什么是化學(xué)鍵？有哪些類型？
實(shí)驗(yàn)室k / 2019-04-30
物質(zhì)是由原子、分子或離子組成的，這些結(jié)構(gòu)微粒靠著化學(xué)鍵、分子間力或氫鍵而結(jié)合在一起。由于結(jié)合力的性質(zhì)不同，致使物質(zhì)的種類繁多，性質(zhì)也各異。
物質(zhì)分子或晶體里，直接相鄰原子或離子之間存在的主要和強(qiáng)烈的相互作用叫做化學(xué)鍵。由于各元素原子的電子層結(jié)構(gòu)不同，在形成分子或晶體時，由于它們之間的相互作用也不一樣。因此化學(xué)鍵的類型也不同。主要有：
（1）離子鍵
離子鍵的靜電吸引理論認(rèn)為：相互化合的原子，有通過電子得失而達(dá)到穩(wěn)定電子排布的傾向，得到的陰、陽離子間保持吸引和排斥間的平衡，構(gòu)成離子鍵。離子鍵的特點(diǎn)是無方向性和飽和性。應(yīng)當(dāng)提醒的是，百分之百的離子鍵是沒有的。單鍵的離子性百分?jǐn)?shù)可由電負(fù)性差△X來估算，一般△X＞1．7時就可認(rèn)為形成了離子鍵（這時單鍵的離子性百分?jǐn)?shù)超過50％）。由離子鍵可形成離子型化合物。從能量來看，離子化合物的形成使整個體系能量降低，因而離子化合物是穩(wěn)定的。離子的電子層構(gòu)型、離子半徑以及離子電荷這三個特征，是影響離子型化合物各種性質(zhì)的重要因素。
（2）共價鍵
對共價鍵的本質(zhì)真正深入認(rèn)識是從本世紀(jì)三十年代開始的。這是由于量子力學(xué)的理論應(yīng)用到分子結(jié)構(gòu)中才逐步形成現(xiàn)代共價鍵理論。現(xiàn)代共價鍵理論主要有兩種：現(xiàn)代價鍵理論和分子軌道理論。
現(xiàn)代價鍵理論（VB法）認(rèn)為：當(dāng)成鍵原子相互接近時，其自旋相反的成單電子相互配對，原子軌道發(fā)生重送，核間電子云密度加大，核間距減小，體系總能量降低，形成了穩(wěn)定的共價鍵。共價鍵有飽和性和方向性，這是由成鍵原子所具有的成單電子數(shù)目和成鍵時要使軌道發(fā)生最大重迭所決定的。根據(jù)軌道重迭部分對鍵軸分布的對稱性不同，可將共價鍵分為σ鍵和π鍵等。
分子軌道理論（MO法）是從分子整體出發(fā)，把分子看成是一個多核的統(tǒng)一體。分子中每個電子都田繞著整個分子運(yùn)動，分子中的電子也有不同的空間運(yùn)動狀態(tài)稱分子軌道。有效分子軌道是由符合三條原則——最大重選、對稱性匹配和能量相近的原子軌道組合而成的。一般說來有幾條原子軌道就組成幾條有效分子軌道，其中一半比原來的原子軌道能量低稱為成鍵軌道，另一半比原來的原子軌道能量高稱為反鍵軌道。成鍵和反鍵分子軌道按能量由低到高的順序可以組成分子軌道能級圖。對第一、二周期各元素，由于原子軌道能量不同，組成兩種分子軌道能級圖，一種是：
σ1s＜σ1s*＜σ2s＜σ2s*＜π2py~π2pz＜σ2px＜π2py*~π2pz*＜σ2px*
適用于氮及氮以前元素組成的同核雙原子分子。另一種是：
σ1s＜σ1s*＜σ2s＜σ2s*＜σ2px＜π2py~π2pz＜π2py*~π2pz*＜σ2px*
適用于氧及氧以后元素組成的同核雙原子分子。
分子中的電子填入分子軌道仍然遵循能量最低原理、保里不相容原理和洪特規(guī)則。
成鍵軌道電子總數(shù)減去反鍵軌道電子總數(shù)其值的一半叫做鍵級。鍵級越大、鍵能也越大、鍵長就短、鍵就越強(qiáng)，所組成的分子就越穩(wěn)定。
（3）金屬鍵
金屬原子價電子較少（一般是一兩個），易脫落電子成陽離子，在金屬中脫落下的電子可以流動，陽離子又可以捕獲電子變成原子。因此，金屬中有自由電子，它們不停地在金屬原子和離子間進(jìn)行交換，產(chǎn)生靜電作用，從而把金屬原子（或離子）牢固地“膠合”在一起，構(gòu)成金屬鍵。這就是金屬鍵的自由電子（或電子氣）理論。因此，也可把金屬鍵看作是一種共有化程度很高的、具有離域特征的共價鍵。但它沒有飽和性和方向性。
（4）配位鍵
共價鍵的共用電子對是由兩個成鍵原子的某一方提供而成的，叫配位鍵。
配位鍵形成的條件：凡電子接受體有價層空軌道，電子給予體有孤電子對時，二者就可能形成配位鍵。它通常存在于一些簡單分子或配合物中。
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