只含共价键的化合物,叫做共价化合物。
部分氢化物、酸、非金属氧化物和大多数有机化合物,都属于共价化合物,共价化合物中可能含有金属元素,如三氯化铝,完全由非金属元素组成的化合物可能不是共价化合物,如铵盐。在共价化合物中,一般有独立的分子(有名符其实的分子式)。
通常共价化合物的熔点、沸点较低,难溶于水,熔融状态下不导电,硬度较小。有些离子型化合物中也可能存在共价键结合。例如,NaOH分子中既有离子键又有共价键。共价化合物不都是由分子构成的,比如二氧化硅、碳化硅,这些是由原子直接构成的共价化合物。
以共价键结合的有限分子(即共价化合物分子),且靠分子间范德华力作用而凝聚成的晶体,是典型的分子晶体,如CO2晶体、苯的晶体。
以共价键结合的无限分子形成的晶体属于共价型晶体或原子晶体,它是由处于阵点位置的原子通过共价键结合而成的晶体,如金刚石晶体、单晶硅和白硅石(SiO2)晶体。
化学性质:
化学变化的本质是旧键的断裂和新键的形成,化学反应中,共价键存在两种断裂方式,在化学反应尤其是有机化学中有重要影响。
1、均裂与自由基反应
共价键在发生均裂时,成键电子平均分给两个原子(团),均裂产生的带单电子的原子(团)称为自由基,用“R·”表示,自由基具有反应活性,能参与化学反应,自由基反应一般在光或热的作用下进行。
2、异裂与离子型反应
共价键发生异裂时生成正、负离子,例如氯化氢在水中电离成氢离子和氯离子。有机物共价键异裂生成的碳正离子和负离子是有机反应的活泼物种,往往在生成的一瞬间就参加反应,但可以证明其存在。
由共价键异裂引发的反应称离子型反应,其下又可分为两种:
亲电反应(electrophilic reaction)
亲核反应(nucleophilic reaction)
离子型反应一般在酸碱或极性物质的催化下进行。
主要特点:
1、饱和性
在共价键的形成过程中,因为每个原子所能提供的未成对电子数是一定的,一个原子的一个未成对电子与其他原子的未成对电子配对后,就不能再与其它电子配对,即,每个原子能形成的共价键总数是一定的,这就是共价键的饱和性。
共价键的饱和性决定了各种原子形成分子时相互结合的数量关系,是定比定律(law of definite proportion)的内在原因之一。
2、方向性
除s轨道是球形的以外,其它原子轨道都有其固定的延展方向,所以共价键在形成时,轨道重叠也有固定的方向,共价键也有它的方向性,共价键的方向决定着分子的构形。