课件高中化学共价键

共价键概述共价键是化学键的一种，由两个或多个原子共同使用电子对形成的化学键共价键通常存在于非金属元素之间，例如氢气、氧气和水共价键的定义原子间共享电子对稳定结构共价键由两个原子通过共享电子共享电子对使参与成键的原子达对而形成的化学键到稳定的电子构型，通常是八电子结构非金属元素共价键通常由两个非金属原子之间形成，例如氢气和水H2H2O共价键的形成条件原子间相互吸引1原子核之间相互吸引原子轨道重叠2原子轨道相互重叠，电子共享能量降低3形成共价键后，体系的能量降低稳定结构4获得稳定的电子构型共价键的形成需要满足一定的条件，首先是原子核之间相互吸引其次，原子必须能使它们的原子轨道重叠，以便电子可以共享，形成共价键最后，形成共价键后，体系的能量必须降低，才能获得更稳定的结构共价键的种类非极性共价键极性共价键金属键两个原子核对电子对的吸引力相同，形成的两个原子核对电子对的吸引力不同，形成的金属原子之间的相互作用力，属于一种特殊共价键称为非极性共价键例如，氢气分子共价键称为极性共价键例如，氯化氢分子的共价键金属原子之间共享电子形成电子中的共价键中的共价键海，电子在整个金属晶体中自由移动单键、双键、三键单键两个原子之间共用一对电子形成的化学键，表示为一条短线双键两个原子之间共用两对电子形成的化学键，表示为两条短线三键两个原子之间共用三对电子形成的化学键，表示为三条短线共价键的特点方向性饱和性共价键具有方向性，原子之间形成共价键每个原子形成共价键的能力是有限的，称的方向，是受原子轨道空间分布影响的为饱和性例如，碳原子可以形成四个共例如，水分子中，氧原子上的两个杂价键，每个碳原子最多只能与四个其他原sp3化轨道与氢原子上的轨道形成两个共价子形成共价键1s键，使水分子呈字形结构V共价键的强度共价键强度影响因素描述键能原子核间吸引力键能越大，共价键越强，断裂共价键所需的能量越高键长原子半径键长越短，共价键越强，断裂共价键所需的能量越高键的类型单键、双键、三键三键最强，双键次之，单键最弱共价键的极性共价键的极性是指共价键中电子对偏向一方的程度当两个原子电负性不同时，电子对就会偏向电负性较大的原子，形成极性共价键极性共价键中，电负性较大的原子带部分负电荷，电负性较小的原子带部分正电荷例如，水分子中的氧原子电负性比氢原子大，因此电子对偏向氧原子，氧原子带部分负电荷，氢原子带部分正电荷离子键与共价键的区别成键方式成键原子

1.

2.12离子键由阴阳离子静电吸引形离子键通常由金属和非金属元成，共价键由原子之间共享电素形成，共价键通常由非金属子形成元素形成键的强度物质性质

3.

4.34离子键比共价键更强，需要更离子键形成的化合物通常具有多能量才能断裂较高的熔点和沸点，共价键形成的化合物通常具有较低的熔点和沸点电负性的概念原子吸引电子的能力元素周期表12原子吸引电子的能力，称为电周期表中，电负性从左到右增负性大，从上到下减小共价键极性化学键34电负性差异越大，共价键极性电负性是判断化学键类型的重越强要指标，例如离子键、共价键等电负性差异与键极性电负性差异电负性差异越大，键极性越强极性键两个原子间电负性差异导致电子云偏向电负性较大的原子，形成极性键非极性键当两个原子电负性相同时，电子云均匀分布，形成非极性键键极性影响键极性影响分子的极性，从而影响物质的物理性质和化学性质化学键的共价性共价键的类型共价键的形成共价键的强度共价键可以是极性或非极性的极性共价键共价键由两个原子共享电子对形成，这些电共价键的强度取决于键合原子之间的电负性是电子不均匀分布在键合原子之间子对位于两个原子核之间的区域差异，以及键合的电子对数量共价键的成键原理原子轨道重叠1原子轨道相互重叠，形成新的分子轨道，电子在新的分子轨道中运动，从而形成共价键电子对共享2两个原子共享电子对，形成共用电子对，共用电子对吸引两个原子核，使它们结合在一起能量降低3共价键的形成会释放能量，使体系能量降低，体系更稳定价键理论价键理论是解释化学键形成的一种基本理论它基于原子轨道重叠的概念，并用它来解释该理论认为，化学键形成时，原子轨道重叠化学键的形成和性质，电子在重叠的区域内共享，形成共价键杂化轨道理论中心原子轨道混合影响成键性质杂化轨道理论解释了中心原子如杂化轨道具有不同的形状和能量何通过混合其原子轨道形成新的，影响了共价键的性质，如键角杂化轨道和键长解释分子形状杂化轨道理论可以解释许多分子的几何形状，例如甲烷的四面体结构共价键的成键过程共价键的形成是一个复杂的过程，涉及原子轨道重叠、电子对共享和化学键的稳定性这种过程受到多种因素的影响，包括原子间的距离、电子云重叠程度以及电子对的排斥力等原子轨道重叠1原子间相互靠近，电子云开始重叠电子对共享2原子间共享电子对，形成共用电子对化学键形成3两个原子之间形成共价键，形成稳定分子共价键的形成需要满足一定的条件，例如原子间距离、电子云重叠程度和电子对的排斥力等都需要达到平衡状态只有在满足这些条件的情况下，才能形成稳定的共价键共价键的成键要求原子轨道重叠电子配对形成共价键的原子必须具有重叠的原子轨道重叠的原子轨道必重叠的原子轨道中的电子必须配对，形成共用电子对形成共用须具有相同的对称性，且必须有合适的能量电子对的电子必须来自不同的原子共价键的稳定性稳定性能量变化影响因素共价键的稳定性是指共价键断裂所需的能量形成共价键时会释放能量，断裂共价键时需共价键的稳定性受多个因素影响，包括原子要吸收能量半径、电负性差异、成键轨道重叠程度等共价键的断裂键能热力学

1.

2.12共价键断裂需要吸收能量，称为键能断裂过程需要克服吸引力，是吸热反应方式条件

3.

4.34共价键断裂可以是均裂或异裂断裂需要外界能量，如热能或光能共价键的长度共价键的长度是指两个原子核之间的距离它与原子半径、成键原子之间的吸引力和排斥力有关共价键长度是共价键的重要性质之一，它可以用来推测共价键的强度和稳定性1154长度C-C单位为皮米（）碳碳单键pm-134120C=C C≡C碳碳双键碳碳三键--共价键的角度共价键的角度是指两个共价键之间形成的夹角，它反映了分子中原子空间排列方式共价键的角度受多种因素影响，包括原子半径、电子对斥力以及杂化轨道类型°°

109.

5104.5四面体水如甲烷由于氧原子上的孤对电子对键合电子的排斥作用，使键角略小于理想的四面体角°°120180平面三角形直线形如乙烯如二氧化碳共价键的角度对分子结构和性质有着重要影响，影响着分子的极性、沸点、熔点等性质共价键的能量键能断裂摩尔共价键所需的能量1单位kJ/mol键能大小反映共价键强度键能越高共价键越强，越稳定共价键的芳香性环状结构芳香性化合物通常具有闭合的环状结构，例如苯环离域电子π环状结构中存在着离域的电子，这些电子在整个环状结构中自由移动π稳定性由于电子的离域，使得芳香性化合物具有特殊的稳定性π共价键的共轭性电子离域降低能量在共轭体系中，电子可以在多个电子离域使得整个分子能量降低π原子之间离域，形成更稳定的结，增强了体系的稳定性构影响性质共轭体系的存在会影响分子的物理和化学性质，例如颜色、反应活性等共价键的烃类碳氢化合物共价键的种类烃类的分类烃类的应用烃类是由碳和氢元素组成的有烃类中碳原子之间通过共价键烃类可以根据碳原子连接方式烃类是重要的燃料和化工原料机化合物它们是地球上最常连接，形成链状、环状或分支分为烷烃、烯烃、炔烃、芳香，在工业生产和日常生活中发见的化合物之一结构烃等挥着重要作用它们是构成石油和天然气的主碳原子与氢原子之间也通过共不同的烃类具有不同的物理和要成分价键连接化学性质共价键的卤代烃卤原子取代结构特点卤代烃是指烃分子中的氢原子被卤素原子取代卤代烃通常具有较强的极性，由于卤素原子的的衍生物电负性较高，键为极性共价键，碳原子带C-X部分正电荷，卤素原子带部分负电荷化学性质应用领域卤代烃的化学性质比较活泼，可以发生取代反卤代烃在工业生产和生活中有着广泛的应用，应、加成反应、消除反应等例如作为溶剂、制冷剂、杀虫剂等共价键的氧化物非金属氧化物酸性氧化物大多数非金属氧化物通过共价键许多非金属氧化物与水反应生成形成，例如二氧化碳（）、酸，例如二氧化碳溶于水生成碳CO2水（）、二氧化硫（）酸，二氧化硫溶于水生成亚硫酸H2O SO2气态氧化物许多共价键的氧化物在常温常压下为气态，例如一氧化碳（）、二氧化CO氮（）NO2共价键的硫化物硫化氢二硫化碳

1.

2.12硫化氢是一种无色、有毒的气二硫化碳是一种无色、易燃的体，具有腐败鸡蛋的气味它液体，具有特殊的臭味它在可以与水反应生成弱酸有机化学中用作溶剂硫化物矿物硫化物染料

3.

4.34硫化物矿物是自然界中常见的硫化物染料是一类重要的有机矿物，例如黄铁矿、闪锌矿等染料，它们的颜色丰富，应用广泛共价键的氮化物氮化物的性质氮化物的用途氮化物通常是共价化合物这些化合物通氮化物在工业和科技领域都有广泛的应用常是固体，但有些化合物是液体或气体例如，氮化硅被用作陶瓷材料，氮化铝被氮化物通常不溶于水，但可以溶于酸或碱用作半导体共价键的碳硅化合物硅碳碳硅化合物应用硅是地球上含量第二高的元素碳是地球上含量第四高的元素碳硅化合物是碳和硅的混合物碳硅化合物广泛应用于电子设，也是制造太阳能电池板和计，也是所有已知生命的基础元，具有优异的性能，例如高硬备、航空航天、汽车等领域，算机芯片的主要材料素，并形成了许多重要的材料度、耐高温、耐腐蚀等例如作为半导体材料、耐高温，如钻石、石墨和富勒烯材料、耐磨材料等总结与展望共价键是化学中最基本的键合方式之一，它在化学反应、物质结构和性质方面起着至关重要的作用共价键理论的不断发展和完善将继续推动化学学科的进步，为新材料的开发和应用提供理论基础和指导。