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第二章 分子结构和性质 第一节 共价键 一、共价键 (一)定义 原子之间形成共用电子对 (二)分类 1、从共用电子对是否偏移 （1）极性共价键(简称极性键) （2）非极性共价键(简称非极性键) 学与问： 用电子式表示H2、HCl、Cl2的形成过程 请用电子式表示以下物质： N2、 CO2、 H2O、 H2O2、 NH3、 HClO、 C2H4、 C2H2、 CO(NH2)2 电子云相互重叠，形成H2分子 电子云在两个原子核间重叠，意味着电子出现在核间的概率增大。核间电子好比在核间架起一座带负电的桥梁，把带正电的两个原子核“黏结”在一起。 2、从电子云重叠的方式分 （1）σ键：是指成键两原子的原子轨道沿键轴（形成化学键的两原子核的连线）方向“头碰头”进行重叠形成的共价键。以键轴为轴作旋转操作，共价键电子云的图形不变，这种特征称为轴对称。 H-Cl的s-p σ键和F-F的p-p σ键的形成 （2）π键 是指成键两原子的原子轨道沿键轴方向“肩并肩”进行重叠形成的共价键。每个π键的电子云由两块组成，分别位于由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，这种特征称为镜像对称。 当参与成键的一个原子固定不动，另一个原子绕键轴转动时，电子云的重叠程度发生变化，甚至不发生重叠，即出现π键的断裂。 σ键的重叠程度比π键的重叠程度要大，通常σ键比π键的键能要大，σ键比π键要难以断裂。 以上由原子轨道相互重叠形成的σ键和π键总称价键轨道。一般规律：共价单键是σ键；而共价双键中有一个σ键，另一个是π键；共价三键由一个σ键和两个π键组成。 练习 (1) N原子的核外电子排布式是 ，电子排布图是 ； (2) N2的电子式是 ，一个N2分子中含有 个σ键和 个π键。 (3) 分别画出N≡N三键中的3根键的电子云示意图。 原子 Na Cl H Cl C O 电负性 电负性之差（绝对值） 小结：共价键是电负性____________的原子之间形成的化学键。 思考：乙烷、乙烯和乙炔分子中的共价键分别由几个σ键和几个π键组成？ 二、键参数——键能、键长与键角 键能是气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量。 单位:KJ/mol 键 键能/kJ·mol-1 键 键能/kJ·mol-1 H—H 436.0 N≡N 946 F—F 157 N—O 176 Cl—Cl 242.7 N＝O 607 Br—Br 193.7 O—O 142 I—I 152.7 O＝O 497.3 C—C 347.7 C—H 413.4 C＝C 615 O—H 462.8 C≡C 812 N—H 390.8 C—O 351 H—F 568 C＝O 745 H—Cl 431.8 N—N 193 H—Br 366 N＝N 418 H—I 298.7 键 键长/pm 键 键长/pm H—H 74 C≡C 120 F—F 141 C—H 109 Cl—Cl 198 O—H 96 Br—Br 228 N—H 101 I—I 267 N≡N 110 C—C 154 Si—Si 235 C＝C 133 Si—O 162 键长: 形成共价键的两个原子之间的核间距 键长越 ,往往键能越 , 则共价键越稳定 短 大 在原子数超过2的分子中，两个共价键之间的夹角称为键角。共价键具有方向性。 思考与交流: 1、试利用表2-1的数据进行计算，1molH2分别跟1molCl2、1molBr2(蒸气)反应，分别形成2molHCl分子和2molHBr分子，哪一个反应释放的能量更多？如何用计算的结果说明氯化氢分子和溴化氢分子哪个更容易发生热分解反应生成相应的单质？ 2、N2、O2、F2和H2的反应能力依次增强，从键能的角度应如何理解这一化学事实？ 三、等电子原理 原子总数相等、价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征，它们的许多性质是相近的。 1919年，Langmuir提出等电子原理：原子数相同、电子总数相同的分子，互称为等电子体。等电子体的结构相似、物理性质相近。 （1）根据上述原理，仅由第2周期元素组成的共价分子中，互为等电子体的是： 和 ； 和 。 （2）此后，等电子原理又有所发展。例如，由短周期元素组成的微粒，只要其原子数相同，各原子最外层电子数之和相