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为什么共价化合物中共用电子?

编辑:网友投稿来源:互联网整理更新时间:2020-12-17 08:52:15

真正理解化学键的方法,而不是试着去遵循记忆的规则,是记住所有的键都是以某种方式由质子和电子之间的相互吸引产生的,因为它们的电荷是相反的。让我们看看当两个氢原子形成共价键生成H2分子时会发生什么。

氢原子自然地相互吸引。我们知道这一点是因为H2是氢在通常情况下最稳定的形式。我们需要提供能量,使H2分子中的H原子相互分离。假设我们向H2分子提供足够的能量,使两个原子无限远地分开。现在我们画出它们的势能,因为我们允许它们一起回来。这张草图以图形的方式展示了能源方面的情况:

为什么共价化合物中共用电子?

当两个原子相距非常远时,它们的结合势能逐渐上升,并在无限分离时达到一个极限值。如果我们释放它们,它们就会自己回来,它们的势能就会降低。它们回来是因为一个原子的电子和另一个原子的质子之间的吸引力大于两个质子之间的斥力和两个电子之间的斥力(记住,氢只是一个质子和一个电子)。当两个原子越来越接近时,势能以井底的形式减小到最小值。这是成键距离,在这里,一个原子的电子和另一个原子的质子之间的吸引力达到最大值。如果原子再被强迫在一起,质子-质子的斥力和电子-电子的斥力开始超过一个原子中的电子-另一个原子中的质子-原子的引力,原子的综合势能上升。现在它们想搬回井底,自然地呆在那里。这是它们成键的时候。

这个解释有点抽象,所以让我们再深入一点。我们知道原子中的电子以轨道的形式存在,具有一定的允许能量。电子无处可去,大部分时间只能停留在轨道的范围内。我们把轨道中的电子看作是带负电荷的电子云。那么当两个氢原子到达井底时,它们的电子云发生了什么呢?

为什么共价化合物中共用电子?

原子什么时候会以成键轨道的形式共享电子?当原子间电负性差很小(大约小于1.7)时,它们共享电子。因此,本讨论描述了共价键在H2O、C6H12O6、SF6等物质中的基本思想。
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