高中化学化学键知识点2024.docxVIP

高中化学化学键知识点2024

一、化学键的基本概念

1.化学键的定义

化学键是相邻原子或离子之间强烈的相互作用，这种作用使得原子或离子结合成稳定的分子或晶体。化学键的形成和断裂是化学反应的本质。

2.化学键的分类

根据形成方式和性质的不同，化学键主要分为以下几类：

离子键：由正负离子之间的静电引力形成。

共价键：由原子间共享电子对形成。

金属键：由金属原子中的自由电子与金属阳离子之间的相互作用形成。

分子间作用力：包括范德华力、氢键等，虽然不属于化学键，但对物质的性质有重要影响。

二、离子键

1.离子键的形成

离子键通常在金属和非金属元素之间形成。金属原子失去电子形成阳离子，非金属原子获得电子形成阴离子，阳离子和阴离子通过静电引力结合在一起。

2.离子键的特点

高熔点和沸点：由于离子键较强，需要大量能量才能打破。

导电性：在熔融状态或水溶液中，离子可以自由移动，因此具有导电性。

硬度大、脆性大：离子晶体结构紧密，但受外力时容易发生离子层错位，导致脆性。

3.离子键的实例

NaCl（氯化钠）：钠失去一个电子形成Na?，氯获得一个电子形成Cl?，两者通过离子键结合。

CaO（氧化钙）：钙失去两个电子形成Ca2?，氧获得两个电子形成O2?，形成离子键。

三、共价键

1.共价键的形成

共价键通常在非金属元素之间形成。原子通过共享电子对达到稳定的电子构型。

2.共价键的类型

单键：共享一对电子，如H?中的HH键。

双键：共享两对电子，如O?中的O=O键。

三键：共享三对电子，如N?中的N≡N键。

3.共价键的特点

方向性：共价键的形成依赖于原子轨道的重叠，因此具有方向性。

饱和性：每个原子能形成的共价键数量有限，取决于其未成对电子的数量。

极性：根据共享电子对的偏移情况，共价键可分为极性共价键和非极性共价键。

4.共价键的实例

H?（氢气）：两个氢原子通过共享一对电子形成HH键。

CO?（二氧化碳）：碳和氧通过双键形成O=C=O结构。

四、金属键

1.金属键的形成

金属原子失去外层电子形成阳离子，这些自由电子在金属晶体中自由移动，形成金属键。

2.金属键的特点

导电性和导热性：自由电子可以自由移动，因此金属具有良好的导电性和导热性。

延展性和韧性：金属阳离子可以在自由电子海中滑动，因此金属具有延展性和韧性。

高熔点和沸点：金属键较强，需要大量能量才能打破。

3.金属键的实例

Fe（铁）：铁原子失去电子形成Fe2?或Fe3?，自由电子在晶体中形成金属键。

五、分子间作用力

1.范德华力

范德华力是分子间较弱的作用力，包括诱导力、取向力和色散力。

诱导力：极性分子使非极性分子极化产生的引力。

取向力：极性分子间的相互作用力。

色散力：非极性分子间的瞬时偶极相互作用力。

2.氢键

氢键是特殊类型的分子间作用力，发生在氢原子与电负性较大的原子（如F、O、N）之间。

特点：比范德华力强，但比化学键弱。

实例：水分子间的氢键导致水的沸点较高。

六、化学键与物质性质的关系

1.熔点和沸点

离子化合物：高熔点和沸点，如NaCl。

共价化合物：熔点和沸点取决于分子间作用力，如H?O（高），CH?（低）。

金属：一般具有较高的熔点和沸点，如Fe。

2.导电性

离子化合物：固态不导电，熔融或水溶液中导电。

共价化合物：一般不导电，但某些如石墨例外。

金属：良好导电性。

3.溶解性

离子化合物：易溶于极性溶剂（如水）。

共价化合物：极性分子易溶于极性溶剂，非极性分子易溶于非极性溶剂。

4.硬度和延展性

离子化合物：硬度大，脆性大。

共价化合物：硬度差异大，如金刚石（硬）和石墨（软）。

金属：一般具有良好延展性和韧性。

七、化学键的键能和键长

1.键能

键能是指打断一个化学键所需的能量，反映了化学键的强度。

影响因素：原子半径、电负性差异等。

实例：CH键的键能约为413kJ/mol。

2.键长

键长是两个成键原子核之间的平均距离。

影响因素：原子半径、成键类型等。

实例：CH键的键长约为1.09?。

八、化学键的极性和分子的极性

1.化学键的极性

根据成键原子电负性差异，共价键可分为极性共价键和非极性共价键。

极性共价键：电负性差异较大，电子对偏向电负性大的原子，如HCl。

非极性共价键：电负性差异小或相同，电子对均匀分布，如HH。

2.分子的极性

分子的极性不仅取决于化学键的极性，还取决于分子的几何构型。

极性分子：正负电荷中心不重合，如H?O。

非极性分子：正负电荷中心重合，如CO?。

九、化学键的杂化理论

1.杂化概念

杂化是指原子在成键过程中，不同类型的原子轨道重新组合形成新的等价轨道的过程。

2