CB04 分子中键类型的符号表示

目标:阐明怎样用路易斯(Lewis)结构来表示不同的分子及其化学键的。

原子间通过价电子的重排达到稀有气体结构。这可以通过几个例子来阐明。

插图中是一些原子及其电子结构的实例。图中仅画出了价电子。如果两个相邻原子的电负性差别小于1.7,那么它们会共享两个电子形成一个成键电子对。

如果电负性差别大于1.7,那么具有较低电负性的原子会失去其的价电子而电负性较高的原子获得这些电子,通过这种方式,两 个原子都达到了稀有气体结构。

分子总是试图达到最稳定的状态(即能 量最低)。因此,它们的价电子总是尽可能地 成对来降低它们的排斥力。这是所涉及的电 子采用更有利的自旋(电子围绕它们自身的轴旋转)状态的结果。

在化学键中原子的外层轨道上有两种电子对:成键电子对,用来形成化学键;孤电子对,在必要的时候用来形成其他键。

 

 

 

 

电子对通常用一短横线来表示,由此可得路易斯结构式(Lewis structural formula)。原则上讲,路易斯结构仅用于电中性分子或多原子离子中的共价成键的原子。

  • NaF
    DEN = EN(F) - EN(Na) = 4.0 - 0.9 = 3.1
    两个原子的电负性差别非常大。很明显,会形成离子键。钠原子失去一个电子而达到稀有气体氖(Ne) 的结构。氟原子接受这个电子,使最外层轨道获得 8 个电子,与稀有气体氖(Ne)的结构相同。


  • CaCl2
    DEN = EN(Cl) - EN(Ca) = 3.0 - 1.0 = 2.0
    两个原子的电负性差别仍然很大。形成离子键。钙原子失去两个电子而达到稀有气体结构。由于氯原子仅需获得一个电子就可以达到稀有气体结构,因此一个钙原子与两个氯原子结合。
    Ca --> Ca2+ + 2 e-
    2 (Cl + 1 e- --> Cl1-)

  • Na2CO3
    为了写出路易斯结构,首先应明确分子的构成,即原子之间的成键关系。

    两个钠原子与两个氧原子成键。因此,钠原子的两个电子提供给由一个碳原子和三个氧原子形成的多原子的碳酸根基团。由此,形成了带有两个负电荷的碳酸根离子。

    DEN = EN(O) - EN(Na) = 3.5 - 0.9 = 2.6
    导致离子键的形成。

    中心碳原子和三个氧原子成键。
    DEN = EN(O) - EN(C) = 3.5 - 2.5 = 1.0
    导致共价键的形成。
    因此,在这个分子中,涉及了两种不同类型的化学键:碳酸根离子是由共价键形成的多原子离子,它通过离子键与钠离子结合。