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物质结构理论文
文章摘要:物质由分子、原子或离子构成,原子由原子核和核外电子构成,原子核由质子和中子构成。原子或离子间通过化学键作用形成物质。化学键有分为离子键和共价键。
共价键
【共价键】原子间通过共用电子对(即电子云的重叠)所形成的化学键。
例如H2分子,两个氢原子的1s电子配对共用,使每个氢原子具有氦原子的稳定结构;又如HCl分子,H原子和Cl原子各提供一个未成对电子,共用的一对电子把两个原子核吸引在一起,形成稳定的HCl分子。
共价键形成的本质是电子云的重叠,例如HCl分子形成时,H原子的1s电子云与氯原子的未成对电子占据的3p电子云重叠,两核间的电子云密度增大,形成HCl分子。
电子云重叠越多,分子越稳定。根据价键理论,两个原子的未成对电子,只有自旋相反,才能配对形成一个共价键。共价键具有饱和性,例如水分子,氢原子形成一个共价键,氧原子可形成两个共价键;在N≡N分子中,两个N 原子以共价叁键相结合。
共价键也具有方向性,s电子云无方向,p电子云和d电子云均有方向性,p和d电子参加成键时,一定要沿着电子云伸展的方向进行重叠,才能形成稳定的分子。共价键的方向性和饱和性使分子具有一定的空间构型。
非金属原子间化合形成共价键,若成键两原子相同,形成非极性共价键;若成健两原子不同,则形成极性共价键(参看共价键形成)。
【化学键】
分子和晶体中相邻两原子或多个原子之间存在的强烈的相互作用。
例如水分子中2个氢原子和一个氧原子之间形成2个共价键,强烈地结合在一起,成为稳定的H2O分子。又如食盐晶体中,钠离子与氯离子通过静电作用强烈地结合在一起,形成稳定的NaCl晶体。
化学键主要包括共价键、离子键和金属键。分子间作用力以及氢键不属于化学键。与化学键相比,分子间作用力很弱,提供较少的能量就能破坏分子间力,使分子晶体的物质熔化,例如冰易熔化成水,被破坏的是分子间力;若使水发生分解,需要高温才能使氢氧共价键断裂。
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