本節(jié)主要簡(jiǎn)介雜化軌道理論，有關(guān)氫鍵的問(wèn)題留在下一節(jié)討論。
一、化學(xué)鍵的概念
分子或晶體中相鄰原子間強(qiáng)烈的相互作用力稱為化學(xué)鍵。化學(xué)鍵的基本類型有：離子鍵（電價(jià)鍵)、共價(jià)鍵、配價(jià)鍵和金屬鍵等。
以陽(yáng)離子和陰離子之間靜電引力形成的化學(xué)鍵 叫離子 鍵。
分子中原子間通過(guò)共用電子對(duì)所形成的化學(xué)鍵為共價(jià)鍵。
配價(jià)鍵是一種特殊的共價(jià)鍵，其共用電子對(duì)是一個(gè)原子單獨(dú)提供的。這種由一個(gè)原子單獨(dú)提供一對(duì)電子與另一個(gè)原子共用所形成的共價(jià)鍵，叫配位共價(jià)鍵，簡(jiǎn)稱配價(jià)鍵。
自1916年路易斯提出經(jīng)典的共價(jià)鍵理論以來(lái)，共價(jià)鍵理論有了很大的發(fā)展。現(xiàn)代共價(jià)鍵理論有兩種，一是價(jià)鍵理論，二是分子軌道理論。本書不介紹軌道理論。
�。ㄒ�)價(jià)鍵理論的基本要點(diǎn)
價(jià)鍵理論，又稱電子配對(duì)法，其基本要點(diǎn)如下：
1.具有自旋相反的未成對(duì)電子的兩個(gè)原子相互接近，可以形成穩(wěn)定的共價(jià)鍵。
如果A、B兩個(gè)原子各有一個(gè)自旋相反的未成對(duì)的電子，那么這兩個(gè)未成對(duì)電子可以相互配對(duì)形成穩(wěn)定的共價(jià)鍵，這對(duì)電子為A、B兩原子所共有。如果A、B各有兩個(gè)或三個(gè)未成對(duì)的電子，則自旋相反的單電子可兩兩配對(duì)形成共價(jià)鍵或叁鍵。
如果A原子有兩個(gè)未成對(duì)電子，B原子有一個(gè)未成對(duì)電子，那么一個(gè)A原子能與兩個(gè)B原子結(jié)合形成AB2型分子。
2．原子中未成對(duì)的電子數(shù)等于原子所能形成的共價(jià)鍵數(shù)目。
共價(jià)鍵是由成鍵原子中自旋相反的未成對(duì)電子配對(duì)形成的。一個(gè)原子的一個(gè)電子和另一個(gè)原子的一個(gè)電子配對(duì)以后，不能再和第二個(gè)電子配對(duì)。因?yàn)檫@時(shí)其中必有兩個(gè)電子的自旋方向相同而相斥。也就是說(shuō)一個(gè)原子所能形成共價(jià)鍵的數(shù)目是一定的。原子中未成對(duì)的電子數(shù)等于原子所能形成的共價(jià)鍵數(shù)目，這就是共鍵價(jià)的飽和性。例如，H原子只有一個(gè)未成對(duì)電子，它和另一個(gè)H原子的未成對(duì)電子配對(duì)后，就不能再與第二個(gè)H原子的電子配對(duì)了。
3.成鍵電子的電子云重疊越多，核間電子子云密度越大，形成的共價(jià)鍵越牢固。
共價(jià)鍵的生成是由于自旋相反的單電子相互配對(duì)，電子云重疊的結(jié)果。因此，當(dāng)兩個(gè)原子形成分子時(shí)，電子云重疊的程度越大，則兩原子間的電子云密度越大，生成的共價(jià)鍵越牢固，所以，在形成共價(jià)鍵時(shí)，電子云總是盡可能達(dá)到晨大程度的重疊，這叫電子云最大重疊原理。
根據(jù)電子云最大重疊原理，在形成共價(jià)鍵時(shí)，原子間總是盡可能沿著電子云最大重疊方向成鍵。s電子云呈球形對(duì)稱分布，p、d、f電子云在空間都有一定的伸展方向。在形成共價(jià)鍵時(shí)，除了s電子云和s電子云可以在任何方向上都能達(dá)到最大程度的重疊外，p、d電子云的重疊，只有在一定方向上才能使電子云有最大程度的重疊。即共價(jià)鍵是有方向性的。例如，當(dāng)氫原子1s電子云和氯原子的3p電子云重疊形成HCL分子時(shí)，氫原子的1s電子云總是沿著氯原子未成對(duì)電子的3p電子云對(duì)稱軸方向作最大程度的重疊（圖4-9（a))。其他方向都不能形成穩(wěn)定的分子（圖4-9（b)（c))。
圖4-9 氫原子的1s電子云與氧原子的3Pχ電子云的三種重疊情況
