健的其它性質(zhì)
化學試劑,九料化工商城 / 2020-11-19
共價鍵的突出特點是鍵的定向性質(zhì)，對于原子存在有特定的位置，在這些位置上原子最有效地共卒電子對，結(jié)果，當原予恰好處于特定的位置時，便具有最低的能量，因此，我們可以說由于共價鍵分子以確定的鍵長和鍵角面具有一定的形狀，而且，一且所有電子對已經(jīng)共享，就不能再與其它分子構(gòu)成鍵。因而共價鍵化合物趨向于結(jié)構(gòu)輪那確定、離散的(但不一定是細小的)原子。典型的例子是水分予，烴類、蛋白質(zhì)和DNA等，一些品體例如鉆石可以看作是巨大的共價單鍵分子。
相反，離子鍵沒有明確定向的特性，因為靜電的庫侖力是各向同性的。再者，一個離子可以吸引不止一個帶相反電荷的離子，故可形成龐大的離子集合體，這就是離子化合軸(如食鹽)通常以巨大的晶體點陣存在的原因。
配價鍵
當一個原子(A)提供兩個電子于ー個鍵時便構(gòu)成配價鍵，氨和三氟化硼B(yǎng)F3之間的鍵可作為例子，它導致加成化合物H3NーBF3的形成(圖2-22).這種類型的鍵與正常的共價鍵間沒有根本的差別，其穩(wěn)定性的依據(jù)恰是相同的唯一的差別只是用于構(gòu)成鍵的電子來課不同而已。
極性健和電負性
.jpg "配價或配位鍵的構(gòu)成")
共價鍵可分為極性鍵和非極性鍵，在非極性鍵中沒有電荷的再分配.這些原子是電中性的，在氫分子以及在所有同核的雙原子分子中的鍵都是非極性的」中的每一個C一C健也是非極性的，當成鍵而在原子上留有都分電荷時便成為極性鍵，事實上，離子鍵可以當作是極性共價鍵的一種極端形式，因為一個電子完全由一個原子較移到另一個原子，其結(jié)果生成了A+B-，當電子只是從一個原子稍為移向另一個原子時，原來的原子便留下少量的正電荷，而另一個原子則帶有少量負電荷，這種非極端情況便是通常的極性鍵。以氯化氫分子為例，它有一個極性共價鍵，電子稍為偏向氯面成為H?一C1?-;在水分予中也有英似的移動，結(jié)果電荷的分布為
O²-
?+H/ \H?+;苯中六個C一健都略帶極性，共價健中極性的存在表明，不能把它看作嚴格純粹的共價鍵，而應該意識到它多少具有離子鍵的特征.
衡量原子形成極性鍵的傾向性的適宜標度是原子的電負性.電負性通常用χ(希臘字母讀chi)表示，其值與原子的電離能和電子親合能的平均值成正比，表2-1中列出電負性的一些數(shù)值，而圖2-23則說明了原子電負性按周期表橫行逆變的情況。
表2-1波林（Pauling）電負性X
---------------------------------------------------------------------------------------
H
2.20
Li Be B C N O P
0.98 1.57 2.04 2.55 3.04 3.44 3.98
Na Mg AI Si P S C1
0.93 1.31 1.61 1.90 2.19 2.58 3.16
K Ca Br
0.82 1.00 2.96
Rb Sr I
0.82 0.95 2.66
一個電離能高(使它難于移去原子中的電子)、電子親和能也高(意味著能量上有利于使其它電子附著到它上面)的原子具有大的電負性，當這樣的原子參與成鍵時，它便傾向于獲得電子而不失掉電子，因而易于形成一個極性鍵的負端:在極端情況下便成為一個負離子，鹵素原子就是典型的例子、相反，一個電子親和能低(獲取電子的能量效益低)，電離能也低(能量上易于失去電子)的原子具有小的電負性。這樣的原子傾向于失去其價電子給電負性較大的原子，因而成為一個極性鍵的正端，甚至可以成為一個正離子。堿金屬原子就是典型的例子(見表2-1）。
原子的電負性使我們能夠推斷鍵的極化程度，電子傾向于聚集到電負性較大的原子附近:因此電負性較大的原子就容易得到一些負電荷所以鍵的極性方向可以很簡單地從比較電負性的大小而作出判斷。例如H和C的電負性為x(H)=2.20，x(C)=2.55，這就表明在C一H鍵中有電荷轉(zhuǎn)移向碳原子上，故此必須理解到所形成的鍵為C?-一H?+.在O一H鍵中電負性差別更大，雖然從極性的意義上看仍是0一H但有更多的負電荷轉(zhuǎn)移到氧上.這說明了水分子有顯著的極性，對于水作為溶劑所起的作用來說這種極性是極其重要的.
偶極矩
分子極性的強弱以其偶極矩的大小來量度，在圖2-24中說明偶極矩的定義:若正電荷q與負電荷-q分開的距離為R，則偶極矩的大小為p=qR，若一個分離出來的NaCl單體可看做一對電荷為+e和一e的離子(這里-e為一個電子的電荷)，則其偶極矩的大小為eR，R為鍵長。從光譜已知R=251pm(微微米)，因此可以推斷p=(1.602×10-19C)x(251×10-12m)=4.02×10-29C·m
偶極矩的單位規(guī)定用研究極性分子的創(chuàng)始人一一德拜( Debye)命名，以D表示。1D當于3.336×10-30C.m，在這個例子中，偶極矩為12.1D、與大多數(shù)分子相比這個數(shù)很大,因為NaC1單體是離子化合物，若以氯化氫分子為例，則其=1.08D.
H2的偶極矩為零，因為這個鍵是非極性的。O一H的偶極矩是由它的極性而來的，其值為1.3D這個值比NaC1單體的偶極矩小得多，因為O一H只是O?-ーH?+而不是O- H+.C-H鍵的偶極矩更小，約為0.5D，因為C一H鍵的極性比O一H鍵還要小.
雖然分子中含有極性鍵，但其總的偶極矩仍可為零,這是山于每個鍵的偶極矩可以排列得很對稱而互相抵消，在苯中六個C一H鍵的偶極矩(圖2-25)對稱地排列，相對的一對鍵的偶極矩互相抵消，總的結(jié)果使這個分子成為極性分子，甲烷的四個C一且偶極矩對稱地排列在三維的空間中，雖然較難觀察出相互抵消的作用，但事實上是這樣，整個分子也是非極性的、相反，水分子是彎形的兩個O一H鍵的偶極不能互相抵消，結(jié)果水是有極性的(P=1.84D)
例:下列分子中哪些具有偶極矩:(a)HC1(b) Cl2: (c)CO2: (d)CHCL3?
方法:依據(jù)分子的對稱性找出答案。同核的雙原子分子和對稱的直線形分子不能有電偶極矩，在多原子分子的情況可由分子的形狀判斷鍵的偶極矩能否互相抵消.
解答:(a)HCl是異核雙原子分子，因而具有偶極矩.因為C1的負電性比大，故該分子的極性為H?+C1b-.
(b)Cl2是同核雙原子分子，因而不具有偶極矩.
(c)CO2是直線對稱的多原子分子，因此，沒有偶極矩，或者說，根據(jù)這個分子的對稱性而得出分子中兩個C=O鍵的偶極矩相互抵消的結(jié)果.
(d)CHCl3是四面體，但C一H鍵偶極矩不能與三個C-Cl偶極矩互相抵消。因此它具有極性。由于CI比H的負電性大，H原子是個偶極的正端，而CI原子為其負端.
評注，這些分子的偶極矩的實驗值為(a)1.08D、(b)0，(C)0和(d)1.01D.
偶極矩對于判斷一種物質(zhì)是否可用作離子化合物的溶劑具有極大的重要性。這是因為溶劑分子與離子之間的作用能對于促使離子化合物的溶解有很大的幫助。在諸如水等極性液體(由極性分子組成的液體)中，分子偶極的負端(O原子)強烈地吸引正離子，而偶極正端(一對原子)則強烈地吸引負離子，像苯這樣的分子沒有凈偶極矩(偶極矩的總和為零)，不能以與水同樣的方式相互作用。故此非極性液體的苯不能溶解離子型物質(zhì)，而水對離子型物質(zhì)的溶解則非常有利.(判斷一種液體是否具有極性的一種快捷方法是將一支帶電荷的棍棒靠近從滴定管流出的一串液流:如果這串液流偏移，則該液體就是極性的，)
金屬塊實際是在電子海洋中大量正離子的有序陣列，從鍵論的觀點來說，一塊金屬象一個氫分子，只不過大ー些而已反之，一個氫分子就象一小薄片金屬一一它是電子海洋中的兩個正離子(H+)，不過，這個海洋僅僅由兩個電子組成，象是一個小泥坑。金屬中這個海洋的流動性關(guān)系到它們的導電特性、反射性，延展性以及可鍛性，我們將在第五章固體中再作討論(九料化工http://f670.cn/)。
健的其它性質(zhì)提要
1.一個同核雙原子分子為兩個相同的原子所組成，一個異核雙原子分子為兩個不同原子所組成，而一個多原子分子則為多于兩個的任何數(shù)目的原子所組成。
2.鍵形成的準則是伴隨電子重新組合，能量有所降低。
3.鍵可分為離子鍵(電子完全轉(zhuǎn)移)和共價鍵(電子共享);配價鍵是由一個原子提供兩個電子的一種共價鍵.
4.當一個原子具有低的電離能而另一個具有高的電子親和能時，這兩個原子之間便可形成離子鍵.
5.一旦原子達到情性氣體閉合層的結(jié)構(gòu)(穩(wěn)定的八網(wǎng)結(jié)構(gòu))，成鍵的趨向就得到滿足，因為形成這樣的結(jié)構(gòu)后電離能很高而電子親和能很低，達到這樣的結(jié)構(gòu)在轉(zhuǎn)移電子時便獲得更多的能量效益.
6.共價鍵的強度可以認為是由于在核間區(qū)域堆集了電子，這些電子起著一種“靜電膠粘劑”作用的緣故.
7.多原子分子的基本形狀可以根據(jù)電子對移動至彼此距離最大，以使其相斥作用減到最小的原則來推斷.
8.分子結(jié)構(gòu)的化合價層電子對相斥作用( VSEPR)的論述，發(fā)展了這樣一種論點.就分子中電子對之間的相斥作用以孤電子對為最強.
9.解離能是斷開一個鍵所需的能量.
10.當兩個原子共享一對電子時便形成單鍵，當它們共享兩個電子對時便構(gòu)成雙鍵，而當它們共享個電子對時便產(chǎn)生參健
11.一個雙鍵比兩個單鍵弱些，因為電子對處在較為不利的位置上.雙鍵不能扭變.
12.一個叁鍵比三個單鍵更弱些，這種X-C-C一Y結(jié)構(gòu)是直線形的.
13.苯的穩(wěn)定性是由離城作用引起的，這種作用降低了電子電子的相斥作用，使分子采取一種平面六邊形的結(jié)構(gòu)，這種額外的穩(wěn)定性稱為離域穩(wěn)定作用(或共振穩(wěn)定作用).
14.離子鍵是非定向的，可導致形成龐大的聚集體.
15.共價鍵通常具有確定的方向，特定的幾何結(jié)構(gòu).
16.極性鍵屬于共價鍵，在這種鍵中電子為不均等的共享，結(jié)果在鍵中產(chǎn)生偶極矩.
17.原子對于共享電子對間的相對吸引力的大小以其電負性來衡量，有大的電負性的原子(在周期表右邊的那些原子)吸引電子的能力最強，并形成偶極的負端.
18，金屬是正離子在可流動的電子海洋中的有序陣列.
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