共价键与分子结构
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离子键、共价键
离子键:
离子键是一种化学键,它是由电荷不同的原子(或分子)之间形成的。金属原子和非金属原子之间以及非金属原子之间可能会形成离子键。离子键是原子(或分子)之间电荷差异而形成的静电交互作用。离子键通常是具有特定电荷的离子相互作用,形成的一种稳定的化合物。离子键的特性在于,它是由两种不同的离子(正离子和负离子)之间形成的,这些离子之间的电荷一般是不平衡的,因此它们会产生强烈的相互作用,起到稳定化合物的作用。
共价键:
共价键也称作共轭键或共价共轭键,是两个原子之间最常见的化学键,它是由原子之间共享一对电子来形成的。共价键通常由两个原子之间共享一对共价电子而形成,这样它们之间就能够形成稳定的化合物。共价键通常比离子键更加强大,因为它们是由两个原子之间共享一对电子而形成的,这意味着它们之间的电荷是平衡的,从而使得它们形成更强大的键。共价键可以被看作是两个原子之间建立起来的一种固定的电子共享关系,一旦形成,它便会稳定的保持下去。
离子键和共价键都是一种原子和分子之间的特殊结构,是化学反应中不可缺少的部分。离子键是由电荷不同的原子(或分子)之间形成的,它们之间的电荷一般是不平衡的,因此它们会产生强烈的相互作用,起到稳定化合物的作用。而共价键是两个原子之间最常见的化学键,它是由原子之间共享一对电子来形成的,这样它们之间就能够形成稳定的化合物,共价键通常比离子键更加强大。
离子键和共价键都可以在水溶液中发生反应,但它们的机理却不太一样。离子键是在水溶液中由离子的电荷差异引起的,它会导致离子间的相互作用,而共价键是由原子之间共享一对电子而形成的。因此,当离子键和共价键在水溶液中发生反应时,它们之间的电荷是不同的,这也是它们发生反应的机理不一样的原因。
离子键和共价键都是化学反应中不可缺少的部分,它们之间的特性也不尽相同,不同的化合物就是由它们形成的稳定键所组成的,所以要想了解一种物质的性质,就必须正确理解它的化学键的特性。
1 第10章 共价键与分子结构习题解答
1. 写出下列物质的Lewis结构式并说明每个原子如何达到八电子结构:HF,H2Se,H2C2O4(草酸),CH3OCH3(甲醚),H2CO3,HClO,H2SO4,H3PO4。
解: ,,,, ,,。
上述分子中的原子除H原子外,其他原子通过所形成的共价键共有电子和价电子层孤对电子共同构成8电子结构。
2、用杂化轨道理论说明下列化合物由基态原子形成分子的过程(图示法)并判断分子的空间构型和分子极性:HgCl2,BF3,SiCl4,CO2,COCl2,NCl3,H2S,PCl5。
解:
①HgCl2
HgCl2分子的中心原子为Hg原子。基态时Hg原子的价电子构型为6s2。当Hg原子与Cl原子相遇形成HgCl2时,Hg的6s轨道中的1个电子激发到1个6p轨道,然后6s轨道和该6p轨道采用sp杂化形成2个等同的sp杂化轨道:
并分别与两个Cl原子的3p单电子轨道重叠形成2个Hg-Cl σ键。HgCl2分子构型是直线形,为非极性分子。
②BF3
BF3分子的中心原子是B原子。基态时B原子的价电子构型为2s22p1。当B原子与F原子相遇形成BF3分子时,B原子2s轨道中的1个电子激发到1个空的2p轨道,然后采用sp2杂化形成3个等同的sp2杂化轨道:
并分别与3个F原子2p单电子轨道重叠形成3个B-F σ键。BF3 分子构型是平面三角形,为非极性分子。
③SiCl4
Si原子为SiCl4的中心原子,基态时价电子构型为3s23p2,当Si原子与 2 Cl原子相遇形成SiCl4分子时,Si原子3s轨道的1个电子激发到一个空的3p轨道,然后采用sp3杂化形成4个等同的sp3杂化轨道:
并分别与4个Cl原子3p单电子轨道重叠形成4个Si-Cl σ键。SiCl4分子构型是正四面体,为非极性分子。
④CO2
C原子为CO2的中心原子。基态时C原子价电子构型为2s22p2,当C原子与O 原子相遇形成CO2分子时,C原子2s轨道的1个电子激发到一个空的2p轨道,然后采用sp杂化形成2个等同的sp杂化轨道:
共价键及分⼦结构知识梳理
共价键及分⼦结构知识梳理】
⼀、共价键1-1共价键的实质、特征和存在
实质:原⼦间形成共⽤电⼦对
特征:a.共价键的饱和性,共价键的饱和性决定共价分⼦的。b.共价键的⽅向性,共价键的⽅向性决定分⼦的。
1-2共价键的类型
σ键:s-sσ键、s-pσ键、p-pσ键,特征:轴对称。
π键:p-pπ键,特征:镜像对称
【⽅法引领】σ键和π键的存在规律
σ键成单键;π键成双键、三键。
共价单键为σ键;共价双键中有1个σ键、1个π键;共价三键中有1个σ键、2个π键。
对于开链有机分⼦:σ键数=原⼦总数-1;π键数=各原⼦成键数之和-σ键数(环状有机分⼦,σ键数要根据环的数⽬确定)
原⼦形成共价分⼦时,⾸先形成σ键,两原⼦之间必有且只有1个σ键;σ键⼀般⽐π键牢固,π键是化学反应的积极参与者。
形成稳定的π键要求原⼦半径⽐较⼩,所以多数情况是在第⼆周期元素原⼦间形成。如CO2分⼦中碳、氧原⼦之间以p-pσ键和p-pπ键相连,⽽SiO2的硅、氧原⼦之间就没有p-p π键。
【课堂练习1】
(1)下列说法不正确的是A.⼄烷分⼦中的6个C-H和1个C-C键都为σ键,不存在π键
B.⽓体单质中,⼀定有σ键,可能有π键
C.两个原⼦间共价键时,最多有⼀个σ键
D.σ键与π键重叠程度不同,形成的共价键强度不同
(2)有机物CH2=CH-CH2-C≡CH分⼦中,C-Hσ键与C-Cσ键的数⽬之⽐为;σ键与π键的数⽬之⽐为。
⼆、键参数——键能、键长与键⾓2-1键能的意义和应⽤
a.判断共价键的强弱
b.判断分⼦的稳定性
c.判断物质的反应活性
d.通过键能⼤⼩⽐较,判断化学反应中的能量变化
【思考】
⽐较C-C和C=C的键能,分析为什么⼄烯的化学性质⽐⼄烷活跃,容易发⽣加成反应?2-2键长的意义和应⽤
键长越短,往往键能越⼤,表明共价越稳定。(键长的长短可以通过成键原⼦半径⼤⼩来判断)2个原⼦间的叁键键长<双键键长<单键键长
2-3键⾓的意义
键⾓决定分⼦的空间构型,是共价键具有⽅向性的具体表现。
第10章 共价键与分子结构
Molecular Structure 分子结构
Chemical bond 化学键
ionic bond 离子键
covalent bond 共价键
metallic bond 金属键
valence bond theory 价键理论
hybrid orbital theory 杂化轨道理论
valence shell electron pair repulsion theory 价层电子对互斥理论
molecular orbital theory 分子轨道理论
quantum mechanics 量子力学
Valence Electrons 价电子
saturation feature of covalent bond 共价键的饱和性
orientation feature of covalent bond 共价键的方向性
principle of the greatest overlapping 最大重叠原理
Lewis Structures 路易斯结构
Octet Rule 八隅体规则
Sigma bond σ sigma键
Pi bond π pi 键