中有些是想象出来的—可以知道它们是如何连接起来的 为了形成一个共价键,两个原子必须处于一定位置,以便使一个原子的轨道与另一个 原子的轨道互相交叠,而且每个轨道必须只有一个电子,当这些条件满足时,两个原子轨 道就合并而形成由两个电子同时占据的一个键轨道.这两个占据同一键轨道的电子必须 旋相反,也就是说,必须是配对的,每个电子都有整个键轨道供其使用,因此,可以认为 它是“属于”两个原子核的 电子和核的这种排列的能量比在单独原子中的排列要低,也就是说,更为稳定,因 此,键形成时要放出能量.形成一个键所放出的(或破坏一个键所加进的)能量(每摩尔) 称为键的离解能。对某一对原子来说,原子轨道交叠愈大键愈强 共价键的强度是什么原因造成的呢?这是由于静电吸力的增强所造成的.在单独 的原子中,每个电子只被一个带正电的核所吸引—一或吸引一个带正电的核;而在分子 中,每个电子被两个带正电的核所吸引 “交叠”的概念使我们的头脑中有了联系原子轨道和键轨道之间的桥梁.原子轨道的 交叠意味着键轨道占据了大体上等于原来两个原子轨道所占有的空间区域。因而,一个 原子所提供的电子,对“它的”核来说,能够在很大程度上留在形成分子前原来的有利的位 置上,同时,它对第二个核来说,也能占据类似的有利位置.当然,对另一个电子来说,也 是如此。 最大交叠原理由 Linus Pauling(加州工学院)于1931年首光提出,对理解分子结构来说,它 的重要性仅次于不相容原理, 现以两个氢原子形成氢分子,H2,作为第一个例子。每个氢原子有一个电子,它占有 l轨道.已知1轨道是一个以原子核 为中心的球体。为了形成一个键,两个 核必须靠得足够近,使原子轨道发生交 叠(图1.3).就氢分子而言,当两个核之 间的距离为074埃时,体系最稳定;该 距离称为镳长.达到这个距离时,交叠 HH 的稳定效应正好被带有相同电荷的核之 间的排斥力所平衡这样生成的氢分子 其能量比组成它的氢原子少104千卡 图1.3键的形成:H,分子,(a)分开的轨道 的):轨道的交叠.〔)和(d)σ键轨 摩尔.我们说,氢-氢键的键长是074 埃,强度为104千卡” 这个键轨道具有大体上是由两个轨道合并而成的形状.如图1.3所示,它是香肠 形的,长轴在核的联结线上。它对长轴呈圆筒形对称,也就是说,香肠的截面是圆形的,具 有这种形状的键轨道称为轨道,而这个键则称为鍵,氢分子可以看作是两个核埋在 一个香肠形的电子云中,在两核之间的区域里电子云密度最大,因为在那里两个带正电 的核对负电荷的吸引最强 氢分子的大小——如按95%概率面内的体积计算一比单个氢原子小得多。虽然 按法定计量单位制,千卡为非许用单位,1千卡=41868焦