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1．“价数”守恒原则：在有机分子中C原子的价数为4，每个C形成4个共价键，N原子价数为3，每个N形成3个共价键，O和S原子的价数为2，每个原子形成2个共价键，H和X（卤原子）原子的价数为1，每个原子形成1个共价键。

2．每个碳原子最多可结合4个氢原子，每个氮原子最多结合3个氢原子，每个氧原子最多结合2个氢原子，，当除氢原子外的其它原子间都以单键结合时，形成的化合物中氢原子数最多，且n个原子间可形成n-1个单键。每减少2个氢原子，相应地其它原子间增加一个共价键。当碳原子个数为n时，氢原子的个数的最大上限值为2n+2个。在此基础之下，如果在分子结构中多一个C=C键，或多一个环状结构时，在分子组成中都要减少2个氢原子，而增加一个C≡C键就要减少4个氢原子。

3．每个原子的价数就是这个原子的成键电子数，每两个电子形成一对共用电子对（即一个共价键）因此，存在：

由这些原子形成的分子中共价键数（共用电子对总数）=

对于，价键总数即共用电子对总数=，非H原子间形成的价键总数=。

对于，价键总数即共用电子对总数=，碳原子间形成的价键总数=。若只含C=C，双键数=，若C≡C，叁键数，其余类推。

二、应用

题型1 计算共价键数和分子式

例1、(1)相邻同系物，当组成相差—CH₂— 原子团时共价键数相差3。参看下表烷烃同系物碳原子数与共价键数关系。

从表中数据分析，当烷烃碳原子数为n时，共价键数为          。

(2)碳原子相同的不同类有机物，当组成上相差2个氢原子或1个氧原子时，共价键数均相差1，参看下表：

从表中数据分析，当单烯烃碳原子数为m时，共价键数为             。

某饱和一元醛碳原子数为x时，其共价键数为             。

解析：（1）烷烃通式为，共价键数=。当然，此小题可用数列知识求解，，则，。

（2）单烯烃通式为，共价键数为==3m。

饱和一一元醛通式为，共价键数=。

此小题还可利用题给信息求解：相对烷烃，组成上每减少2个H，共价键数少1；相对于烃，组成上每增加一个O，共价键数多1。当单烯烃碳原子数为m时，共价键数=(3m+1)-1=3m。饱和一元醛碳原子数为x时，相对单烯烃，其共价键数=3x+1。

例2  在烃分子结构中，若每减少中2个氢原子，则相当于碳碳间增加一对共用电子对。试回答下列问题：（1）分子结构为C_nH_2n+2烃分子中碳碳间共用电子对数为        。（2）分子结构为C_nH_2n+6烃分子中碳碳间共用电子对数为        。（3）C_x可以看作是烃减氢后的产物，若某物质分子中碳碳间的共用电子对数为160，则符合条件的碳单质的分子式为       ；符合条件的单烯烃的分子为         。

解析：（1）烷烃通式为，碳碳间共用电子对数

=。

（2）解答过程同（1），答案为n+3。

（3）可以为是，160=，x=80。符合该条件的碳单质的分子式为C₈₀ ，若为单烯烃，碳碳间共价键数为==160。m=160。

符合该条件的单烯烃为。

题型2   求分子组成中原子数或原子团数及其相互关系

例3  （1）由两个C原子、1个O原子、1个氮原子和若干个H原子组成的共价化合物，H的数目最多是        个，试写出其中一例的结构简式         。

  （2）若共价化合物只含C、N、H四种元素,且以n(C)、n(N)分别表示C和N的原子数目，则氢原子数目最多等于        。

  （3）若共价化合物只含C、N、O、H四种元素,且以n(C)、n(N)、n(O)分别表示C、N和O的原子数目，则氢原子数目最多等于        。

解析：（1）C、O、N相互之间未成键时，两个C原子最多可结合8个H原子，1个O原子最多可结合2个H原子，1个氮原子最多可结合3个H原子。C、O、N相互之间成键形成化合物时，要使H原子数最多，则它们之间必须以单键结合，且单键数为（2+1+1-1）=3，则H原子数目最多=8+2+3-3×2=7，其中一例的结构简式为：

HO-CH₂-CH₂-NH₂

（2）C、N相互之间未成键时，n(C)个C原子最多可结合4n(C)个H原子，n(N)个N原子最多可结合3n(N)个H原子，C、N相互之间成键形成化合物时，要使H原子数最多，则它们之间必须以单键结合，且单键数为n(C)+n(N)-1，则H原子数目最多=4n(C)+3n(N)-[n(C)+n(N)-1]×2 =2n(C)+n(N)+2

 （3）C、N、O相互之间未成键时，n(C)个C原子最多可结合4n(C)个H原子，n(N)个N原子最多可结合3n(N)个H原子，n(O)个O原子最多可结合2n(O)个H原子，C、N、O相互之间成键形成化合物时，要使H原子数最多，则它们之间必须以单键结合，且单键数为n(C)+n(N)+n(O)-1，则H原子数目最多为：

4n(C)+3n(N)+2n(O)-[n(C)+n(N)+n(O)-1]×2 =2n(C)+n(N)+2

    当然，此题也可先解出（3）小题，把相关数据代入即可解出（1）和（2）两问，这样解更快捷。

例4  某有机物分子中含n个—CH₂—，m个，a个—CH₃，其余为羟基，则羟基个数为         。

解析：设羟基个数为x，题中C原子个数为n+m+a，由于所有原子均以单键结合，而1个羟基中O原子数与H原子数相等，显然羟基个数x等于（n+m+a）个C原子形成的烷烃中的所有H原子数减去已知的H原子数。

（n+m+a）个C原子形成的烷烃中的所有H原子数=2（n+m+a）+2

已知的H原子数=2n+m+3a

x=[2（n+m+a）+2] –(2n+m+3a)

 =m+2-a

例5 在烷烃分子中的基团：—CH₃、—CH₂—、、中的碳原子分别称为伯、仲、叔、季碳原子，数目分别用n₁、n₂、n₃、n₄表示．如，分子中n₁＝6，n₂＝1，n₃＝2，n₄＝1．试根据不同烷烃的组成和结构，分析出烷烃(除甲烷外)中各原子数的关系．

(1)烷烃分子中氢原子数为A，A与n₁、n₂、n₃、n₄的关系是：

A＝_______或A＝_______

(2)四种碳原子数之间的关系为n₁＝_______．

(3)若某分子中n₂＝n₃＝n₄＝1，则该分子的结构简式可能是：____________________．

    解析：（1）烷烃中碳氢原子数应符合其通式，其中n=n₁+n₂+n₃+n₄，故A=2n+2=2(n₁+n₂+n₃+n₄)+2；同时，把伯、仲、叔、季碳原子上的H相加，也得氢原子数。即A=3n₁+2n₂+n₃。

    （2）可用价键知识求解：碳碳间共用电子对总数=n-1=n₁+n₂+n₃+n₄-1，伯、仲、叔、季碳原子未成对电子数分别为1、2、3、4，碳碳间能形成的共用电子总数=，两者相等，整理得n₁=n₃+2n₄+2。此小题亦可利用（1）建立的两个式子求解。

例6 喹啉是一种杂环化合物，它存在于多种药物的结构中。将萘（相对分子质量为128）分子一个碳原子换成氮原子，即可得到喹啉，推测其相对分子质量为       

解析：根据有机物成键规律，有如下关系式：CH∽N，故可等量代换：

，所以喹啉的分子量为129。

可见，适时运用价键知识来解题是非常方便、快速、准确的。