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3.3 化學鍵 分子間力 高分子材料
3.3.1 化學鍵
化學鍵：原子結合態 中相鄰原子 間較強烈 的相互作用。（注意三個加粗關鍵詞）
鍵能：原子間作用力的大小，125kJ-900kJ/mol（記住這個數字，下面還要和它比較）
化學鍵分類：離子鍵 / 共價鍵（金屬鍵和配位鍵是特殊共價鍵）
分類依據：電負性之差大于 1.7 為離子鍵，小于 1.7 為共價鍵（部分教材說是 1.8~2.0, 離子鍵和共價鍵之間沒有明顯的分界線，部分物質屬于二者過渡）（電負性的知識見 3.2 元素周期律）
3.3.1.1 離子鍵
當 活潑金屬和活潑非金屬元素 的原子互相接近時，前者失去電子形成正離子，后者得到電子形成負離子。正、負離子通過靜電相互作用結合成離子型化合物。這種由 正、負離子之間的靜電引力形成的化學鍵 叫做離子鍵。
離子鍵的本質：正、負離子之間的靜電引力
離子鍵的特征有：
1) 由正、負離子形成，本質是靜電引力。
2) 電負性差值越大，形成的鍵的離子性越強
3) 沒有方向性、沒有飽和性。
離子晶體不是電和熱的良好導體（不要和離子晶體的溶液搞混了）。
原因：沒有游離的電子，電子受原子核強力束縛。在固態下，離子本身也很難移動。溶于水后形溶液，就是良好的導體了。
離子鍵強弱的影響因素（也是熔點的影響因素）：
1）正負離子的電荷
2）離子半徑
3）離子的電子層結構
（這部分知識在 2.2 中的固體那一節有講述）
3.3.1.2 共價鍵
共價鍵是兩個原子 共用成鍵電子對 形成的，成鍵電子對可以由兩個原子共同提供，也可以由一個原子單獨提供（后者習慣上稱為配位鍵）。
所用的理論：
電子配對理論；雜化軌道理論；分子軌道理論；價鍵理論；價層電子對互斥理論；（這些理論在工科化學里一般不做要求）
共價鍵特點：
飽和性：形成共價鍵時鍵合原子雙方各提供 自旋方式相反 的未成對價電子。1 個原子能形成共價單鍵的最大數目等于其未配對電子的數目。共價鍵的兩個電子的自旋量子數 ms 必須一個是 +1/2，另一個是 -1/2.
方向性：共價鍵是原子軌道重疊形成的，而原子軌道的角度分布上同號重疊（對稱性匹配）才是有效重疊；并且原子軌道重疊時要滿足 最大重疊條件，軌道重疊越多，共價鍵也越牢固。因此，共價鍵具有方向性。
希臘字母打不出來，只好截圖
共價鍵中，電子云重疊部分越大，代表著鍵能越大，化合鍵越難被打開，也就是化合鍵越穩定。
兩種共價鍵的特點
共價鍵是最常見的化學鍵，世界上超過 1 億種化合物，其中共價化合物占 90% 以上。
如果說某化合物有共價鍵，首先是第一類共價鍵，如果含有雙鍵或者叁鍵，那么除了一個第一類鍵，剩余的就是第二類鍵。第一類共價鍵有且只有一個。
3.3.1.3 分子的空間構型和雜化軌道理論
分子的空間構型：共價型分子中的 各原子在空間排列 所構成的幾何形狀叫做分子的空間構型。
為了從理論上說明各種分子不同的空間構型，1931 年 Pauling 等提出化學鍵的雜化軌道理論。（這已經是本章第三次介紹到這個人的成果了）
雜化：在形成多原子分子的過程中，若干不同類型能量相近的原子軌道混雜成同樣數目的能量完全相同的新原子軌道，這種重新組合的過程稱為雜化。
雜化軌道：雜化所形成的新原子軌道稱為雜化軌道。
雜化軌道理論的要點：
① 在形成分子時，中心原子中 能級相近 的若干不同類型的原子軌道可以混合重組(雜化)，形成一組能級相同成鍵能力更強的雜化軌道。（必須能級相近）
② n 個原子軌道雜化后，形成 n 個雜化軌道，即數目相等。（數目不變）
③ 雜化軌道與其它原子成鍵時，共用電子對間要采取排斥力最小的位置，以使分子系統的能量最低，分子最穩定。（最穩定原則）
雜化軌道的類型：
按雜化軌道的成份分：參與雜化的原子軌道可以是 s 軌道、p 軌道或 d 軌道。
sp 雜化軌道：由 1 個 s 軌道和 1 個 p 軌道混雜而成，s 成份和 p 成份各占 1 /2。，比如 CH4
sp2 雜化軌道：由 1 個 s 軌道和 2 個 p 軌道混雜而成，s 成份和 p 成份各占 1 / 3 和 2 /3, 比如 CH2=CH2
sp3 雜化軌道：由 1 個 s 軌道和 3 個 p 軌道混雜而成，s 成份和 p 成份各占 1 / 4 和 3 /4, 比如乙炔
等性雜化和不等性雜化
所有雜化軌道均等價時，稱為等性雜化，否則為不等性雜化。
sp3 不等性雜化
若雜化軌道的能量、成分、形狀完全相同，稱為等性雜化。
分子中，雜化軌道有未參加成鍵的孤對電子存在，使各雜化軌道的能量、成分不相同，這類雜化稱為不等性雜化。
孤對電子所占的軌道叫做非鍵軌道
NH3 是一對未成鍵的孤對電子和 3 個 N - H 共價鍵雜化而成的
H2O 是兩對未成鍵的孤對電子和 2 個 H - O 共價鍵雜化而成的
3.3.1.4 分子軌道理論
分子軌道理論可以簡單看成原子軌道的擴展版
氫氣的分子軌道
成鍵之后，一個氫氣分子的能量比兩個氫原子能量變低了，也就是說氫氣分子比氫原子更穩定。這里要指出一點：化學上說的穩定狀態，通常指的是能量更低的狀態。
配位鍵（特殊的共價鍵）：
配位化合物中心原子與配體之間形成的共價鍵叫做配位鍵，其共用電子對由配體提供
配位理論是特殊的共價鍵理論，除了共價鍵的特點外，他還有自己獨特的理論：配體場理論
螯合物：五元環和六元環最穩定
3.3.1.5 化學鍵的離子性和共價性
典型的離子鍵或典型的非極性共價鍵組成的化合物很少，大多數物質的化學鍵都有離子鍵和共價鍵的雙重性質
氫氣的電子隨時都在運動
同種元素的不同價態的離子，正離子價態越高，吸引負離子的電子云的能力越強，使負離子的電子云發生變形，更接近于共價鍵，熔點比較：FeCl3 含高價態的正離子的化合物，偏向于是分子晶體；含低價態正離子的化合物，偏向于離子晶體。 下一節講分子間作用力
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