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🔗 化学键

原子之间的连接方式,构成分子的力量

知识讲解

化学键是原子之间强烈的相互作用力,它将原子结合形成分子或晶体。根据成键方式和电子的分布情况,化学键主要分为离子键、共价键和金属键三种类型。

离子键

阴阳离子之间通过静电作用形成的化学键。通常形成于活泼金属与活泼非金属之间。

例: Na⁺ + Cl⁻ → NaCl
特点: 无方向性、无饱和性
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共价键

原子间通过共用电子对形成的化学键。通常形成于非金属元素之间。

例: H· + ·H → H:H
特点: 有方向性、有饱和性
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金属键

金属阳离子与自由电子之间的强烈相互作用。存在于金属单质和合金中。

金属阳离子沉浸在"电子海"中
特点: 无方向性、导电导热

📊 三种化学键对比

性质 离子键 共价键 金属键
成键粒子 阴阳离子 原子 金属阳离子和自由电子
成键本质 静电作用 共用电子对 电子海作用
形成条件 电负性差 > 1.7 电负性差 < 1.7 金属原子
方向性
饱和性
典型物质 NaCl、CaO H₂O、CO₂ Fe、Cu

⚡ 离子键详解

离子键是带相反电荷的离子之间的静电引力。当活泼金属(如Na、K)与活泼非金属(如Cl、O)化合时,金属原子失去电子形成阳离子,非金属原子得到电子形成阴离子。

NaCl 形成过程演示

Na

钠原子 (1个价电子)

+
Cl

氯原子 (7个价电子)

Na⁺
Cl⁻

氯化钠 (离子键)

📝 离子键特征

  • 熔沸点高:离子晶体需要克服离子键才能熔化或沸腾
  • 硬度大:离子键强,离子晶体硬度较大
  • 熔融或溶解时导电:产生自由移动的离子
  • 固态不导电:离子不能自由移动

🤝 共价键详解

共价键是原子间通过共用电子对形成的化学键。根据共用电子对的来源,共价键可分为极性共价键和非极性共价键。

🔄 非极性共价键

相同原子之间形成的共价键,共用电子对不偏向任何一方。

H-H、Cl-Cl、O=O
N≡N、C-C

🔀 极性共价键

不同原子之间形成的共价键,共用电子对偏向电负性大的原子。

H-Cl、H-O-H
δ⁺H-Clδ⁻

📝 共价键参数

  • 键长:成键原子核间的平衡距离,键长越短,键越强
  • 键能:破坏化学键所需的能量,键能越大,键越稳定
  • 键角:分子中相邻化学键之间的夹角,决定分子构型

σ键和π键

性质 σ键 π键
形成方式 头碰头重叠 肩并肩重叠
电子云分布 轴对称,集中在两核之间 镜面对称,分布在键轴上下
键能 较大 较小
旋转性 可自由旋转 不能旋转
存在 所有共价键 双键、三键中

⚙️ 金属键详解

金属键是金属阳离子与自由电子之间的强烈相互作用。金属原子失去价电子形成阳离子,失去的电子成为自由电子,在整个金属晶体中自由移动。

📝 金属键解释金属特性

  • 良好的导电性:自由电子在外电场作用下定向移动
  • 良好的导热性:自由电子与金属离子碰撞传递能量
  • 延展性:金属离子相对滑动,自由电子保持键合
  • 金属光泽:自由电子吸收并重新发射光

🧩 趣味问答

1. 下列哪种化合物中含有离子键?
A. NaCl
B. H₂O
C. CO₂
D. O₂
2. 下列关于共价键的说法,正确的是?
A. 共价键没有方向性
B. 共价键有饱和性
C. 离子键比共价键更强
D. 金属键是共价键的一种
3. 双键由几个σ键和几个π键组成?
A. 1个σ键和1个π键
B. 2个σ键
C. 2个π键
D. 1个σ键和2个π键