离子键和共价键,判断共价键和离子键的原理

第一节 共价键概述

物质多由分子构成，而这些分子又是由原子通过化学键紧密结合而成。

共价键，即为原子间通过共享电子对所建立的相互作用关系。当元素的电负性之差小于1.7时，通常形成共价键。

对于如H₂、HCl、Cl₂等分子，共价键的形成过程如下：

当两个原子相遇，它们的共用电子对带有负电荷，对两个原子核均产生静电作用，从而将两个原子牢固地结合在一起。

值得注意的是，特定的原子在形成共价键时，其数量是有限的。例如，一个H原子只能与一个Cl原子共享一个电子对形成HCl分子。这是因为共价键具有饱和性。

例如，H原子需要与另一个H原子或Cl原子等形成稳定的电子对结构。具体来说，H原子的最外层只有1个电子，它需要与另一个原子共享1个电子对来达到2个电子的稳定状态；而Cl原子的最外层有7个电子，它需要与另一个原子共享1个电子对来达到8个电子的稳定结构。

从原子轨道的角度来看，共价键的形成可以这样理解：

如H—H的形成，两个H原子的1s轨道相互靠近并重叠，其中的电子对围绕两个原子核运动，从而将两个带正电荷的原子核“黏结”在一起。

再如H—Cl的形成过程，H原子的1s轨道与Cl原子的一个3p轨道相互靠近并重叠。这两个自旋方向相反的单电子配对成键，形成了一个σ键。

具体地，s轨道呈球形，而p轨道呈哑铃形。它们以“头碰头”的方式进行重叠，这样可使重叠程度达到最大。

当两个原子以“肩并肩”的方式重叠时，便形成了π键。这种情况下，π键的电子云由两块组成，分别位于两原子核构成的平面两侧。

详细解释共价键的相关知识如下：

(1) σ键和π键的主要区别在于它们的形成方式。

(2) 电子云的形状及分布对于理解共价键的特性至关重要。

(3) 共价键的强度差异决定了其稳定性及反应活性。

每个分子在形成时首先且只能形成一个σ键。而π键则需在特定的条件下才能形成。

对于乙烷、乙烯和乙炔等分子的共价键结构进行分析时：

乙烷分子中有7个σ键；乙烯分子包含5个σ键和1个π键；而乙炔则有3个σ键和2个π键。

再分析乙烯、乙炔的性质时提到：

由于乙烷仅含有σ键，其性质相对稳定且不活泼；而乙烯则因含有π键而显示出更高的反应活性。

(4) 2-丁烯（CH₃CH=CHCH₃）出现顺反异构的原因在于其双键中的π键无法围绕键轴旋转。

(5) 关于钠与氯的反应：当元素的电负性差异较大时，电子对通常不会被两原子共用而形成离子键。相反，当电负性差异较小时，则形成共价键。

最后总结共价键的相关知识点：

(1) 分类：按共用电子对的偏移分为极性共价键和非极性共价键；按形成共用电子对的数目分为单键、双键、三键；按原子轨道的重叠方式分为σ键和π键。