②共價鍵的方向性。原子軌道中,除s軌道呈球形對稱沒有方向性外,p,d,f軌道都具有一定的空間伸展方向。根據最大重疊原理,在形成共價鍵時,原子間總是盡可能地沿著原子軌道最大重疊的方向成鍵。成鍵電子的原子軌道重疊程度越高,電子在兩核間出現的概率密度也越大,形成的共價鍵就越穩固。因此,在形成共價鍵的時候,除了s軌道和s軌道之間在任何方向上都能達到最大程度的重疊外,p,d,f原子軌道的重疊,隻有沿著一定的方向才能發生最大程度的重疊。這就是共價鍵的方向性。
(3)共價鍵的類型:
①根據提供電子對的方式,共價鍵分為普通共價鍵和配位鍵。
配位鍵是一類特殊的共價鍵,它是共用電子對由成鍵原子中的某個原子單方麵提供,另一個原子隻提供空軌道,為成鍵雙方所共用。即A原子有能量合適的空軌道,B原子有孤電子對,B原子的孤電子對所占據的原子軌道和A原子的空軌道能有效地重疊,則B原子的孤電子對可以與A原子共享,這樣形成的共價鍵稱為共價配鍵,以符號A←B表示。
②根據共用電子對是否偏移,共價鍵分為極性鍵和非極性鍵。
極性鍵是電負性不同的兩種非金屬元素之間或者金屬與非金屬元素之間形成的共價鍵。其共用電子對發生偏移。非極性鍵是電負性相同的同種非金屬元素形成的共價鍵。其共用電子對不發生偏移。
③根據共用電子對數,共價鍵分為單鍵、雙鍵、叁鍵。
④根據原子軌道的重疊方式不同,共價鍵可分為σ鍵和π鍵。
σ鍵是由兩個原子軌道沿軌道對稱軸方向相互重疊導致電子在核間出現概率增大而形成的共價鍵,可以簡記為“頭碰頭”。π鍵是成鍵原子的未雜化p軌道,通過平行、側麵重疊而形成的共價鍵,可簡記為“肩並肩”。
(4)共價鍵參數:
共價鍵具有一些表征其性質的物理量,如鍵長,鍵角,鍵能,鍵級等,這些物理量統稱為鍵參數。
鍵級是一個描述鍵的穩定性的物理量。在價鍵理論中,用成鍵原子間共價單鍵的數目表示鍵級。如Cl—Cl分子中的鍵級=1;N≡N分子中的鍵級=3。
鍵能是從能量因素衡量化學鍵強弱的物理量。其定義為:在標準狀態下,將氣態分子AB(g)解離為氣態原子A(g)和B(g)所需要的能量,用符號E表示,單位為kJ/mol。
一般說來鍵能越大,化學鍵越牢固。雙鍵的鍵能比單鍵的鍵能大得多,但不等於單鍵鍵能的兩倍;同樣叁鍵鍵能也不是單鍵鍵能的3倍。
當兩原子間形成穩定的共價鍵時,兩個原子間保持著一定的平衡距離,這距離稱為鍵長,符號l,單位m或pm。在不同分子中,兩原子間形成相同類型的化學鍵時,鍵長相近,即共價鍵的鍵長有一定的守恒性。
鍵角是反映分子空間結構的重要參數。分子中相鄰的共價鍵之間的夾角稱為鍵角,通常用符號θΘ表示,單位為°或′。其數據可以用分子光譜和X射線衍射法測得。如果知道了某分子內全部化學鍵的鍵長和鍵角的數據,那麼這些分子的幾何構型便可確定。
金屬鍵:
金屬鍵是化學鍵的一種,屬於非定域鍵,主要存在於金屬中。金屬晶體靠金屬鍵結合。由於金屬原子隻有少數價電子能用於成鍵,這樣少的價電子不足以使金屬原子間形成正常的共價鍵。因此,金屬在形成晶體時傾向於組成極為緊密的結構,使每個原子擁有盡可能多的相鄰原子,這樣原子軌道可以盡可能多的發生重疊,使少量的電子自由地在較多原子、離子之間運動,將這些金屬原子或金屬離子結合起來。由於電子的自由運動,金屬鍵沒有固定的方向,因而是非極性鍵。金屬鍵有金屬的很多特性。例如一般金屬的熔點、沸點隨金屬鍵的強度而升高。
1.2.2分子間力:
分子間力:
分子間力是1872年由荷蘭物理學家範德華首先發現並提出的。分子中除有化學鍵外,在分子與分子之間還存在著比化學鍵弱得多的相互作用力,稱為分子間力,也叫範德華力。與化學鍵相比,分子間力是比較弱的力。分子間力一般隨相對分子質量的增大而增大。氣體的液化、液體的凝固主要靠分子間力。分子間力是決定物質熔點、沸點、溶解度等物理化學性質的一個重要因素。分子間力又可以分為3種作用力:誘導力、色散力和取向力。
①誘導力。由於極性分子偶極所產生的電場對非極性分子產生影響,使非極性分子電子雲變形(即電子雲被吸向極性分子偶極的正電的一極),結果使非極性分子的電子雲與原子核發生相對位移,本來非極性分子中的正、負電荷重心是重合的,相對位移後就不再重合,使非極性分子產生了偶極。這種電荷重心的相對位移稱為“變形”,因變形而產生的偶極,稱為誘導偶極,以區別於極性分子中原有的固有偶極。誘導偶極和固有偶極就相互吸引,這種由於誘導偶極而產生的作用力,稱為誘導力。在極性分子和非極性分子之間以及極性分子和極性分子之間都存在誘導力。