该化学键是管理持有组成物质的原子结合在一起的力量。每种物质都有一个特征性的化学键，该化学键由一个或多个电子的参与组成。因此，结合气体中原子的力例如不同于金属。
元素周期表中的所有元素（氦和稀有稀有气体除外）都可以彼此形成化学键。但是，这些的性质会根据形成它们的电子来自哪些元素而被修改。解释键类型的基本参数是电负性。
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两个原子之间的电负性（ΔE）差异不仅定义了化学键的类型，还定义了化合物的物理化学性质。这些盐的特征在于具有离子键（高ΔE），许多有机化合物（如维生素B 12）（具有较高的ΔE）具有共价键。
在较高分子结构中，每条线代表共价键。楔形表明链接从平面出现（朝向读者），带下划线的部分位于平面后面（远离读者）。注意，存在双键（＝）和与五个氮原子和R侧链配位的钴原子。
但是为什么会形成这种化学键呢？答案在于参与原子和电子的能量稳定性。这种稳定性必须平衡电子云和原子核之间经历的静电排斥力，以及原子核对相邻原子电子的吸引力。
化学键的定义
许多作者已经给出了化学键的定义。在所有这些中，最重要的是物理化学家GN Lewis，他将化学键定义为两个原子之间的一对电子的参与。如果原子A和B可以贡献一个电子，则单键A：B或A – B将在它们之间形成。
在形成键之前，A和B会间隔一段不确定的距离，但是在键合中，现在有一个力将它们保持在双原子化合物AB中，并保持键距（或长度）。
特点
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这种将原子保持在一起的力的特征是什么？这些更多地取决于A和B之间的链接类型，而不是其电子结构。例如，链接A – B是定向的。这是什么意思？由电子对的联合施加的力可以表示在一个轴上（好像它是一个圆柱体）。
同样，这种结合需要能量断裂。该能量可以以kJ / mol或cal / mol的单位表示。一旦将足够的能量（例如通过加热）施加到化合物AB上，它将分解成原始的A·和B原子。
键越稳定，分离键原子所需的能量就越大。
在另一方面，如果在化合物AB的键是离子，A +乙- ，那么这将是一个无方向性的力。为什么？因为A +上施加乙的吸引力-更多依赖于在空间中两种离子分离比它们的相对位置的距离（反之亦然）。
吸引和排斥的该字段汇集其它离子形成所谓的晶格（顶部图像：将A +阳离子位于由四个乙包围-阴离子，并且这些由四个包围甲+阳离子，等等）。
化学键如何形成？
AA同核化合物
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为了使一对电子形成键，必须首先考虑许多事情。原子核，例如A的原子核，具有质子，因此为正。当两个A原子相距很远时，即在较大的核间距离（上图）处，它们不会受到任何吸引。
随着两个A原子接近其原子核，它们吸引了相邻原子（紫色圆圈）的电子云。这就是吸引力（相邻紫色圆圈上的A）。但是，A的两个原子核彼此排斥，因为它们是正原子，并且该力增加了键的势能（垂直轴）。
在核间距内，势能达到最小值。也就是说，吸引力和排斥力（图像下部的两个A原子）是平衡的。
如果此距离之后此距离减小，则键合将导致两个原子核彼此非常排斥，从而使AA化合物不稳定。
因此，要形成键，必须在能量上有足够的核间距。而且，原子轨道必须正确重叠才能使电子键合。
异核化合物AB
如果不是A的两个原子而是A的一个和B的另一个连接在一起怎么办？在这种情况下，上部图将发生变化，因为一个原子比另一个原子具有更多的质子，并且电子云的大小将有所不同。
由于在适当的核间距离处形成了A – B键，因此电子对将主要存在于最负电性的原子附近。所有异核化合物都是这种情况，它们构成了已知（将要知道）的绝大多数。
尽管没有详细介绍，但是有许多变量直接影响原子的接近方式和化学键的形成。有些是热力学的（反应是自发的？），是电子的（原子的轨道有多充满或多空），还有一些是动力学的。
化学键的类型
链接具有一系列将它们彼此区分开的特征。其中几个可以分为三个主要类别：共价，离子或金属。
尽管有些化合物的键属于单一类型，但实际上许多化合物都是由每个字符的混合组成。该事实是由于形成键的原子之间的电负性不同。因此，一些化合物可以是共价的，但是在它们的键中具有某些离子特性。
同样，键的类型，结构和分子量是定义物质宏观特性（亮度，硬度，溶解度，熔点等）的关键因素。
-共价键
共价键是到目前为止已经解释过的那些。在它们中，两个轨道（每个中一个电子）必须与原子核重叠一段适当的核间距离。
根据分子轨道理论（TOM），如果轨道的重叠是正面的，则会形成sigmaσ键（也称为简单键或简单键）。而如果轨道由相对于核间轴的横向和垂直重叠形成，则我们将具有π键（双键和三键）：
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简单链接
如图所示，σ键沿核间轴形成。尽管未显示，但A和B可能具有其他键，因此具有各自的化学环境（分子结构的不同部分）。这种类型的连杆的特点是其旋转动力（绿色气缸），并且是所有连杆中最坚固的。
例如，氢分子中的单键可以绕核间轴（H – H）旋转。同样，假想的CA – AB分子也可以。
链接C – A，A – A和A – B旋转；但是，如果C或B是原子或一组大原子，则A –旋转在空间上受阻（因为C和B会碰撞）。
在几乎所有分子中都发现了单键。只要其轨道的重叠是正面的，它的原子就可以具有任何化学杂交。回到维生素B 12的结构，任何单线（-）表示一个单键（例如–CONH 2键）。
双重连结
双键键合要求原子（通常）是sp 2杂化的。垂直于三个sp 2杂化轨道的纯p键形成双键，显示为灰色薄片。
请注意，单键（绿色圆柱）和双键（灰色纸）同时存在。但是，与单键不同，双键绕核间轴的旋转自由度不同。这是因为，要旋转，链节（或金属箔）必须断裂；需要能量的过程。
同样，键A = B比A – B更具反应性。它的长度更短，原子A和B的原子间距离更短；因此，两个原子核之间的排斥力更大。断裂单键和双键都比分离A-B分子中的原子需要更多的能量。
在维生素B 12的结构中，可以观察到几个双键：C = O，P = O，并且在芳环内。
三键
三键甚至比双键短，并且其旋转受到更大的动力阻碍。在其中，形成两个彼此垂直的π键（浅灰色和紫色薄片）以及一个键。
通常，A和B原子的化学杂化必须是sp：相距180º的两个sp轨道和垂直于第一个的两个纯p轨道。请注意，三键看起来像桨，但没有旋转动力。该键可以简单地表示为A≡B（N≡N，氮分子N 2）。
在所有共价键中，这是最活泼的。但是同时，需要更多的能量来完全分离原子（·A：+：B·）。如果维生素B 12在其分子结构中具有三键，其药理作用将发生巨大变化。
六个电子参与三键；一双，四个电子；和简单或简单的两个。
这些共价键中的一个或多个的形成取决于原子的电子可用性。也就是说，要获得一个八位位合价的电子，它们的轨道需要多少个电子。
非极性键
共价键由两个原子之间相等的电子对共享组成。但这仅在两个原子具有相同的电负性的情况下才完全正确。也就是说，具有将电子密度从其周围吸引到化合物中的相同趋势。
非极性键的特征在于电负性差为零（ΔE≈0）。这在两种情况下发生：在同核化合物（A 2）中，或者在键的两面的化学环境均等价的情况下（H 3 C – CH 3，乙烷分子）。
非极性键的例子见以下化合物：
-氢（H – H）
-氧气（O = O）
-氮（N≡N）
-氟（F – F）
-氯（Cl-Cl）
-乙炔（HC≡CH）
极性键
A：当有两个原子之间的电负性ΔE一个显着差异，偶极矩沿键轴形成δ+ -B δ-。在杂核化合物AB的情况下，B是最负电的原子，因此，它具有较高的电子密度δ-。而负电性最低的A具有δ+电荷不足。
为了产生极性键，必须连接两个具有不同负电性的原子。从而形成异核化合物。A – B就像一块磁铁：它有一个正极和一个负极。这允许它通过偶极-偶极力与其他分子相互作用，其中氢键。
水具有两个极性共价键，即H – O – H，其分子几何形状是有角的，这会增加其偶极矩。如果其几何形状是线性的，那么海洋将蒸发并且水的沸点将降低。
化合物具有极性键的事实并不意味着它是极性的。例如，四氯化碳CCl 4具有四个C-Cl极性键，但由于其四面体排列，偶极矩最终在矢量上被消除。
亲属或协调链接
当一个原子放弃一对电子以与另一个原子形成共价键时，我们就称为导数或配位键。例如，具有B：可用电子对，以及A（或A +），具有电子空位，则B：形成键。
在维生素B 12的结构中，五个氮原子通过这种共价键与Co的金属中心相连。这些氮将其自由电子对释放给Co 3+阳离子，金属与它们配位（Co 3+：N–）
另一个例子可以在氨分子的质子化反应中形成氨：
H 3 N：+ H + => NH 4 +
请注意，在两种情况下，都是氮原子贡献电子。因此，当一个原子单独贡献一对电子时，就会形成定或共价键。
同样，水分子可以被质子化为水合氢（或氧鎓）阳离子：
H 2 O + H + => H 3 O +
与铵阳离子不同，水合氢离子仍然具有一对自由电子（H 3 O：+）。但是，很难接受另一个质子形成不稳定的水合氢离子H 4 O 2+。
-离子键
资料来源：
图为盐的白色山丘。所述盐的特征在于具有晶体结构，即对称且有序。高熔点和高沸点，熔化或溶解时具有高电导率，并且其离子也被静电相互作用牢固结合。
这些相互作用组成了所谓的离子键。在第二图像的A +阳离子包围由四个乙-阴离子显示出，但是这是一个二维表示。在三维中，A +应该有其他B阴离子-在前面和平面的后面，形成各种结构。
因此，A +可以有六个，八个甚至十二个邻居。晶体中围绕离子的邻居数称为配位数（NC）。对于每个NC，都会关联一种类型的晶体排列，这又构成了盐的固相。
在盐观察到的对称和方位的结晶，通过建立的平衡是由于静电引力（A的交互+乙-和排斥）（A +甲+，B -乙- ）。
训练
但是，为什么不A +和B - ，或Na +和Cl - ，形成娜-氯共价键？因为氯原子比钠金属具有更大的负电性，所以其特征还在于非常容易放弃电子。当这些元素相遇时，它们放热反应生成食盐：
2Na（s）+ Cl 2（g）=> 2NaCl（s）
两个钠原子放弃他们的单价电子（钠·），以Cl组成的双原子分子2，从而形成氯-阴离子。
钠阳离子和氯离子之间的相互作用，尽管它们的键较共价键弱，但能使它们牢固地结合在固体中。这一事实反映在盐的高熔点（801ºC）中。
金属键
资料来源：Pixnio
化学键的最后一种是金属。这可以在任何金属或合金零件上找到。由于电子不从一个原子传到另一个原子，而是像金属一样穿过金属，像金属一样传播，因此它的特点是与众不同。
因此，金属原子（比如说铜）将它们的价原子轨道相互混合形成导带。电子（s，p，dof）通过这些原子绕过原子并使它们紧密结合在一起。
根据穿过金属晶体的电子数量，为能带提供的轨道以及原子的堆积，金属可以是软的（如碱金属），硬的，有光泽的或良好的电导体。热。
将金属原子（例如组成图像中的小矮人和笔记本电脑的那些金属）保持在一起的力大于盐的力。
可以通过实验验证这一点，因为在机械力作用之前，盐的晶体可以分为两半；而金属片（由很小的晶体组成）会变形。
链接示例
以下四种化合物包含说明的化学键类型：
-Sodium氟化物，氟化钠（钠+ ˚F - ）：离子型的。
-钠，钠：金属。
-氟，F 2（F-F）：非极性共价，由于两个原子之间存在相同的ΔE，因此它们之间没有空位。
-氟化氢，HF（HF）：极性共价，因为在该化合物中，氟比氢更具负电性。
有化合物，如维生素B 12，同时具有极性和离子共价键（在负电荷的磷酸基团-PO的4 - -）。在某些复杂的结构中，例如金属团簇，所有这些类型的链接甚至可以共存。
物质在所有表现形式中都提供了化学键的例子。从池塘底部的石头和周围的水，到在其边缘嘶哑的蟾蜍。
尽管键很简单，但分子结构中原子的数量和空间排列方式为化合物的丰富多样性提供了条件。
化学键的重要性
化学键的重要性是什么？没有化学键会释放出无法估量的后果，这突出了它在自然界中的巨大重要性：
-没有它，颜色将不存在，因为它的电子不会吸收电磁辐射。大气中存在的灰尘和冰粒将消失，因此天空的蓝色将变暗。
碳无法形成其无穷无尽的链，数十亿的有机和生物化合物从中产生。
-蛋白质甚至不能在其组成氨基酸中定义。糖和脂肪会消失，生物体内的任何碳质化合物也会消失。
-地球将没有大气层，因为在其气体中没有化学键的情况下，将没有力将它们保持在一起。它们之间也没有丝毫的分子间相互作用。
-山可能会消失，因为它们的岩石和矿物质虽然很重，但不能将其原子堆积在其晶体或无定形结构中。
-世界将由无法形成固体或液体物质的孤立原子组成。这也将导致物质的所有转化都消失；也就是说，不会发生化学反应。随处可见气体。
参考文献
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