化學鍵形成
化學試劑,九料化工商城 / 2020-11-17
如果原子連結起來并形成化合物就放出能量，原子和它們的化合物的能量主要由它們的電子排布方式來決定。故此如果電子的重排能導致它們處于較低的能態(tài)，則化合物的生成便可實現.
電子的位置可以按以下兩種方式之一發(fā)生變化:一個原子可以將一個或更多的電子完地轉移給另一個原子或者兩個原子可以共享這些電子，當發(fā)生電子完全轉移時，原子A+和B-變成為離子A和B(或A2+，B2-，等等一一當有多于ー個電子轉移時)然后由于相反電荷間的靜電吸引的結果便連結在一起。這樣形成的鍵為離子鍵(或電價鍵)，當原子間由于享電子而成鍵時，這種鍵便稱為共價鍵，我們將討論這兩種不同形式的鍵，說明所頂期的鍵是屬于哪一種鍵，并分別在本章和第五章表明化合的性質如何取決于它們的化學鍵本性.
離子鍵的性質
如果A+B-比原來的A和B所處的能量較低則可形成離子鍵，結果就使A和B連結起來(我們著重從只有一個電子被轉移的最簡單情況開始論述).
離子鍵的構形有三個步驟。每一個步驟都有能量改變，只有總的能量變化有利于鍵的形成才能實現。第一步為從A移去一個
電子形成正離子A+(圖2-3)，這一步要給原子A以電離能(第一章第二節(jié))，第二步是電子加入到B而形成負離子B，這一步涉及B的電子親和能(第一章第二節(jié))，若電子親和能是正的(如Ⅶ族的原子)，這一步便有助于降低總能量，最后一步為相反電荷的離子間的靜電吸引，其結果降低了總能量，由此可見當A有低的電離能(因而從能量方面易于移去電子)，B有高的電子親和能(這樣當電子加入B時便獲得一些能量)，并且離子景靜在一起時(因而大大促進庫倉力的相互作用)，最易于形成離子鍵。
具有相對較低的電離能的是第族和第Ⅱ族的那些原子，只要給以較小的能量就可以使它們失去價電子，故可頂期它們將構成離子鍵，一且失去了它們的價電子以后，再要移去原子實中的任一個電子，需要克服的力量就很大，故原子實中的電子不可能參與成鍵.
具有相對較高的電子親和能的是第族的那些原子，因為加入的電子進到價電子層中的，有利于與原子核的不同電荷相互作用。具有閉合層結構的物質例如離素離子或情性氣體原子，都有較低(甚至是負的)的電子親和能，這是因為再加入的電子必須進到原子閉合層外的另一個新電子層，在那里它只能微弱地與遠離且被屏蔽的原子核相互作用。
以上討論說明離子鍵易于在周期表左邊和右邊的原子間形成，電子的轉移可以一直進行到原子失去或獲得足夠的電子而達成閉合層結構，這種性質可概括為原子具有力求達到情性氣體結構的傾向這是早期化學家們提出的(特別是路易斯于1918年所提出的)八隅規(guī)則的基礎，并由他們表示為原子趨向于獲得穩(wěn)定的八隅電子結構(即現代原子論中的S2、P2的閉合層)。
八隅規(guī)則并不意味著工族和Ⅱ族原子“需要”失去電子，或Ⅵ族和Ⅶ族原子“需要”得到電子。而是指出只要僅涉及價電子，則離子間的靜電作用就強烈到足以克服電離能和電子親和能的結合效應。超出閉合層(要移去原子實中的電子和使電子加入到閉合層)則需要非常高的能量以致不可能從離子間的相互作用求得補償，因而，總的來說在能量上是不利的.
"點-叉"是概括表示離子鍵形成的簡單方式。它們可用于討論所有各種離子化合物，例如A+B-，A2+(B-)2，等等。一個原子的價電子用點表示，而另一個原子的價電子則用叉表示，于是B的價電子層中的空隙被從A轉移來的電子所填滿。這可由下列例子加以說明（九料化工http://f670.cn/）.
例:表示出下列化合物中電子的排列:(a)KBr，(b)K0O，(c)CaCl2，(d)MgO.
方法:所有這些物質都是工或Ⅱ族的金屬元素與Ⅵ族和Ⅶ族的非金屬元素構成的化合物，它們應屬于離子化合物，因為它們的鍵是由電子的完全轉移而構成的:轉移足夠數目的電子使正離子和負離子都完成閉合層結構，注意工族元素的原子可失去一個電子，族可失去兩個電子;Ⅵ族元素的原子可接受兩個電子，Ⅶ族可接受一個電子，為辯認電子的由來用表示從一個原子移出的電子，用?表示從另一個原子轉來的電子。只需表示出最外層的電子就可以了.
解答：
（a）｛K×Br}→{K+×Br},或K+Br-
(b) ｛K×O×K}→{K+×(×O×)²- K+},或(K+)?O²-
(c) ｛CI×c=Ca×CI}→{(CI×)-Ca²+(×CI)-},或Ca²+(CI-)²
(d) ｛×Mg×O}→{Mg²+(×O×)²-},或Mg²+O²-
評注:雖然這里的電子按照它們由哪個原子而來作了區(qū)分，但不能為這些電子有所不同;用?表示與用×表示的電子是相同的。
雖然“點一叉”圖容易畫出和應用簡單，但與說明法幾乎沒有什么不間，無論如何它們都是抓住離子鍵構成的主要特點，即電子的轉移和離子間的靜電吸引，這樣的電子轉移已為離子型固體的x線行射實驗所證實(第五章)，并由薛定諤方程求解一對原子趨近時的結果而得到理論上的支持(圖2-4)，這種類型的計算生動地表明起始時(a)，兩個原子有它們通常的電子數;兩者都是中性的(Li比F大ー些，因為氟的原子核Z=9，強力控制著它所有的電子).在(C)上所舉的三種能量貢獻有利于電子轉移，電子便跳到F上，使它稍為大些，而在旁邊留下小的類氨的工Li+離子。當Li+離子移動得更靠近時，F-的電子排布便開始變形，使氟離子的電子傾向于將Li離子吸引到它的近旁，在(e)這個階段，Li+離子開始因共享它失去的電子而復原，故該鍵開始失去它的純離子型的性質而具有共價鍵的特性.這就突出了這樣的事實:沒有一種鍵是純粹的離子鍵.
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.jpg "圖2-3離子鍵的形成鍵")
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