化學鍵

化學鍵

化學鍵:由於粒子對電子吸引力大小的不同,使鍵電子偏向一方的共價鍵稱為極性鍵,由一方提供成鍵電子的化學鍵稱為配位鍵。極性鍵的兩端極限是離子鍵和非極性鍵,離域鍵的兩端極限是定域鍵和金屬鍵。

基本信息

定義

化學鍵化學鍵

化學鍵(chemical bond)是指分子或晶體內相鄰原子(或離子)間強烈的相互作用。
2分類:金屬鍵、離子鍵、共價鍵。
在水分子H2O中2個氫原子和1個氧原子通過化學鍵結合成水分子 。化學鍵有3種極限類型 ,即離子鍵、共價鍵和金屬鍵。離子鍵是由陰陽離子的靜電作用,例如氯和鈉以離子鍵結合成NaCl。共價鍵是兩個或幾個原子通過共用電子對產生的吸引作用,典型的共價鍵是兩個原子借吸引一對成鍵電子而形成的。例如,兩個氫核同時吸引一對電子,形成穩定的氫分子。金屬鍵則是金屬陽離子和自由電子形成,可以看成是高度離域的共價鍵。定位於兩個原子之間的化學鍵稱為定域鍵。由多個原子共有電子形成的多中心鍵稱為離域鍵。除此以外,還有過渡類型的化學鍵:由於粒子對電子吸引力大小的不同,使鍵電子偏向一方的共價鍵稱為極性鍵,由一方提供成鍵電子的化學鍵稱為配位鍵。極性鍵的兩端極限是離子鍵和非極性鍵,離域鍵的兩端極限是定域鍵和金屬鍵。

電子-模型圖電子-模型圖

分類

化學鍵
圖解說明各種化學鍵之間的聯繫

化學鍵有3種極限類型,即離子鍵共價鍵金屬鍵

1、離子鍵[1]是由正負離子之間通過靜電引力吸引而形成的,正負離子為球形或者近似球形,電荷球形對稱分布,那么離子鍵就可以在各個方向上發生靜電作用,因此是沒有方向性的。

2、一個離子可以同時與多個帶相反電荷的離子互相吸引成鍵,雖然在離子晶體中,一個離子只能與幾個帶相反電荷的離子直接作用(如NaCl中Na+可以與6個Cl-直接作用),但是這是由於空間因素造成的。在距離較遠的地方,同樣有比較弱的作用存在,因此是沒有飽和性的。

  • 共價鍵是兩個或幾個原子通過共有電子產生的吸引作用,典型的共價鍵是兩個原子借吸引一對成鍵電子而形成的。例如,兩個氫核同時吸引一對電子,形成穩定的氫分子。
  • 金屬鍵則是使金屬原子結合在一起的相互作用,可以看成是高度離域的共價鍵。

定位於兩個原子之間的化學鍵稱為定域鍵。由多個原子共有電子形成的多中心鍵稱為離域鍵。除此以外,還有過渡類型的化學鍵:鍵電子偏向一方的共價鍵稱為極性鍵,由一方提供成鍵電子的化學鍵稱為配位鍵。極性鍵的兩端極限是離子鍵和非極性鍵,離域鍵的兩端極限是定域鍵和金屬鍵。

簡史

化學鍵的概念是在總結長期實踐經驗的基礎上建立和發展起來的,用來概括觀察到的大量化學事實,特別是用來說明原子為何以一定的比例結合成具有確定幾何形狀的、相對穩定和相對獨立的、性質與其組成原子完全不同的分子。開始時,人們在相互結合的兩個原子之間畫一根短線作為化學鍵的符號;電子發現以後,1916年G.N.路易斯提出通過填滿電子穩定殼層形成離子和離子鍵或者通過兩個原子共有一對電子形成共價鍵的概念,建立化學鍵的電子理論。

量子理論建立以後,1927年 W.H.海特勒和F.W.倫敦通過氫分子的量子力學處理,說明了氫分子穩定存在的原因,原則上闡明了化學鍵的本質。通過以後許多人,特別是L.C.鮑林和R.S.馬利肯的工作,化學鍵的理論解釋已日趨完善。

分類方法

碳分子中的化學鍵示意圖 碳分子中的化學鍵示意圖

共價鍵有不同的分類方法。
(1) 按共用電子對的數目分,有單鍵(Cl—Cl)、雙鍵(C=C)、叄鍵(C C)等。
(2) 按共用電子對是否偏移分類,有極性鍵(H—Cl)和非極性鍵(Cl—Cl)。
(3) 按提供電子對的方式分類,有正常的共價鍵和配位鍵(共用電子對由一方提供,另一方提供空軌道。如氨分子中的N—H鍵中有一個屬於配位鍵)。
(4) 按電子云重疊方式分,有σ鍵(電子云沿鍵軸方向,以“頭碰頭”方式成鍵。如C—C。)和π鍵(電子云沿鍵軸兩側方向,以“肩並肩”方向成鍵。如C=C中鍵能較小的鍵。)等
2、舊理論:共價鍵形成的條件是原子中必須有成單電子,自鏇方向必須相反,由於一個原子的一個成單電子只能與另一個成單電子配對,因此共價鍵有飽和性。如原子與Cl原子形成HCl後,不能再與另外一個Cl形成HCl2了。
3、新理論:共價鍵形成時,成鍵電子所在的原子軌道發生重疊並分裂,成鍵電子填入能量較低的軌道即成鍵軌道。如果還有其他的原子參與成鍵的話,其所提供的電子將會填入能量較高的反鍵軌道,形成的分子也將不穩定。 像HCL這樣的共用電子對形成分子的化合物叫做共價化合物

化學鍵和分子間的作用力

一、化學鍵:
1,含義:分子或晶體內相鄰原子(或離子)間強烈的相互作用。
2,類型,即離子鍵、共價鍵和金屬鍵。
離子鍵是由異性電荷產生的吸引作用,例如氯和鈉以離子鍵結合成NaCl。
(1),使陰、陽離子結合的靜電作用
(2),成鍵微粒:陰、陽離子
(3),形成離子鍵:a活潑金屬和活潑非金屬
b部分鹽(Nacl、NH4cl、BaCo3等)
c強鹼(NaOH、KOH)
d活潑金屬氧化物、過氧化物
(4),證明離子化合物:熔融狀態下能導電
共價鍵是兩個或幾個原子通過共用電子
(1),共用電子對對數=元素化合價的絕對值
(2),有共價鍵的化合物不一定是共價化合物
對產生的吸引作用,典型的共價鍵是兩個原子借吸引一對成鍵電子而形成的。例如,兩個氫核同時吸引一對電子,形成穩定的氫分子。
(1),共價分子電子式的表示,P13
(2),共價分子結構式的表示
(3),共價分子球棍模型(H2O-折現型、NH3-三角錐形、CH4-正四面體)
(4),共價分子比例模型
補充:碳原子通常與其他原子以共價鍵結合
乙烷(C-C單鍵)
乙烯(C-C雙鍵)
乙炔(C-C三鍵)
金屬鍵則是使金屬原子結合在一起的相互作用,可以看成是高度離域的共價鍵。
二、分子間作用力(即范德華力)
特點:a存在於共價化合物中
b化學鍵弱的多
c影響熔沸點和溶解性--對於組成和結構相似的分子,其范德華力一般隨著相對分子質量的增大而增大。即熔沸點也增大(特例:HF、NH3、H2O)

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