2.1共价键

高中化学人教版选择性必修二第2章 分子结构与性质 之共价键，将共价键的分类、键参数、等电子体原理、分子立体构型判断等抽象复杂的知识点，进行了系统化、逻辑化的梳理与整合。图中不仅有清晰的概念阐释，更配有直观的模型图示，帮助你轻松理解 σ 键与 π 键的形成、价层电子对互斥模型的应用等重点内容。无论是新课学习时构建知识体系，还是考前复习时快速查漏补缺，这份思维导图都能为你提供清晰的思路和有力的支撑，让你在分子世界的探索中事半功倍，高效掌握核心考点！

共价键

• 共价键
  • 形成条件
    • 一般是非金属元素间，或非金属与金属元素间，但两原子电负性相差<1.7
    • 成键原子有自旋相反的有未成对电子
  • 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电子对 。
  • 价键轨道：由原子轨道相互重叠形成的σ键和π键总称价键轨道。
  • 共价键的类型
    • 按原子轨道重叠方式 （基本类型）
      • σ键
        • 形成：成键原子轨道沿键轴方向以“头碰头”的方式发生轨道的重叠。
        • 类型
          • s-s型
          • s-p型
          • p-p型
        • 特征
          • 轴对称：以形成化学键的两原子核的连线为轴做旋转操作，共价键的电子云的图形不变
          • 强度大
      • π键
        • 形成：含未成对且自旋相反电子的原子轨道采取“肩并肩”的方式重叠形成的共价键叫π键。
        • 类型：p-p π键、d-p π、 d-d π键等多种
        • 特征
          • 肩并肩
          • 镜面对称
        • 说明：能层数越大，则P轨道越大，头头间距离越大，其p轨道肩与肩接触机会越小，即：越不易形成P-P π键。如图：
        • σ键和π键的一般判断规律：
    • 按共用电子对数
      • 单键
      • 双键
      • 三键
    • 按共用电子对的偏移程度
      • 极性键
      • 非极性键
    • 按提供电子对的方式
      • 普通共价键
      • 配位键
  • 共价键的特征
    • 饱和性：一个原子有几个未成对电子 ，便可和几个自旋状态相反的单电子配对成键
    • 方向性：共价键将尽可能沿着电子出现概率最大的方向形成
  • 价键理论的要点：
  • 特别提醒
    • ① s-s σ键:电子不是只在两核间运动，而是在两核间出现概率增大。
    • ② s 轨道呈球形，故 s-s σ键无方向性。两个s轨道只成σ键，不成π键。
    • ③两个原子间可以只形成σ键，但不能只形成π键。
  • 共价键的存在
    • ⑴非金属单质（除稀有气体外） H2、Cl2、N2、P4 、 C60
    • ⑵共价化合物
    • ①非金属氢化物： H2O、 CH4 、NH3等
    • ②非金属氧化物： CO2、 SiO2 、SO2等
    • ③酸： H2SO4、HCl等
    • ④碱的H-O间： NaOH
    • ⑤盐的含酸根及NH4+：CO32-、ClO-等
    • ⑥有机物：C2H5OH、CH3COOH、C2H4、C2H2等
    • ⑦其他非金属间的化学键： SiC、 Na2O2
• 键参数
  • 键能
    • 概念：气态分子中1mol化学键解离成气态原子所吸收的能量
    • 说明：键能通常是298.15K、101kPa条件下的标准值；可通过实验测定，更多的是推算获得的。 对某化学键而言，形成1mol化学键释放的能量与断裂1mol该化学键吸收的能量，数值相等。
    • 应用
      • 判断共价键的稳定性：原子间形成共价键时，原子轨道重叠程度越大 ，释放能量越多 ，所形成的共价键键能越大，共价键越稳定 。
      • 判断分子的稳定性：一般来说，结构相似的分子，共价键的键能越大，分子越稳定 。
      • 计算反应热：ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能=E（吸）-E（放）
  • 键长
    • 概念：构成化学键的两个原子的核间距。
    • 判断键长的方法
      • (1)根据原子半径进行判断。在其他条件相同时，成键原子的半径越小，键长越短。
      • (2)根据共用电子对数判断。就相同的两原子形成的共价键而言，当两个原子形成双键或者三键时，单键键长＞双键键长＞三键键长。
    • 说明：分子中的原子始终处于不断振动之中，键长只是振动着的原子处于平衡位置时的核间距。 相同的成键原子，单键键长>双键键长>三键键长
    • 应用：价键的键长越短，往往键能越大 ，表明共价键越稳定 ，反之亦然。
  • 键角
    • 概念：在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角。
    • 应用：键角影响着共价分子的空间结构，分子的许多性质与键角有关。
    • 说明：3个以上原子间的共价键才能产生键角，双原子分子中不存在键角！ 键长、键角的数值可通过X射线衍射实验获得。
    • 影响键角的因素
      • 配体体积对键角的影响
        • 分子可看成中心原子和配体两部分构成，如ABn分子，中心原子为A，配体B为原子或原子团。
        • 规律：配体体积越大，电子云占据空间增大，对其他成键电子对的斥力增强，挤压其他键之间的夹角导致其他键角减小。
      • 电负性效应
        • ①当配体原子相同时，随中心原子电负性增大，价电子对更靠近中心原子，电子对之间斥力增加，键角随中心原子电负性增加增大。 如键角： NH3 > PH3 > AsH3 ，H2O > H2S > H2Se
        • ②当中心原子相同时，配体原子电负性增大时，成键电子对远离中心原子，使得互相之间的斥力变小，键角随配位原子电负性的增加而减小。 例如，键角 ：OF2（103.2°）< H2O （104.5°）
      • 重键效应：重键中包含的电子数比单键中的电子数多，所占据的空间大于单键中的两个电子所占据的空间，对其他电子对排斥力强，使得单键之间的键角较小。
      • 孤对效应：孤电子对比键对更强烈的排斥相邻电子对，若中心原子价层轨道上存在孤电子对，则其他电子对在空间的排布就要偏离标准键角。孤电子对越多，键角愈小。
      • 中心原子杂化方式：键角实际上是成键电子云密度最大方向对称轴之间的夹角。键角的大小与成键中心原子的杂化状态有关。如，sp3、sp2、sp杂化状态的碳，成键时形成的键角约是109°28‘、120°、180°。