共价键》课件-新人教选修

共价键共价键是化学键的一种，由两个或多个非金属原子通过共享电子对而形成的化学键共价键又可分为极性共价键和非极性共价键什么是共价键原子之间共享电子共价键是原子间通过共享电子对形成的化学键电子对被两个原子核吸引，形成一个稳定的键，使原子更稳定例如，两个氢原子（H）可以与一个氧原子（O）共享电子对形成水分子（H2O）共价键的特点方向性饱和性

1.

2.12共价键有特定的方向，形成一定的空间结构每个原子形成共价键的数量是有限的，取决于该原子最外层电子数强度共用电子对

3.

4.34共价键是化学键中较强的化学键，需要较高的能量才能将其共价键的形成是由于原子之间共享电子对，形成共用电子对破坏共价键的分类单键双键由一对共用电子对形成的共价键由两对共用电子对形成的共价键例如，H

2、Cl

2、HCl等例如，O

2、CO2等三键配位键由三对共用电子对形成的共价键由一方提供一对电子形成的共价例如，N

2、C2H2等键例如，NH4+、H3O+等单键共用电子对原子之间共享一对电子，形成单键结构由一条直线表示，代表两个原子之间的共用电子对旋转单键可以自由旋转，不影响分子的结构双键乙烯二氧化碳乙烯分子中，两个碳原子之间共享了两对电子，形成一个双键二氧化碳分子中，碳原子和两个氧原子之间各形成了一个双键三键三个原子间共用三个电典型例子子对氮气分子，氮原子之间形成三键形成三键，是共价键的最高级形式稳定性反应性三键拥有更高的键能，更稳定的三键较难断裂，导致反应性相对结构较低稳定性单键双键三键单键由两个原子之间共用一对电子形成双键由两个原子之间共用两对电子形成三键由两个原子之间共用三对电子形成单键的稳定性单键是最简单的共价键形式，由一对共用电子组成，化学性质相对稳定与双键和三键相比，单键的键能较低，键长较长，更容易发生断裂由于单键通常比双键和三键更稳定，因此在有机化学中，单键是最常见的键类型双键的稳定性双键比单键更稳定，这主要归因于双键的电子云分布和键能双键包含一个σ键和一个π键π键的电子云分布在原子核之间形成一个环状，并具有更大的电子密度，使得原子之间的吸引力更强2键能

1.5强度

1.5反应性三键的稳定性单键双键三键相对较弱相对较强最强三键拥有最强的稳定性，是因为它拥有最强的键能，更难被破坏极性共价键极性共价键的极性是指共价键中电子云偏向一方的情况当两个原子形成共价键时，电子云会发生偏移，导致原子之间形成电荷分离分子极性分子的极性是指整个分子在空间上的极性分子极性由共价键极性和分子结构共同决定极性方向电子云偏向一方的原子带负偏正，另一方带正偏正极性共价键可以用一个箭头表示，箭头指向带负偏正的原子极性的概念电负性差异偶极矩极性共价键是指两个原子间电负极性共价键的存在会导致分子出性差异较大，导致电子对偏向电现一个电偶极矩，即正负电荷中负性更大的原子，形成一个极性心不重合分子结构分子结构也是影响极性的重要因素，例如，非对称的分子结构可能导致偶极矩不为零，形成极性分子极性的判断电负性1判断两个原子之间的电负性差异极性2电负性差异越大，极性越强判断3电负性差异大于

0.4，则为极性共价键电负性是指原子吸引电子对的能力通过比较电负性差异的大小，可以判断共价键的极性极性分子和非极性分子极性分子非极性分子极性分子是指分子中正负电荷中心不重合，具有永久偶极矩的分非极性分子是指分子中正负电荷中心重合，没有永久偶极矩的分子子例如，水分子H2O由于氧原子对电子的吸引力大于氢原子，导例如，二氧化碳分子CO2中，碳原子与两个氧原子形成线性结致氧原子带部分负电荷，而氢原子带部分正电荷，形成一个极性构，由于氧原子的吸引力相同，正负电荷中心重合，形成一个非分子极性分子配位共价键配位共价键的形成配位共价键由两个原子共用电子对形成，其中一对电子是由其中一个原子提供的一个原子提供一对电子，另一个原子接受电子对，形成配位键形成配位共价键时，提供电子对的原子称为配位原子，接受电子对的原子称为受体原子什么是配位共价键共用电子对配位原子12一种特殊的共价键，其中一对提供电子对的原子被称为配位电子来自同一个原子原子，通常是带有孤对电子的原子接受原子3接受电子对的原子被称为接受原子，通常是缺少电子对的原子配位共价键的形成孤对电子1一个原子提供一对孤对电子空轨道2另一个原子提供一个空的原子轨道共用电子对3这两个原子共享这一对电子，形成配位共价键配位共价键的性质方向性极性稳定性配位共价键具有方向性，形成的分子有配位共价键通常是极性键，因为配位原配位共价键的稳定性取决于参与键合的特定的空间结构配位共价键的形成依子通常是电负性较高的原子，而提供电原子和电子对的性质，以及周围环境的赖于电子对的提供方向，因此键的形成子对的原子则电负性较低条件有特定的空间指向氢键氢键的形成氢键的特点氢键在生物学中的作用氢键是分子间的一种特殊作用力，发生在含氢键是一种比较弱的作用力，但氢键对物质氢键在生物体内起着至关重要的作用，例如有极性键的分子之间，其中，氢原子与电负的物理性质和化学性质有重要的影响，例如，DNA双螺旋结构的稳定性就依赖于碱基性较大的原子（如氧、氮、氟）之间形成较水的沸点和冰的熔点都比其他类似分子高之间的氢键，蛋白质的折叠和维持其三维结强的吸引力构也需要氢键的参与什么是氢键氢键氢键的形成氢键的类型氢键是一种特殊类型的分子间作用力，存在氢键的形成需要一个具有高电负性的原子，氢键可分为三种类型OH-O，NH-O，FH-于含有氢原子的极性分子之间例如氧、氮或氟，连接到一个氢原子，并与O，其中OH-O是最常见的类型另一个电负性原子发生相互作用氢键的特点弱键氢键比共价键和离子键弱得多，键能小，不易断裂方向性氢键是有方向性的，键的强度和方向都与氢键的形成有关强吸引力氢键比范德华力强，能够在分子间产生较强的吸引力氢键在生物中的作用影响物质性质稳定生物大分子结构水分子之间的氢键使得水具有较高的沸点、比热容和表面张力这些性质对于生命活动至关重要氢键在蛋白质、DNA和RNA等生物大分子中起着至关重要的作用它帮助维持这些分子的三维结构，从而保证其正常功能共价键的应用材料科学生物学共价键在材料科学中扮演着重要共价键维持生物大分子的结构，角色，例如合成聚合物、半导体如蛋白质和核酸和陶瓷材料化学反应共价键在各种化学反应中起着至关重要的作用，包括合成新物质和催化剂在材料领域的应用高分子材料纳米材料

1.

2.12共价键在高分子材料中起着至共价键应用于纳米材料的合成关重要的作用，决定了材料的，创造具有特定功能的纳米结强度、韧性、耐热性和耐腐蚀构性复合材料新型材料

3.

4.34共价键结合不同材料，例如金共价键在开发新型材料，如石属与陶瓷，形成具有优异性能墨烯、碳纳米管和金属有机框的复合材料架MOFs中发挥重要作用在生物领域的应用核酸结构蛋白质结构酶与底物结合细胞膜结构DNA和RNA的结构都是由共共价键是蛋白质结构中的重要酶的活性位点通常包含共价键共价键连接脂类分子形成细胞价键连接的组成部分膜的磷脂双分子层共价键将核苷酸连接成多核苷肽键是连接氨基酸形成多肽链这些共价键参与酶与底物的特细胞膜上的蛋白质通过共价键酸链的共价键异性结合与脂类分子连接在化学反应中的应用共价键是化学反应的基础，决定了化学物质的不同原子间形成的共价键决定了分子的结构和性质和反应性性质，进而影响化学反应的发生和过程化学反应中，共价键的断裂和形成是关键步骤通过改变共价键的性质，例如引入不同的原子，决定了反应的速率和产物或官能团，可以合成具有特定性质的物质总结共价键的重要性未来研究方向共价键是化学中最重要的概念之一，它解随着科技的不断发展，对共价键的研究也释了原子之间如何形成分子，以及分子的将会不断深入，例如探索新的共价键类型结构和性质它在材料科学、生物化学和、研究共价键在新型材料中的应用，以及医药化学等领域都具有广泛的应用研究共价键在生命科学中的作用等。