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共价键的特征共价键具有饱和性
发布时间:2019-01-10   点击次数:30次
      

  共价键是化学键中重要的一类,包括:极性键、非极性键、配位键、单键、双键、叁键、σ键、π键等类别。共价键之一原子间通过共用电子对(电子云重叠)所形成的化学键叫做共价键。共价键之二原子间通过共用电子对(电子云重叠)所形成的化学键叫做共价键。共价键又称原子键。

  同种原子间形成的共价键,共用电子对不偏向任何一个原子,成键原子都不显电性,这种键称为非极性键。例如H2、Cl2、N2等,在化合物分子中,不同原子间形成的共价键,由于不同原子的电负性不同,共用电子对偏向电负性大的原子,电负性大的原子就带部分负电荷,电负性小的原子就带部分正电荷,这样的键称为极性键。

  同种非金属原子之间,或不同种非金属原子之间成键时,一般都是共价键。在形成共价键时,当自旋方向相反的未成对电子的原子相互接近时,两个核间电子云密度较大,即共用电子对属成键的两原子共有,围绕两个核运动,受两核吸引,在两核间电子云重叠。

  要形成稳定的共价键,必须尽可能使电子云重叠程度大一些,我们知道,除了s电子以外,其它电子云都是有空间取向的,在成键时,要尽可能沿着电子云密度最大的方向发生重叠。例如H2O中,氢原子的1s电子云沿着氧原子的2Px、2Py电子云的空间伸展方向的重叠,才能达到电子云重叠程度最大,形成稳定的共价键,因此共价键具有方向性。元素的原子形成共价键时,当一个原子的所有未成对电子和另一些原子中自旋方向相反的未成对电子配对成键后,就不再跟其它原子的未成对电子配对成键。例如H2O分子中,O原子有两个未成对电子,它只能跟两个H原子的未成对电子配对,因此,共价键具有饱和性。

  原子在形成共价分子时所形成的共价键数目,取决于它所具有的未成对电子的数目。因此,一个原子有几个未成对电子(包括激发后形成的未成对电子),便可与几个自旋方向相反的未成对电子配对成键。此为共价键的饱和性。两个氢原子通过自旋方向相反的1s电子配对形成H-H单键结合成H2分子后,就不能再与第三个H原子的未成对电子配对了。氮原子有三个未成对电子,可与三个氢原子的自旋方向相反的未成对电子配对形成三个共价单键,结合成NH3。⑵共价键的方向性

共价键

  根据原子轨道最大重叠原理,在形成共价键时,原子间总是尽可能沿着原子轨道最大重叠的方向成键。轨道重叠越多,电子在两核间的概率密度越大,形成的共价键就越稳定。除s轨道呈球形对称外,p、d、f轨道在空间都有一定的伸展方向。在成键时为了达到原子轨道的重叠,形成的共价键必然会有一定的方向性。

  例如氢与氯结合形成HCl分子时,氢原子的1s电子与氯原子的一个未成对电子(设处于3px轨道上)配对成键时有三种重叠方式。只有H原子的1s原子轨道沿着x轴的方向向Cl原子的3px轨道接近,才能达到最大的重叠,形成稳定的共价键(图2(1))。

  图2所示的s原子轨道接近px轨道的方式中,原子轨道同号重叠与异号重叠部分相等,正好相互抵消,这种重叠为无效重叠。故氢与氯在这个方向上不能结合。

  图2(3)所示的接近方向中,二原子轨道同号部分重叠较(1)为少,结合较不稳定,氢原子有移向x轴的倾向。共价键的方向性决定了共价分子具有一定的空间构型。
  总结:共价键有饱和性,成单电子的数目就是成键数目;  共价键有方向性,沿轨道方向重叠可产生最大重叠,形成的键最稳定;在所有轨道中只有 s 轨道无方向性,只有 s 轨道之间形成的键无方向性~!

  共价键的稳定性首先与参与键的原子有关,原子间的电负性差越大形成的共价键一般越稳定;原子的原子半径越小形成的共价键也越稳定。还与原子参与组合的价轨道有关(对称性), σ 对称性稳定性一般高于 π ,而 π 又高于 δ 。

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