结构化学基础第2章

结构化学基础第2章
第2章：化学键
化学键是两个或多个原子之间形成的一种连接，通过原子之间的电子重新分布来形成。

2.1共价键
共价键是原子之间通过共享电子形成的化学键。

共享的电子对位于形成共价键的两个原子的价层。

共价键分为纯共价键和极性共价键。

2.1.1纯共价键
在纯共价键中，两个原子之间的电子完全共享，没有电荷转移。

纯共价键通常形成于同种元素之间，如氧气中的氧气分子（O2）。

2.1.2极性共价键
极性共价键中，电子不完全共享，而是倾向于一个原子。

这导致部分正电荷在一个原子周围，部分负电荷在另一个原子周围。

最常见的极性共价键是形成在非金属和金属之间的键。

2.2离子键
离子键是由正离子和负离子之间的电荷吸引力形成的化学键。

在离子键中，一个或多个电子从一个原子转移到另一个原子，形成正离子和负离子。

通常情况下，离子键形成于金属和非金属之间。

2.3金属键
金属键是金属原子之间形成的一种化学键。

金属键的特点是金属原子
间存在自由流动的电子，这些电子负责将金属原子连接在一起。

由于电子
的自由流动，金属具有高导电性和高热传导性。

2.4非共价键
非共价键不涉及电子的共享或转移，而是由分子之间的吸引力或相互
作用形成。

2.4.1氢键
氢键是通过氢原子与高电负性原子（如氮、氧和氟）的非共价相互作
用形成的键。

氢键较弱，但在许多生物分子（如蛋白质和DNA）中具有重
要的功能。

2.4.2范德华力
范德华力是非极性分子之间的瞬时相互吸引力。

这种相互作用是由于
分子内的电子云在其中一瞬间不对称分布，而导致周围分子的电子云发生
变化。

范德华力较弱，但在大量分子之间的积累下可以产生显著影响。

2.4.3电荷转移相互作用
电荷转移相互作用是带正电荷的分子与带负电荷或部分负电荷的分子
之间的相互吸引力。

这种相互作用在分子中往往建立了高度充电的极性键。

2.5其他重要概念
2.5.1结合能
结合能是形成化学键时释放或吸收的能量。

共价键的结合能取决于共
享电子的强度，离子键的结合能取决于相互作用的离子之间的电荷和距离。

2.5.2键长
键长是两个原子之间的距离。

共价键的键长取决于原子半径和相互作用，离子键的键长取决于离子半径和电荷。

2.5.3分子形状
分子形状是由共价键的长度、角度和离子键的存在所决定的。

分子形
状对于分子的性质和反应性起着重要的作用。

总结：化学键是形成化学物质的基本力，包括共价键、离子键、金属
键和非共价键。

共价键通过电子的共享形成，可以纯共价键和极性共价键。

离子键由正离子和负离子之间的吸引力形成。

金属键由金属原子的自由流
动电子连接在一起。

非共价键包括氢键、范德华力和电荷转移相互作用。

结合能、键长和分子形状是影响化学键的重要概念。