共價鍵

非金屬元素原子之間以共用電子對形式形成的化學鍵叫做共價鍵。它具有飽和性和方向性。通過以前的學習我們知道共價鍵可以分為極性共價鍵和非極性共價鍵。按電子雲重疊的方式，共價鍵又可以分為σ鍵和π鍵。

兩個原子的電子雲以“頭碰頭”的方式重疊形成的共價鍵是σ鍵，其電子雲圖像為軸對稱圖形。σ鍵強度較大，不易斷裂。

兩個原子的電子雲以“肩并肩”的方式重疊形成的共價鍵是π鍵，其電子雲圖像為鏡面對稱圖形。π鍵強度較小，不牢固，易斷裂。

s電子雲形式為圓球形，p電子雲為啞鈴形。所以s電子雲隻能形成鍵，p電子雲既能形成σ鍵又能形成π鍵。

判斷σ鍵和π鍵的一般規律是：共價單鍵是σ鍵；雙鍵中有一個σ鍵和一個π鍵；三鍵中有一個σ鍵和兩個π鍵。

鍵參數——鍵能、鍵長與鍵角

鍵能越大，化學鍵越穩定，越不容易被打斷。鍵長越短，鍵能越大，化學鍵越穩定，鍵的長短往往與原子半徑的大小有關。

鍵角是兩個共價鍵之間的夾角。CO₂為直線形分子，鍵角為180°；H₂O為V形，鍵角為105°；NH₃為三角錐形，鍵角為107°18′；CH₄和CCl₄為正四面體形，鍵角為109°28′；白磷（P₄）也為正四面體形，鍵角為60°。

等電子體

原子總數相同，價電子總數也相同的分子具有相似的化學鍵特征，它們的許多化學性質是相似的。如CO和N₂就是等電子體。N₂的結構式是N≡N，所以CO的結構式是C≡O。

幾種常見共價化合物的形成過程及立體構型

(重點記憶)

為什麼以上五種分子會有不同的立體構型呢？為了解釋這一現象，提出了價層電子對互斥理論。

價層電子對互斥理論（VSERP theory）

價層電子對是指分子中的中心原子上的電子對，包括σ鍵電子對和中心原子上的孤電子對。我們可利用中心原子上鍵的總數與孤電子對的總數和來推測分子或離子的價層電子對互斥模型（VSERP模型）。兩者和為2，則VSERP模型為直線形；和為3，則為平面三角形；和為4，則為四面體形。如H₂O的中心原子是O，O上有兩個σ鍵和兩對孤電子對，和為4，故H₂O的VSERP模型為四面體形。因有2對孤電子對上未連接原子，故其立體構型為V形。

中心原子上的孤電子對

，a為中心原子的價電子數，對于主族元素來說，價電子數等于原子的最外層電子數；x為與中心原子結合的原子數；b為與中心原子結合的原子最多能接受的電子數。

鮑林雜化軌道理論是為了解釋分子的立體構型提出的。我們可根據VSERP模型來判斷中心原子的雜化軌道類型。

若VSERP模型為直線形，則為sp雜化；VSERP模型為平面三角形，則為sp²雜化；VSERP模型為四面體形，則為sp³雜化。舉個例子，在甲烷中碳原子是sp³雜化，乙烯中碳原子是sp²雜化，乙炔中碳原子是sp雜化。

配位鍵和配合物理論簡介

要了解配合物，必須先了解配位鍵。配位鍵是一種特殊的共價鍵，與一般共價鍵的不同在于：一般共價鍵中的共用電子對是由雙方原子共同提供的，而配位鍵中的共用電子對是由一方提供的，另一方僅提供空軌道。下面我們利用電子式形成過程示意圖來講解二者的區别：

向CuSO₄溶液中，逐滴加入氨水，可形成藍色Cu(OH)₂沉澱：

繼續滴加氨水，可得到深藍色的透明溶液。

配位鍵的強度有大有小，因而有的配合物很穩定，有的很不穩定。

配合物由内界和外界兩部分組成，配合物溶于水易電離為内界配離子和外界離子，而内界的配體和中心原子通常不能電離。

題型實戰

向下列配合物的水溶液中加入AgNO₃溶液，不能生成AgCl沉澱的是

七、 鍵的極性和分子的極性

由非極性鍵構成的分子都是非極性分子；由極性鍵構成的雙原子分子都是極性分子，如HCl；由極性鍵構成的多原子分子，若其正負電荷重心重合，則極性相互抵消，也可以是非極性分子，如CO₂、BF₃、CH₄、CCl₄等。

“相似相溶”原理：極性溶質易溶于極性溶劑，非極性溶質易溶于非極性溶劑。HCl、NH₃易溶于H₂O，苯、I₂易溶于CCl₄。化學上利用相似相溶原理來除雜。相似相溶原理隻是一個經驗規律，并不适合于所有的溶質和溶劑。如N₂既不溶于水，也不溶于CCl₄。

手性碳原子

在同一個碳原子上連接四個互不相同的原子或基團，這樣的碳原子稱為手性碳原子。含有手性碳原子的有機物具有手性異構體。下圖所示碳原子就是手性碳原子。

範德華力、氫鍵及其對物質性質的影響

範德華力是指分子間存在的相互作用力。相對分子質量越大，範德華力越大；分子的極性越大，範德華力也越大。範德華力越大，則物質的熔沸點就越高。

氫鍵是除範德華力外的另一種分子間作用力。它是由已經與電負性很強的原子形成共價鍵的氫原子（如H₂O中的H）與另一個分子中電負性很強的原子（如H₂O中的O）之間的作用力。通常可與H結合為氫鍵的原子有F、O、N。氫鍵具有方向性和飽和性，但不屬于化學鍵。

作用力大小比較：化學鍵 氫鍵 範德華力

乙醇中存在氫鍵造成兩個方面的表現：⑴ 乙醇的熔沸點比同相對分子質量的烴高；⑵ 乙醇能與水混溶。

實驗證明，測定接近水的沸點的水蒸氣的相對分子質量時，測定值比H₂O的實際相對分子質量要大一些。就是因為水蒸氣中存在相當量的水分子因氫鍵而相互締合，形成了所謂的“締合分子”。

無機含氧酸分子的酸性

通過前面必修二的學習我們知道：元素非金屬性越強，其最高價氧化物的水化物的酸性越強。因為S的非金屬性大于C，所以H₂SO₄的酸性大于H₂CO₃。

研究表明：對于同一種元素的含氧酸來說，該元素的化合價越高，其含氧酸的酸性越強。存在：H₂SO₄>H₂SO₃（按照酸性強弱順序）

化學上還有一種見解：認為含氧酸的通式可以寫成(HO)_mRO_n的形式，n值越大，酸性越強。例如，H₂SO₄可以寫成(HO)₂RO₂；H₂SO₃可以寫成(HO)₂RO 。

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監制：苑廣鴻

責編：婁 锴

編輯：姚 瑤

實習：鄧玉卓

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