路易斯1916年搞了个共价键理论,说原子都想变成稀有气体那样稳定,不是非得靠电子转移搞成离子键,而是可以共享电子对来实现。比如两个H共用一对电子,就都像He一样稳了。
这种结构叫路易斯结构式,除了成键的电子对,还得标上没参与成键的孤对电子。比如 H:H 或 H—H,还有 :N≡N:、O=C=O,乙炔就是 H—C≡C—H。
有些分子能画出好几种合理的结构,比如HOCN能写三个式子,到底哪个更靠谱?看形式电荷——q = 价电子数 - 孤对电子数 - 成键电子数的一半。谁越接近零就越稳,所以Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ。
路易斯牛在提出了新键型,解释了电负性差小的元素怎么成键。但没讲清这键到底啥本质,而且像BCl?、PCl?这种没凑够8电子的就解释不了,挺尴尬。
后来1927年,Heitler和London用量子力学算了H?,搞懂了氢原子之间化学键的本质,还推广到别的分子,就成了价键理论(VB法)。
简单说,两个原子各带一个单电子,靠近时自旋相反配对,轨道一重叠,能量降下来就成键了。共用电子对越多,分子越稳。所以大家能成多少键就尽量成。
比如H?有一个共价键,HCl也是一个。氮气N??N是2s?2p?,三个单电子,所以两氮之间能拉三个共价键。CO也类似,三对电子成三键,但有一对特别点——是由O单独出电子,C和O的2p轨道重叠形成的,这种叫配位键。条件就是一个原子有孤对电子,另一个有空轨道能接上。配位化合物里很常见。
共价键有两个特点:饱和性和方向性。
饱和性就是你能成几根键,取决于你有几个单电子(包括激发出来的)。比如O有两个单电子,只能和两个H结合成水;C最多四个单电子,就能和四个H形成CH?。
方向性是因为原子轨道在空间有固定形状,要最大程度重叠才稳,所以成键必须讲究角度。比如HCl,Cl的3p轨道和H的1s得沿着z轴怼上去才能最大重叠;Cl?也是,得对好了方向才行。
再说键型,两原子连线叫键轴。按成键方式分主要两种:
σ键:成键轨道绕键轴转任意角度,图形都不变,也就是圆柱形对称,键轴是它的旋转轴。
这种结构叫路易斯结构式,除了成键的电子对,还得标上没参与成键的孤对电子。比如 H:H 或 H—H,还有 :N≡N:、O=C=O,乙炔就是 H—C≡C—H。
有些分子能画出好几种合理的结构,比如HOCN能写三个式子,到底哪个更靠谱?看形式电荷——q = 价电子数 - 孤对电子数 - 成键电子数的一半。谁越接近零就越稳,所以Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ。
路易斯牛在提出了新键型,解释了电负性差小的元素怎么成键。但没讲清这键到底啥本质,而且像BCl?、PCl?这种没凑够8电子的就解释不了,挺尴尬。
后来1927年,Heitler和London用量子力学算了H?,搞懂了氢原子之间化学键的本质,还推广到别的分子,就成了价键理论(VB法)。
简单说,两个原子各带一个单电子,靠近时自旋相反配对,轨道一重叠,能量降下来就成键了。共用电子对越多,分子越稳。所以大家能成多少键就尽量成。
比如H?有一个共价键,HCl也是一个。氮气N??N是2s?2p?,三个单电子,所以两氮之间能拉三个共价键。CO也类似,三对电子成三键,但有一对特别点——是由O单独出电子,C和O的2p轨道重叠形成的,这种叫配位键。条件就是一个原子有孤对电子,另一个有空轨道能接上。配位化合物里很常见。
共价键有两个特点:饱和性和方向性。
饱和性就是你能成几根键,取决于你有几个单电子(包括激发出来的)。比如O有两个单电子,只能和两个H结合成水;C最多四个单电子,就能和四个H形成CH?。
方向性是因为原子轨道在空间有固定形状,要最大程度重叠才稳,所以成键必须讲究角度。比如HCl,Cl的3p轨道和H的1s得沿着z轴怼上去才能最大重叠;Cl?也是,得对好了方向才行。
再说键型,两原子连线叫键轴。按成键方式分主要两种:
σ键:成键轨道绕键轴转任意角度,图形都不变,也就是圆柱形对称,键轴是它的旋转轴。
