10年级
离子键、共价键、金属键
比较离子吸引、共用电子对与离域金属电子;用成键模型解释固体导电、熔化和脆性的差异。
直觉直觉:粒子与变化
盐晶体易碎,铜能导电,蜡在较低温度熔化。它们的结构不同,原子和离子之间的结合方式也不同。
中学阶段学校内容:模型与规则
定义: 核心概念
离子固体靠异号离子间静电吸引;共价键在原子间共享电子密度;金属晶体由离域价电子结合带正电的原子实。
氯化钠是离子晶格,而非独立 NaCl 分子集合。电子转移是便于理解的模型;晶体稳定性来自整个晶格的吸引。
| 键类型 | 结合方式 | 典型性质 |
|---|---|---|
| 离子 | 异号离子间的吸引 | 脆;熔融或溶解时导电 |
| 共价 | 共用电子对 | 分子晶体软;原子晶体很硬 |
| 金属 | 离域电子结合阳离子晶格 | 固态导电;有延展性 |
例题: 例题
为什么固态氯化钠不导电,而熔融态可以导电?
解答
固态晶格中的离子被固定,不能传递电荷;熔融后离子可移动并输运电荷。
例题: 第二个例子
铜、NaCl 晶体、干糖,哪个固态能导电?
解答
只有铜:金属键的电子可移动而导电。NaCl 仅在熔融或溶解时导电;糖不导电。
共价键形成 H₂O 等分子,也可形成金刚石等共价网络。金属因电子可移动而导电;离子固体在熔融或溶液中离子可移动时导电。
采用哪种模型取决于原子种类及电负性:NaCl 为离子键、H₂O 为共价键、Cu 为金属键。真实键合是这些理想情形之间的连续谱。
大学进一步理解
更深入地看,应按涉及粒子和守恒量来归类观察现象;模型用于描述电荷、电子密度或粒子计数,应选择能解释测量证据的最简模型。
例题: 计算与应用例题
将 Cl–Cl、C–H、Na–Cl 按离子性由小到大排序。
解答
Cl–Cl(Δχ = 0,非极性共价键)< C–H(Δχ ≈ 0.35,弱极性共价键)< Na–Cl(Δχ ≈ 2.2,主要为离子键)。