化学键(二)
用图解搞懂化学键类型、形成机制与性质差异
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化学键(二)
用图解搞懂化学键类型、形成机制与性质差异
电子式
上页我们区分了离子键和共价键,但电子究竟「在哪里」「怎么搬家或合租」?这就需要化学家的速写本——电子式。
离子键=电子彻底过户;共价键=两人合租,共用电子对居中
结构式
上一页我们用电子式看清了每个原子「身边」有几个价电子、共用了几对。但只知道「电子怎么排」还不够——我们还想知道「谁和谁牵着手」。结构式正好回答后者。
节点是原子,连线是共价键;分子式像通讯录名单,结构式才是关系网
分子空间结构
结构式把分子画在纸面上,是一张'俯视图'。但分子是立体的——同样的原子连接,空间排列不同,性质可能天差地别。
同样的积木块,搭成高塔或平铺——形状不同,能承受的力、能放的场景都不同
分子间作用力
根据结构式和分子空间结构,我们已能判断分子是否显极性;可水的相对分子质量比甲烷小,室温却是液体。差别不只在“分子长什么样”,还在分子间吸引有多强。
砂粒间的摩擦不磨碎砂粒,只让两片不易分离;阻力大小类比分子间吸引强弱。
范德华力
你撕开一封快递,塑料包装自己吸在手上很难抖落——这背后正是范德华力。
一根钩几乎无感,但数百万根钩同时咬合,就能牢牢抓住整件衣物
氢键
上页范德华力普适但弱。可 H₂O 沸点 100°C,远高于同族 H₂S(-60°C)、H₂Se(-41°C),HF、NH₃ 也同族反常——是什么在「额外用力」拉住它们?这就是氢键。
H 像这小孩:已抓一个电负性原子(共价键),又去抓另一个(氢键),第二个'拉手'就是氢键
价电子与 8 电子稳定结构
前面我们看到水分子有特定空间结构,分子间还有氢键维系。但你想过没有——分子内部,原子之间为什么能紧紧抱在一起?答案藏在最外层电子里。
都需凑齐指定数量门槛才能享受最优待遇——团购享折扣,原子享最低能量
化学反应的本质(化学键观
前几页我们认识了离子键、共价键这些「牵手」方式。那化学反应到底发生了什么?——本质上,就是这些「牵手」在重新洗牌。
拆旧房要花力气(断键吸能),盖新房释放价值(成键放能);盈亏取决于新旧总价值对比
本节要点
- ✓分子内为化学键,分子间为分子间作用力,分属两个层级
- ✓描述共价分子:电子式、结构式、空间结构缺一不可
- ✓氢键不是化学键,是特殊的分子间作用力
- ✓反应本质=旧键断裂+新键形成,能量取决于键能差
- ✓8电子稳定有例外,如BF3、BeCl2,需具体判断
课后思考
先独立思考再看参考答案,每题花 3 分钟琢磨,比答案本身更有价值。
参考答案Xe 原子半径大、外层电子受核束缚弱,强电负性的 F 可将外层电子拉入成键;Ar 半径小、电子紧密束缚、难以参与反应。8 电子规则对大原子或 d 轨道可参与时不适用。
参考答案O 电负性大、半径小,可与 H 形成氢键,分子间作用力强;S 电负性小、半径大,无法形成氢键,仅有较弱的范德华力,故 H₂S 沸点远低于 H₂O。
参考答案VSEPR 中:CO₂ 中心 C 有 2 对成键电子对、无孤对电子对,故呈直线型;H₂O 中心 O 有 2 对孤对电子对,孤对电子排斥更强,将两个 O-H 键压缩为约 104.5°。