甲极性共价键的两种化学元素,其电负性差是显着的,但不接近纯粹的离子特性之间形成的一个。因此,它是非极性共价键和离子键之间的强中间相互作用。
之所以说是共价的,是因为理论上在两个键合的原子之间电子对是平等共享的。也就是说,两个电子相等地共享。E·原子提供电子,而·X贡献第二个电子以形成E:X或EX共价键。
在极性共价键中,电子对不均分。资料来源:加布里埃尔·玻利瓦尔(GabrielBolívar)。
但是,如上图所示,两个电子不在E和X的中心,这表明它们在两个原子之间以相同的频率“循环”。相反,它们更接近X而不是E。这意味着X由于其更高的电负性而吸引了这对电子。
由于键的电子比E更接近X,因此在X周围会形成一个高电子密度区域δ-;而在E中,出现电子贫乏区δ+。因此,您会产生电荷极化:极性共价键。
特点
极性度
共价键本质上非常丰富。它们几乎存在于所有异质分子和化合物中。因为最终它是在两个不同的原子E和X结合时形成的。但是,存在共价键比其他极性更强的极性,要找出这一点,必须求助于电负性。
X的负电性越高,E的负电性(电正性)越小,则所得的共价键将具有更大的极性。估算此极性的常规方法是通过以下公式:
χ X - χ Ë
其中χ是根据鲍林标度的每个原子的电负性。
如果此减法或减法的值在0.5到2之间,则它将是极性键。因此,可以比较多个EX链接之间的极性程度。在情况下获得的值是大于2,我们所说离子键中E + X -和不Ë δ+ -X δ-。
然而,EX键的极性不是绝对的,而是取决于分子的周围环境。即,在分子-EX-中,E和X与其他原子形成共价键,后者直接影响所述极性。
产生它们的化学元素
尽管E和X可以是任何元素,但并不是所有的元素都会引起极性共价键。例如,如果E是一个高度正电性金属如碱性那些(锂,钠,钾,铷和铯),且X为卤素(F,Cl,Br和I),它们将趋向于形成离子化合物(钠+氯-)而不是分子(Na-Cl)。
这就是为什么通常在两个非金属元素之间发现极性共价键的原因;在非金属元素和某些过渡金属之间的程度较小。查看元素周期表的p块,您可以选择多种方法来形成这些类型的化学键。
极性和离子性
在大分子中,考虑键的极性不是很重要。它们是高度共价的,其电荷分布(富电子或贫电子区域所在的位置)比定义其内部键的共价程度更引人关注。
然而,双原子或小分子,所述极性È δ+ -X δ-相当相对的。
对于在非金属元素之间形成的分子,这不是问题。但是当过渡金属或准金属参与时,我们不再仅说极性共价键,而是说具有一定离子特性的共价键;就过渡金属而言,鉴于其性质,具有共价配位键。
极性共价键的例子
一氧化碳
碳和氧之间的共价键是极性的,因为前者是较少负电(χ C ^ = 2.55)比第二(χ Õ = 3.44)。因此,当我们看到CO,C = O,或CO -债券,我们就知道他们是极性键。
HX
卤化氢HX是理解双原子分子中极性键的理想例子。以氢的电负性(χ ħ = 2.2),我们可以估算这些卤化物如何极性是彼此:
-HF(HF),χ ˚F(3.98) - χ ħ(2.2)= 1.78
-HCl(H-CL),χ 氯(3.16) - χ ħ(2.2)= 0.96
-HBr(H-BR),χ 溴(2.96) - χ ħ(2.2)= 0.76
-HI(HI),χ 我(2.66) - χ ħ(2.2)= 0.46
请注意,根据这些计算,HF键是最极性的键。现在,用百分比表示的离子特性是另一回事。由于氟是所有离子中最具负电性的元素,因此这一结果不足为奇。
当电负性从氯下降到碘时,H-Cl,H-Br和HI键的极性也会降低。HI键应该是非极性的,但实际上是极性的,并且也很“脆”。容易折断。
哦
OH极性键也许是最重要的:由于它与水的偶极矩协作,生命得以存在。如果我们估计氧气和氢气的电负性之间的差异,我们将得到:
χ Ô(3.44) - χ ħ(2.2)= 1.24
但是,水分子H 2 O具有其中两个键HOH。这以及分子的角几何及其不对称性使其成为高极性化合物。
NH
NH键存在于蛋白质的氨基中。重复相同的计算,我们得到:
χ Ñ(3.04) - χ ħ(2.2)= 0.84
这反映出NH键的极性小于OH(1.24)和FH(1.78)。
丑陋
Fe-O键很重要,因为它的氧化物存在于铁矿物质中。让我们看看它是否比HO更极性:
χ Ô(3.44) - χ 的Fe(1.83)= 1.61
因此,正确地假设Fe-O键比HO(1.24)键极性更大;或者说的是:Fe-O的离子特征比HO高。
这些计算用于找出各个链路之间的极性程度;但是它们还不足以确定化合物是否具有离子性,共价性或离子性。
参考文献
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