键参数

王朝百科·作者佚名  2010-01-18  
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键参数能表征化学键性质的物理量称为键参数[1](bond parameter)。共价键的键参数主要有键能、键长、键角及键的极性。

键能

以能量标志化学键强弱的物理量称键能,不同类型的化学键有不同的键能,如离子键的键能是晶格能,金属键的键能是内聚能。化学1中提到的是共价键的键能。拆开1moLH—H键需要吸收436kJ的能量,反之形成1molH—H键放出436kJ的能量,这个数值就是H—H键的键能。如H—H键的键能为436kJ/mol,Cl—Cl的键能为243kJ/mol。不同的共价键的键能差距很大,从一百多千焦每摩至九百多千焦每摩。一般键能越大,表明键越牢固,由该键构成的分子也就越稳定。化学反应的热效应也与键能的大小有关。键能的大小与成键原子的核电荷数、电子层结构、原子半径、所形成的共用电子对数目等有关。

键长

分子中两个原子核间的平均距离称为键长。例如氢分子中两个氢原子的核间距为76pm,H—H的键长为76pm。一般键长越长,原子核间距离越大,键的强度越弱,键能越小。如H—F,H—Cl H—Br,H—I键长依次递增,键能依次递减,分子的热稳定性依次递减。键长与成键原子的半径和所形成的共用电子对等有关。

键角

一个原子周围如果形成几个共价键,这几个共价键之间有一定的夹角,这样的夹角就是共价键的键角。键角是由共价键的方向性决定的,键角反映了分子或物质的空间结构。例如水水是V型分子,水分子中两个H—O键的键角为104度30分。甲烷分子为正四面体型,碳位于正四面体的中心,任何两个C—H键的键角为109度28分。金刚石中任何两个C—C键的键角亦为109度28分。石墨片层中的任何两个C—C键的键角为120度。从键角和键长可以反映共价分子或原子晶体的空间构型。

键的极性

键的极性是由于成键原子的电负性不同而引起的。当成键原子的电负性相同时,核间的电子云密集区域在两核的中间位置,两个原子核正电荷所形成的正电荷重心和成键电子对的负电荷重心恰好重合,这样的共价键称为非极性共价键(nonpolar covalent bond)。如H2、O2分子中的共价键就是非极性共价键。当成键原子的电负性不同时,核间的电子云密集区域偏向电负性较大的原子一端,使之带部分负电荷,而电负性较小的原子一端则带部分正电荷,键的正电荷重心与负电荷重心不重合,这样的共价键称为极性共价键(polar covalent bond)。如HCl分子中的H-Cl键就是极性共价键。

 
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