键。1个键，2个
键。
［小结］1、共价键的形成条件： (1) 两原子电负性相同或相近 (2) 一般成键原子有未成对电子
(3) 成键原子的原子轨道在空间上发生重叠
2、共价键的本质：成键原子相互接近时，原子轨道发生重叠，自旋方向相反的未成对电子形成共用
第 2 页 共 6 页
三、键参数 1．键能
①概念：气态基态原子形成１mol 化学键所释放出的最低能量。 ②单位：k Ｊ／mol
③键能越大，形成化学键放出的能量越大，化学键越稳定。 2．键长
①概念：形成共价键的两原子间的核间距
－１２
②单位：１pm （１pm ＝10m ）
③键长越短，共价键越牢固，形成的物质越稳定。 表
例如：CH 3OH 中和C 2H 6 中均有C —H 键，而它们的键长和键能不同。 3．键角：多原子分子中的两个共价键之间的夹角
是分子中键与键之间的夹角(在多原子分子中才涉及键角) 。如：H 2S 分子，H —S —H 的键角为 92°，决定了H 2S 分子的构型为“V”字形；又如：CO 2中，O —C —O 的键角为180°，则CO 2分子为直线形。
因而，键角是决定分子几何构型的重要因素。
四、等电子原理
＋
1．等电子体：原子数相同，价电子数也相同的微粒。如：CO 和N ２，CH ４和NH ４ 2．等电子体结构相似 ［补充练习］
1．下列分子中，两核间距最大，键能最小的是（ ） A ．H ２ B ．Br 2 C ．Cl 2 D ．I ２ 2．下列说法中，错误的是（ ） A ．键长越长，化学键越牢固
B ．成键原子间原子轨道重叠越多，共价键越牢固
C ．对双原子分子来讲，键能越大，含有该键的分子越稳定 D ．原子间通过共用电子对所形成的化学键叫共价键 3．能够用键能解释的是（ ）
A ．氮气的化学性质比氧气稳定 B ．常温常压下，溴呈液体，碘为固体 C ．稀有气体一般很难发生化学反应 D ．硝酸易挥发，硫酸难挥发
－
4．与ＮＯ３互为等电子体的是（ ）
A ．SO ３ B ．BF ３ C ．CH ４ D ．NO ２
２－
5．根据等电子原理，下列分子或离子与SO ４有相似结构的是（ ） A ．PCl ５ B ．CCl ４ C ．NF ３ D ．N
6．H －H 的键能为436k Ｊ／mol 。它所表示的意义是如果要使１molH 2分解为2molH 原子，你认为是吸收能量还是放出能量？ 。能量数值 。当两个原子形成共价键时，原子轨道重叠的程度越大，共价键的键能 ，两原子核间的平均距离――键长 。
7．(1)下表中的数据表示破坏1mol 化学键需消耗的能量（即键能，单位为kJ•mol-1），根据键能数据计
第 3 页 共 6 页
。
［答案］1．D 2．A 3．A 4．AB 5．B
6．每2mol 气态Ｈ原子形成１molH 2释放出436k Ｊ能量 吸收能量 436k Ｊ 越大 越短 7．(1)-1928kJ/mol
(2)P4＋5O 2===P4O 10，根据燃烧热可得(4x ＋12×360) －(6×197＋5×499) ＝2378.0，求得x ＝433.75。
第 4 页 共 6 页
第 5 页 共 6 页
第 6 页 共 6 页
选修三第二章 第1节 共价键
一、路易斯理论
1916年, 美国的 Lewis 提出共价键理论. 认为分子中的原子都有形成稀有气体电子结构的趋势, 求得本身的稳定. 而达到这种结构, 并非通过电子转移形成离子键来完成, 而是通过共用电子对来实现。
通过共用一对电子, 每个H 均成为 He 的电子构型, 形成共价键。又如:
Lewis 的贡献在于提出了一种不同于离子键的新的键型， 解释了X 比较小的元素之间原子的成键事实。 但Lewis 没有说明这种键的实质， 适应性不强。 在解释BCl 3, PCl5 等未达到稀有气体结构的分子时，
遇到困难：
二、价键理论(Valence Bond Theory) 1、共价键的形成
A 、B 两原子各有一个成单电子，当 A 、B 相互接近时，两电子以自旋相反的方式结成电子对，即两个电子所在的原子轨道能相互重叠，则体系能量降低，形成化学键，亦即一对电子则形成一个共价键。
形成的共价键越多，则体系能量越低，形成的分子越稳定。因此，各原子中的未成对电子尽可能多地形成共价键。
例如：H 2 中可形成一个共价键；HCl 分子中，也形成一个共价键。N 2 分子怎样呢? 已知N 原子的电子结构为：2s 22p 3
每个N 原子有三个单电子，所以形成 N 2 分子时，N 与N 原子之间可形成三个共价键。
写成：
N
形成CO 分子时，与 N 2 相仿，同样用了三对电子，形成三个共价键。不同之处是，其中一对电子在形成共价键时具有特殊性。即C 和 O 各出一个 2p 轨道重叠，而其中的电子是由O 单独提供的。这样的共价键称为共价配位键。于是，CO 可表示成：
配位键形成条件：一种原子中有孤对电子，而另一原子中有可与孤对电子所在轨道相互重叠的空轨道。在配位化合物中，经常见到配位键。
2、共价键的特征——饱和性、方向性
饱和性：几个未成对电子（包括原有的和激发而生成的），最多形成几个共价键。例如：O 有两个单电子，H 有一个单电子，所以结合成水分子，只能形成2个共价键；C 最多能与H 形成4个共价键。
方向性：各原子轨道在空间分布是固定的，为了满足轨道的最大重叠，原子间成共价键时，当然要具有方向性。 如: HCl
Cl 的3p z 和H 的1s 轨道重叠，要沿着z 轴重叠，从而保证最大重叠，而且不改变原有的对称性。再
第 1 页 共 6 页
如：Cl 2 分子，也要保持对称性和最大重叠
。
3、共价键键型
成键的两个原子间的连线称为键轴。按成键与键轴之间的关系，共价键的键型主要为两种： （1）键
键特点：将成键轨道，沿着键轴旋转任意角度，图形及符号均保持不变。即键轨道对键轴呈圆柱型对称，或键轴是n 重轴。
H —C1的s —p σ键和C1一C1的p —p σ键的形成
（2）键：为“肩并肩”重叠。
N 2 分子中：
两个原子沿z 轴成键时，p z 与 p z “头碰头”形成键，此时，p x 和p x ，
p y 和p y 以“肩并肩”重叠，形成键。1个键，2个
键。
［小结］1、共价键的形成条件： (1) 两原子电负性相同或相近 (2) 一般成键原子有未成对电子
(3) 成键原子的原子轨道在空间上发生重叠
2、共价键的本质：成键原子相互接近时，原子轨道发生重叠，自旋方向相反的未成对电子形成共用
第 2 页 共 6 页
三、键参数 1．键能
①概念：气态基态原子形成１mol 化学键所释放出的最低能量。 ②单位：k Ｊ／mol
③键能越大，形成化学键放出的能量越大，化学键越稳定。 2．键长
①概念：形成共价键的两原子间的核间距
－１２
②单位：１pm （１pm ＝10m ）
③键长越短，共价键越牢固，形成的物质越稳定。 表
例如：CH 3OH 中和C 2H 6 中均有C —H 键，而它们的键长和键能不同。 3．键角：多原子分子中的两个共价键之间的夹角
是分子中键与键之间的夹角(在多原子分子中才涉及键角) 。如：H 2S 分子，H —S —H 的键角为 92°，决定了H 2S 分子的构型为“V”字形；又如：CO 2中，O —C —O 的键角为180°，则CO 2分子为直线形。
因而，键角是决定分子几何构型的重要因素。
四、等电子原理
＋
1．等电子体：原子数相同，价电子数也相同的微粒。如：CO 和N ２，CH ４和NH ４ 2．等电子体结构相似 ［补充练习］
1．下列分子中，两核间距最大，键能最小的是（ ） A ．H ２ B ．Br 2 C ．Cl 2 D ．I ２ 2．下列说法中，错误的是（ ） A ．键长越长，化学键越牢固
B ．成键原子间原子轨道重叠越多，共价键越牢固
C ．对双原子分子来讲，键能越大，含有该键的分子越稳定 D ．原子间通过共用电子对所形成的化学键叫共价键 3．能够用键能解释的是（ ）
A ．氮气的化学性质比氧气稳定 B ．常温常压下，溴呈液体，碘为固体 C ．稀有气体一般很难发生化学反应 D ．硝酸易挥发，硫酸难挥发
－
4．与ＮＯ３互为等电子体的是（ ）
A ．SO ３ B ．BF ３ C ．CH ４ D ．NO ２
２－
5．根据等电子原理，下列分子或离子与SO ４有相似结构的是（ ） A ．PCl ５ B ．CCl ４ C ．NF ３ D ．N
6．H －H 的键能为436k Ｊ／mol 。它所表示的意义是如果要使１molH 2分解为2molH 原子，你认为是吸收能量还是放出能量？ 。能量数值 。当两个原子形成共价键时，原子轨道重叠的程度越大，共价键的键能 ，两原子核间的平均距离――键长 。
7．(1)下表中的数据表示破坏1mol 化学键需消耗的能量（即键能，单位为kJ•mol-1），根据键能数据计
第 3 页 共 6 页
。
［答案］1．D 2．A 3．A 4．AB 5．B
6．每2mol 气态Ｈ原子形成１molH 2释放出436k Ｊ能量 吸收能量 436k Ｊ 越大 越短 7．(1)-1928kJ/mol
(2)P4＋5O 2===P4O 10，根据燃烧热可得(4x ＋12×360) －(6×197＋5×499) ＝2378.0，求得x ＝433.75。
第 4 页 共 6 页
第 5 页 共 6 页
第 6 页 共 6 页