化学键(chemical bond)是指相邻的两个或多个原子(或离子)之间的强烈的相互作用。
例如,在水分子中2个氢原子和1个氧原子通过化学键结合成水分子 。化学键有3种极限类型 ,即离子键、共价键和金属键。离子键是由异性电荷产生的吸引作用,例如氯和钠以离子键结合成NaCl。共价键是两个或几个原子通过共有电子产生的吸引作用,典型的共价键是两个原子借吸引一对成键电子而形成的。例如,两个氢核同时吸引一对电子,形成稳定的氢分子。金属键则是使金属原子结合在一起的相互作用,可以看成是高度离域的共价键。定位于两个原子之间的化学键称为定域键。由多个原子共有电子形成的多中心键称为离域键。除此以外,还有过渡类型的化学键:键电子偏向一方的共价键称为极性键,由一方提供成键电子的化学键称为配位键。极性键的两端极限是离子键和非极性键,离域键的两端极限是定域键和金属键。
1、离子键是右正负离子之间通过静电引力吸引而形成的,正负离子为球形或者近似球形,电荷球形对称分布,那么离子键就可以在各个方向上发生静电作用,因此是没有方向性的。
2、一个离子可以同时与多个带相反电荷的离子互相吸引成键,虽然在离子晶体中,一个离子只能与几个带相反电荷的离子直接作用(如NaCl中Na+可以与6个Cl-直接作用),但是这是由于空间因素造成的。在距离较远的地方,同样有比较弱的作用存在,因此是没有饱和性的。
化学键的概念是在总结长期实践经验的基础上建立和发展起来的,用来概括观察到的大量化学事实,特别是用来说明原子为何以一定的比例结合成具有确定几何形状的、相对稳定和相对独立的、性质与其组成原子完全不同的分子。开始时,人们在相互结合的两个原子之间画一根短线作为化学键的符号 ;电子发现以后 ,1916年G.N.路易斯提出通过填满电子稳定壳层形成离子和离子键或者通过两个原子共有一对电子形成共价键的概念,建立化学键的电子理论。
量子理论建立以后,1927年 W.H.海特勒和F.W.伦敦通过氢分子的量子力学处理,说明了氢分子稳定存在的原因 ,原则上阐明了化学键的本质。通过以后许多人 ,物别是L.C.鲍林和R.S.马利肯的工作,化学键的理论解释已日趋完善。
1、共价键的形成是成键电子的原子轨道发生重叠,并且要使共价键稳定,必须重叠部分最大。由于除了s轨道之外,其他轨道都有一定伸展方向,因此成键时除了s-s的σ键(如H2)在任何方向都能最大重叠外,其他轨道所成的键都只有沿着一定方向才能达到最大重叠。
2、旧理论:共价键形成的条件是原子中必须有成单电子,自旋方向必须相反,由于一个原子的一个成单电子只能与另一个成单电子配对,因此共价键有饱和性。如原子与Cl原子形成HCl分子后,不能再与另外一个Cl形成HCl2了。
3、新理论:共价键形成时,成键电子所在的原子轨道发生重叠并分裂,成键电子填入能量较低的轨道即成键轨道。如果还有其他的原子参与成键的话,其所提供的电子将会填入能量较高的反键轨道,形成的分子也将不稳定。
化学键(chemical
bond)是指分子或晶体内相邻原子(或离子)间强烈的相互作用。
例如,在水分子H2O中2个氢原子和1个氧原子通过化学键结合成水分子
。化学键有3种极限类型
,即离子键、共价键和金属键。离子键是由异性电荷产生的吸引作用,例如氯和钠以离子键结合成NaCl。共价键是两个或几个原子通过共用电子对产生的吸引作用,典型的共价键是两个原子借吸引一对成键电子而形成的。例如,两个氢核同时吸引一对电子,形成稳定的氢分子。金属键则是使金属原子结合在一起的相互作用,可以看成是高度离域的共价键。定位于两个原子之间的化学键称为定域键。由多个原子共有电子形成的多中心键称为离域键。除此以外,还有过渡类型的化学键:由于粒子对电子吸引力大小的不同,使键电子偏向一方的共价键称为极性键,由一方提供成键电子的化学键称为配位键。极性键的两端极限是离子键和非极性键,离域键的两端极限是定域键和金属键。
化学键是原子或原子团
分子间通过分子间作用力形成的,通过化学键的键长和键能可以判断分子的稳定性,且可以计算化学反应中吸收或放出的能量。
键长时指在两个原子核间距离,键能是指断开化学键所需的能力,化学键是化学中的一个重要概念,它指出了两个分子或者原子,离子间是以什么为作用力,
实际上是Cl2比O2氧化性强,不过O原子比Cl原子氧化性强,这是因为O2比Cl2的分子更难拆开。
化学键可大致分为两种,一种是离子键,就是一个原子的最外层电子围着另一个原子转,比如NaCl,就是Na的最外层电子电离,围着Cl原子转,这样Na的电子层结构由2-8-1变为2-8,Cl的电子层结构由2-8-7变为2-8-8,都达到最外层8个电子的稳定结构,Na失去电子显正价,Cl得到电子显负价;
另一种是共价键,比如CO2,C原子的电子层结构为2-4,O原子的电子层结构为2-6,C原子拿出最外层两个电子与其中一个O原子结合成两个共用电子对,又拿出最外层两个电子与另一个O原子结合成两个共用电子对,共用电子对同时围着两个原子转,这样C和O都达到最外层8个电子的稳定结构,电子对更多的是围着O转,所以可以视为C显正价,O显负价;
Cl2等单质的化学键也是共价键,两个Cl原子形成一个共用电子对,都达到最外层8个电子的稳定结构,电子对不更多围着哪个原子转,所以两个Cl都显0价;
有的化合物既有离子键又有共价键,比如NaOH,O与H之间有一个共价键,“OH”形成一个原子团,与Na之间有一个离子键;
对于H原子来说,最外层2个电子是稳定结构,8个不是;
有的化合物中原子不都达到最外层8个电子的稳定结构,比如BF3中的B;
只有共价键的(比如CO2)是共价化合物,只有离子键的(比如NaCl)是离子化合物,都有的(比如NaOH也是)离子化合物。
通常我们把物质中直接相邻的原子或者离子之间存在的强烈的相互作用叫做化学键。离子键和共价键是两种常见的化学键。