1．3．1　碳原子的四价

碳原子位于元素周期表的第2周期第Ⅳ主族，碳原子是四价。碳原子间能以碳碳单键（C—C）、碳碳双键（CC）和碳碳叁键（帒C C）相互连接。碳原子间能相互连接成碳链，也能碳链首尾相连形成碳环。例如：

1．3．2　共价键

1）共价键的形成

碳原子与其他原子结合时，一般是通过共用电子对方式形成共价键。由两个原子各提供一个电子，进行“电子配对”而形成的共价键，叫做单键，用一条短直线“—”表示。两个原子各提供2个或3个单电子相互配对，形成的共价键分别称为双键或叁键。

2）共价键的特点

（1）饱和性

价键理论认为，在一个原子轨道中，只能容纳两个自旋方向相反的电子，当一个电子和另一个电子配对成键后，就不能再和其他电子配对成键了，这就是共价键的饱和性。

（2）方向性

根据原子轨道最大重叠原理，电子云重叠部分越大，所形成的共价键越牢固。原子轨道中s轨道呈球形对称，p、d、f轨道都有着一定的空间伸展方向。原子轨道在各自电子云密度最大的方向上重叠才能形成稳定的共价键决定了共价键有方向性。

以H原子和Cl原子形成氯化氢分子为例，如图1．1所示。H原子轨道沿x轴向Cl原子轨道接近，重叠最大，形成稳定的HCl分子；H原子轨道沿y轴方向向Cl原子轨道接近，则不能重叠；H原子轨道沿其他方向接近Cl原子轨道，重叠较少，形成的HCl分子不稳定。