介绍一下化学键

1定义：化学键（chemical bond）是指分子或晶体内相邻原子（或离子）间强烈的相互作用。 2分类：金属键、离子键、共价键。 化学键的分类 在水分子H2O中2个氢原子和1个氧原子通过化学键结合成水分子 。化学键有3种极限类型 ，即离子键、共价键和金属键。离子键是由异性电荷产生的吸引作用，例如氯和钠以离子键结合成NaCl。共价键是两个或几个原子通过共用电子对产生的吸引作用，典型的共价键是两个原子借吸引一对成键电子而形成的。例如，两个氢核同时吸引一对电子，形成稳定的氢分子。金属键则是使金属原子结合在一起的相互作用，可以看成是高度离域的共价键。定位于两个原子之间的化学键称为定域键。由多个原子共有电子形成的多中心键称为离域键。除此以外，还有过渡类型的化学键：由于粒子对电子吸引力大小的不同，使键电子偏向一方的共价键称为极性键，由一方提供成键电子的化学键称为配位键。极性键的两端极限是离子键和非极性键，离域键的两端极限是定域键和金属键。 离子键与共价键 1、离子键 [1] 是由正负离子之间通过静电引力吸引而形成的，正负离子为球形或者近似球形，电荷球形对称分布，那么离子键就可以在各个方向上发生静电作用，因此是没有方向性的。 2、一个离子可以同时与多个带相反电荷的离子互相吸引成键，虽然在离子晶体中，一个离子只能与几个带相反电荷的离子直接作用（如NaCl中Na+可以与6个Cl-直接作用），但是这是由于空间因素造成的。在距离较远的地方，同样有比较弱的作用存在，因此是没有饱和性的。化学键的概念是在总结长期实践经验的基础上建立和发展起来的，用来概括观察到的大量化学事实，特别是用来说明原子为何以一定的比例结合成具有确定几何形状的、相对稳定和相对独立的、性质与其组成原子完全不同的分子。开始时，人们在相互结合的两个原子之间画一根短线作为化学键的符号 ；电子发现以后 ，1916年G.N.路易斯提出通过填满电子稳定壳层形成离子和离子键或者通过两个原子共有一对电子形成共价键的概念，建立化学键的电子理论。 量子理论建立以后，1927年 W.H.海特勒和F.W.伦敦通过氢分子的量子力学处理，说明了氢分子稳定存在的原因 ，原则上阐明了化学键的本质。通过以后许多人 ，物别是L.C.鲍林和R.S.马利肯的工作，化学键的理论解释已日趋完善。 化学键在本质上是电性的，原子在形成分子时，外层电子发生了重新分布（转移、共用、偏移等），从而产生了正、负电性间的强烈作用力。但这种电性作用的方式和程度有所不同，所以有可将化学键分为离子键、共价键和金属键等。 离子键是原子得失电子后生成的阴阳离子之间靠静电作用而形成的化学键。离子键的本质是静电作用。由于静电引力没有方向性，阴阳离子之见的作用可在任何方向上，离子键没有方向性。只有条件允许，阳离子周围可以尽可能多的吸引阴离子，反之亦然，离子键没有饱和性。不同的阴离子和阳离子的半径、电性不同，所形成的晶体空间点阵并不相同。 共价键是原子间通过共用电子对（电子云重叠）而形成的化学键。形成重叠电子云的电子在所有成键的原子周围运动。一个原子有几个未成对电子，便可以和几个自旋方向相反的电子配对成键，共价键饱和性的产生是由于电子云重叠（电子配对）时仍然遵循泡利不相容原理。电子云重叠只能在一定的方向上发生重叠，。共价键方向性的产生是由于形成共价键时，电子云重叠的区域越大，形成的共价键越稳定，所以，形成共价键时总是沿着电子云重叠程度最大的方向形成（这就是最大重叠原理）。共价键有饱和性和方向性。 1、共价键的形成是成键电子的原子轨道发生重叠，并且要使共价键稳定，必须重叠部分最大。由于除了s轨道之外，其他轨道都有一定伸展方向，因此成键时除了s-s的σ键（如H2）在任何方向都能最大重叠外，其他轨道所成的键都只有沿着一定方向才能达到最大重叠。 共价键的分类 共价键有不同的分类方法。 （1） 按共用电子对的数目分，有单键（Cl―Cl）、双键（C=C）、叁键（C C）等。 （2） 按共用电子对是否偏移分类，有极性键（H―Cl）和非极性键（Cl―Cl）。 （3） 按提供电子对的方式分类，有正常的共价键和配位键（共用电子对由一方提供，另一方提供空轨道。如氨分子中的N―H键中有一个属于配位键）。 （4） 按电子云重叠方式分，有σ键（电子云沿键轴方向，以“头碰头”方式成键。如C―C。）和π键（电子云沿键轴两侧方向，以“肩并肩”方向成键。如C=C中键能较小的键。）等 2、旧理论：共价键形成的条件是原子中必须有成单电子，自旋方向必须相反，由于一个原子的一个成单电子只能与另一个成单电子配对，因此共价键有饱和性。如原子与Cl原子形成HCl分子后，不能再与另外一个Cl形成HCl2了。 3、新理论：共价键形成时，成键电子所在的原子轨道发生重叠并分裂，成键电子填入能量较低的轨道即成键轨道。如果还有其他的原子参与成键的话，其所提供的电子将会填入能量较高的反键轨道，形成的分子也将不稳定。 像HCL这样的共用电子对形成分子的化合物叫做共价化合物 金属键 1. 概述：化学键的一种，主要在金属中存在。由自由电子及排列成晶格状的金属离子之间的静电吸引力组合而成。由于电子的自由运动，金属键没有固定的方向，因而是非极性键。金属键有金属的很多特性。例如一般金属的熔点、沸点随金属键的强度而升高。其强弱通常与金属离子半径成逆相关，与金属内部自由电子密度成正相关（便可粗略看成与原子外围电子数成正相关）。 2. 改性共价键理论：在金属晶体中，自由电子作穿梭运动，它不专属于某个金属离子而为整个金属晶体所共有。这些自由电子与全部金属离子相互作用，从而形成某种结合，这种作用称为金属键 [1] 。由于金属只有少数价电子能用于成键，金属在形成晶体时，倾向于构成极为紧密的结构，使每个原子都有尽可能多的相邻原子(金属晶体一般都具有高配位数和紧密堆积结构)，这样，电子能级可以得到尽可能多的重叠，从而形成金属键。上述假设模型叫做金属的自由电子模型，称为改性共价键理论。这一理论是1900年德鲁德(drude)等人为解释金属的导电、导热性能所提出的一种假设。这种理论先后经过洛伦茨(Lorentz,1904)和佐默费尔德(Sommerfeld,1928)等人的改进和发展，对金属的许多重要性质都给予了一定的解释。但是，由于金属的自由电子模型过于简单化，不能解释金属晶体为什么有结合力，也不能解释金属晶体为什么有导体、绝缘体和半导体之分。随着科学和生产的发展，主要是量子理论的发展，建立了能带理论。

1. 离子键与化学键的比较 类型 成键本质 成键条件 表示方法（电子式） 离子键 阴、阳离子间通过静电作用形成 成键原子得、失电子能力差别很大 共价键 非极性键 相邻原子间通过共用电子对（电子云重叠）与原子核间的静电作用形成 成键原子得、失电子能力相同 极性键 成键原子得、失电子能力差别较小 2. 化学键与分子间作用力的比较 类型 化学键 分子间作用力 概念 相邻原子间强烈的相互作用 把分子聚集在一起的作用力 存在 分子内或某些晶体内 分子间 强弱 作用较强，一般在 10~600 作用较弱，一般只有 性质影响 主要影响物质的化学性质，化学反应的本质就是旧化学键的断裂和新化学键的形成过程 主要影响物质（由分子构成）的熔沸点、溶解度等物理性质 3. 离子键的强弱与阴、阳离子的半径大小以及电荷数的多少有关。离子半径越小，电荷数越多，离子键的作用就越强。 共价键的强弱与成键双方原子核间距有关。原子半径越小，原子核间距就越小，共价键就越牢固，作用就越强。 离子键的强弱影响离子化合物的熔沸点、溶解度等，共价键的强弱往往会影响分子的稳定性或一些物质的熔沸点。 化学键的强弱与成键微粒的关系 4. 化学键与物质类别的关系1）只含有非极性共价键的物质：同种非金属元素形成的单质，如金刚石等。2）只含有极性共价键的物质：一般是不同种非金属元素形成的共价化合物如，氨气。3）既含有极性键又含有非极性键的物质 过氧化氢。4）只含有离子键的物质：活泼金属与活泼非金属形成的化合物 氯化钠。5）既含有离子键又含有非极性键的物质 过氧化纳。6）同时含有离子键、共价键和配位键的物质 氯化铵7）只含有共价键而无范德华力的化合物：原子晶体的化合物 碳化硅。8）无化学键的物质：稀有气体，如氦、氖、氩等。

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