1.2共价键的形成（课件）-《有机化学》同步教学（化学工业出版社）

共价键的形成 1 第二节 共价键的形成 一 、现代共价键理论 现代共价键理论指出：当两个原子互相接近到一定距离时，自旋方向相反的单电子相互配对（即两原子轨道重叠）。使电子云密集于两核之间，降低了两核间正电荷的排斥，增加了两核对电子云密集区域的吸引。因此使体系能量降低，形成稳定的共价键。 2 1、共价键的特点: （1）共价键具有饱和性：每个原子所形成共价键的 数目取决于该原子中的单电子数目 （2）轨道最大重叠原理：当形成共价键时，原子轨道 重叠越多，核间电子云越密集，形成的键就越牢固。 （3）共价键具有方向性：共价键的形成必须尽可能沿 着原子轨道最大程度重叠的方向进行。 3 2、共价键的类型: 根据形成共价键时原子轨道的重叠方式不同：可分为σ键和π键 1.σ键:原子轨道沿键轴方向相互重叠而形成 的共价键。（头碰头） SPx-SPx轨道形成的σ键 SPx-S轨道形成的σ键 4 形成π键时只限于两个P轨道之间的重叠， 即: P-P 构成π键的电子称为π电子。 π电子云位于σ键所在平面的上下方，没有轴对称。 π键不能单独存在，只能与σ键共存 双键中有一个π键， 叁键中有两个π键。 5 σ 键 π 键 存在 可以单独存在，存在于任何共价键中 形 式 性 质 3、σ键与π键的主要特点 成键轨道沿键轴重叠， 重叠程度大 1、电子云呈柱状，沿键 轴呈圆柱形对称，电子 云密集于两核之间 2、可绕键轴自由旋转 3、键能大，键稳定 4、不易被极化 不可以单独存在， 只能与σ键同时存在 成键p轨道平行重叠， 重叠程度较小 1、电子云呈块状，通过 键轴有一对称面，电子 云分布在平面上下方 2、不能自由旋转 3、键能小，键不稳定 4、易被极化 6 二、杂化轨道理论 （一）碳原子杂化轨道的类型 基态 激发 激发态 碳原子的电子层结构：1S22S22P2 最外层轨道表示式： 7 激发态 杂化 SP3杂化轨道 1、sp3杂化 四个SP3杂化轨道，呈正四面体分布，以碳原 子为中心，四个轨道分别指向正四面体的每 一个顶点，轨道之间的夹角是109°28′ 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 8 sp3杂化 正四面体 9 如:甲烷 单键碳原子 都是sp3杂化 10 2、sp2杂化 sp2杂化 激发态 2P sp2杂化轨道 三个sp2轨道呈平面正三角形分布， 轨道之间的夹角是120°， 未杂化的P轨道垂直于sp2轨道所在的平面。 11 sp2杂化 单个sp2杂化轨道 sp2轨道呈平面正三角形， P轨道垂直于sp2轨道所在的平面 12 如:乙烯 构成双键的碳原子都是sp2杂化 13 3、sp杂化 sp杂化 激发态 2P sp杂化轨道 2个sp轨道呈正直线型分布，轨道之间的夹角是 180°，且与未杂化的P轨道垂直。 14 sp杂化 单个sp杂化轨道 sp杂化轨道呈直线型， 且与2个未杂化的P轨道垂直 15 如:乙炔 叁键碳原子都是sp杂化 16 碳原子杂化轨道的类型 类型 参与杂化的原子轨道数 未参与杂化的P轨道数 杂化轨道数目 空间构型 轨道夹角 sp3 1个s+3个p 0 4 正四面体 109°28’ sp2 1个s+2个p 1 3 正三角形 120° sp 1个s+1个p 2 2 直线形 180° 17 $$