Question

关于共价键形成的基本条件的问题

书上所描述的形成共价键的基本条件是：成键两原子需有自旋相反的成单电子，成键时单电子所在的原子轨道必须发生最大程度的有效重叠。前面举了一个氢分子形成共价键的例子，当两个自旋相同的氢原子互相靠近时不能键合，称为推斥态，只有两个氢原子自旋方向相反，才能形成共价键，称为基态。那么这样说来，如果真的两个氢原子的单电子自选方向相同，那么他们就不能化合了吗？我觉得这不太可能，所以想问一下，要是自旋相同，他们能否成为氢分子？（这是我问的问题）我觉得可以的，因为在杂化轨道理论里面，有的电子可以激发到其他空的轨道里面，那么我估计电子也可以为了化合而改变自旋方向，而且这需要的能量应该是比激发到其他轨道的能量要小的。这只是我的猜测，具体能否形成化学键就问一下高手了。不知道的不要回答，会把我误导的，解释的清楚的，我有加分。没有解释清楚的，我的问题也会作废处理。谢谢各位的帮助啦...

Answer 1

你提出了一个有趣的问题，估计你是一个勤于思考但有些钻牛角尖的人（开个玩笑）。
共价键的形成是相邻两个原子之间自旋方向相反的电子相互配对，此时原子轨道相互重叠，两核间的电子云密度相对地增大，从而增加对两核的引力。共价键的作用力很强，有饱和性与方向性。因为只有自旋方向相反的电子才能配对成键，所以共价键有饱和性；另外，原子轨道互相重叠时，必须满足对称条件和最大重叠条件，所以共价键有方向性。共价键又可分为三种：

（1）非极性共价键 形成共价键的电子云正好位于键合的两个原子正中间，如金刚石的C—C键。

（2）极性共价键 形成共价键的电子云偏于对电子引力较大的一个原子，如Pb—S 键，电子云偏于S一侧，可表示为Pb→S。

（3）配价键 共享的电子对只有一个原子单独提供。如Zn—S键，共享的电子对由锌提供，Z：+ ¨．．S：=Z n→S

共价键可以形成两类晶体，即原子晶体共价键与分子晶体。原子晶体的晶格结点上排列着原子。原子之间有共价键联系着。在分子晶体的晶格结点上排列着分子（极性分子或非极性分子），在分子之间有分子间力作用着，在某些晶体中还存在着氢键。

在化合物分子中，不同种原子形成的共价键，由于两个原子吸引电子的能力不同，共用电子对必然偏向吸引电子能力较强的原子一方，因而吸引电子能力较弱的原子一方相对的显正电性。这样的共价键叫做极性共价键，简称极性键。
举例：HCl分子中的H-Cl键属于极性键

判别
同种原子之间的是非极性键
极性键存在于不同种元素间
但是存在极性键的物质不一定是极性分子.
区分极性分子和非极性分子的方法:
非极性分子的判据:中心原子化合价法和受力分析法
1、中心原子化合价法:
组成为ABn型化合物,若中心原子A的化合价等于族的序数,则该化合物为非极性分子.如:CH4,CCl4,SO3,PCl5
2、受力分析法:
若已知键角(或空间结构),可进行受力分析,合力为0者为非极性分子.如:CO2,C2H4,BF3
3、同种原子组成的双原子分子都是非极性分子。
其它不是非极性分子的就是极性分子了 。

两个氢原子的电子若自选方向相同，那么形成的电磁力就是互相排斥的，电子云当然不能形成有效的重合，也就是说不能围绕两个原子核运动，即不能稳定结合。
但是，氢原子那么多（简直可以说是不计其数），而电子的自旋方向只有顺时针和逆时针两种，自然会遇到自旋方向相反的原子形成共价键。所以，你的担心是有些多余。

Answer 2

共价键是化学键的一种，两个或多个原子共同使用它们的外层电子，在理想情况下达到电子饱和的状态，由此组成比较稳定和坚固的化学结构叫做共价键。与离子键不同的是进入共价键的原子向外不显示电荷，因为它们并没有获得或损失电子。共价键的强度比氢键要强，与离子键差不太多或甚至比离子键强。 同一种元素的原子或不同元素的都可以通过共价键结合，一般共价键结合的产物是分子，在少数情况下也可以形成晶体。 吉尔伯特·列维斯于1916年最先提出共价键。 在简单的原子轨道模型中进入共价键的原子互相提供单一的电子形成电子对，这些电子对围绕进入共价键的原子而属它们共有。 在量子力学中，最早的共价键形成的解释是由电子的复合而构成完整的轨道来解释的。第一个量子力学的共价键模型是1927年提出的，当时人们还只能计算最简单的共价键：氢气分子的共价键。今天的计算表明，当原子相互之间的距离非常近时，它们的电子轨道会互相之间相互作用而形成整个分子共享的电子轨道。 在共价键中，被共享的电子被所有进入共价键的原子吸引，由此使得这些原子结合在一起。虽然其原子核之间和电子之间由于电荷互相排斥，但这些排斥作用被位于原子核间的电子减弱，而电子与原子核之间的相互作用更加强。 按照简单的电子壳模型一个原子的外层电子在达到饱和状态下最稳定。对大多数原子来说，外层电子数为8时它们达到饱和，即“八隅律”。这时它们的外层电子数与同周期的惰性气体元素的外层电子数相同。 以氯化氢为例，在氯化氢分子中氢原子并没有将它的外层电子交给氯原子。而是两个原子共享一对外层电子而达到饱和状态。 共价键的性质可以通过称为键参数的某些物理量来描述，见下列条目： 键级 键能 键长 键角 键矩 共价键是电子云的重叠，所以共价键最本质的分类方式就是它们的重叠方式。现在已知有3种重叠方式，分别称作： σ键 π键 δ键 在有机化合物中，通常把共价键以其共享的电子对数分为单键、双键以及三键。单键是一根σ键；双键和三键都含一根σ键，其余1根或2根是π键。 但无机化合物不用此法。原因是，无机化合物中经常出现的共轭体系（离域π键）使得某两个原子之间共享的电子对数很难确定，因此无机物中常取平均键级，作为键能的粗略标准。 假如组成共价键的原子的电负性不同，那么它们共享的电子对可能被其中的一个原子核吸引，由此而来它们在分子中的分布也不相等，电子被吸引比较集中的地方显负性，电子比较少集中的地方显正性。这样整个分子就会显示出一定的极性。一个分子的电极的分布除其原子的电负性外还与其分子的组成有关。配位键是一种特殊的共价键，它的特点在于共享的一对电子出自同一原子。形成配位键的条件是，一个原子有孤电子对，而另一个原子有空轨道。配位化合物，尤其是过渡金属配合物，种类繁多，用途广泛，现已形成配合物化学。

Answer 3

......我认为是可以的
首先1s轨道内的两个轨道之间并不存在能差,也就是说就算想要刻意地改变自旋量子数以成键,也不需要消耗能量.
电子在核外的的运动本身就有其随机性,当氢原子以基态存在时,由于1s轨道内的两个轨道之间并不存在能差,所以氢原子并不会特定地存在于某一条轨道,而是以共振式的形式存在(其中自旋量子数为±1/2的情况为共振极限式).如果两个氢原子恰好在电子都处于同一自旋方向时相碰,就会因为排斥而无法成键,即不产生有效碰撞.但不意味着这两个氢原子就没法成键了.
按此理来说,当量氢原子相撞时,成键的概率是1/2,但由于一秒钟内的碰撞次数是几亿亿亿次,而且一旦成键就无法分开.所以氢原子还是会迅速形成分子.
以上是我的想法.

Answer 4