大师作文网水合物的形成是什么化学键的作用
来源：学生作业帮 编辑：大师作文网作业帮 分类：化学作业 时间：2024/11/16 23:03:45
水合物的形成是什么化学键的作用
配位键
coordination bond
一种共价键.成键的两原子间共享的两个电子不是由两原子各提供一个,而是来自一个原子.例如氨和三氟化硼可以形成配位化合物：图片式中→表示配位键.在N和B之间的一对电子来自N原子上的孤对电子.
配位键是极性键,电子总是偏向一方,根据极性的强弱,或接近离子键,或接近极性共价键.在一些配合物中,除配体向受体提供电子形成普通配位键外,受体的电子也向配体转移形成反馈配键 .例如Ni（CO）4中CO中碳上的孤对电子向镍原子配位形成σ配位键 ,镍原子的d电子则反过来流向CO的空π*反键轨道,形成四电子三中心d-pπ键,就是反馈配键.非金属配位化合物中也可能存在这种键.配位键可用以下3种理论来解释：
①价键理论.认为配体上的电子进入中心原子的杂化轨道.例如钴（Ⅲ）的配合物.〔CoF6〕3-中F的孤对电子进入Co3+的sp3d2杂化轨道,这种配合物称为外轨配合物或高自旋配合物,有4个未成对电子,因而是顺磁性的.〔Co(NH3)-6〕3+中NH3的孤对电子进入Co3+的d2sp3杂化轨道 ,这种配合物称为内轨配合物或低自旋配合物,由于所有电子都已成对,因而没有顺磁性而为抗磁性.
②晶体场理论.将配体看作点电荷或偶极子,同时考虑配体产生的静电场对中心原子的原子轨道能级的影响.例如,把中心原子引入位于正八面体6个顶角上的6个配体中,原来五重简并的d轨道就分裂成一组二重简并的eg（-y2、dz2）轨道和一组三重简并的t2g（dxy、dxz、dyz）轨道 .eg和t2g轨道的能量差 ,称为分离能Δ0,Δ0≡10Dq,Dq称为场强参量.在上述钴（Ⅲ）配合物中,6个F-产生的场不强,Δ0较小,d电子按照洪德规则排布,有四个未成对电子,因而〔CoF6〕3-为弱场配合物或高自旋配合物 .6个NH3产生的场较强,Δ0较大,d电子按照能量最低原则和泡利原理排布,没有未成对电子 ,因而〔Co（NH3）6〕3+为强场配合物或低自旋配合物.
③分子轨道理论 .假定电子是在分子轨道中运动,应用群论或根据成键的基本原则就可得出分子轨道能级图.再把电子从能量最低的分子轨道开始按照泡利原理逐一填入,即得分子的电子组态.分子轨道分为成键轨道和反键轨道.分子的键合程度取决于分子中成键电子数与反键电子数之差.
参考资料：百度百科
氢键的形成
⑴ 同种分子之间
现以HF为例说明氢键的形成.在HF分子中,由于F的电负性（4.0）很大,共用电子对强烈偏向F原子一边,而H原子核外只有一个电子,其电子云向F原子偏移的结果,使得它几乎要呈质子状态.这个半径很小、无内层电子的带部分正电荷的氢原子,使附近另一个HF分子中含有孤电子对并带部分负电荷的F原子有可能充分靠近它,从而产生静电吸引作用.这个静电吸引作用力就是所谓氢键.例如 HF与HF之间：
⑵ 不同种分子之间
不仅同种分子之间可以存在氢键,某些不同种分子之间也可能形成氢键.例如 NH3与H2O之间：
氢键形成的条件
⑴ 与电负性很大的原子A 形成强极性键的氢原子
⑵ 较小半径、较大电负性、含孤电子对、带有部分负电荷的原子B (F、O、N)
氢键的本质: 强极性键(A-H)上的氢核, 与电负性很大的、含孤电子对并带有部分负电荷的原子B之间的静电引力.}
⑶ 表示氢键结合的通式
氢键结合的情况如果写成通式,可用X－H…Y①表示.式中X和Y代表F,O,N等电负性大而原子半径较小的非金属原子.
X和Y可以是两种相同的元素,也可以是两种不同的元素.
⑷ 对氢键的理解
氢键存在虽然很普遍,对它的研究也在逐步深入,但是人们对氢键的定义至今仍有两种不同的理解.
第一种把X－H…Y整个结构叫氢键,因此氢键的键长就是指X与Y之间的距离,例如F－H…F的键长为255pm.
第二种把H…Y叫做氢键,这样H…F之间的距离163pm才算是氢键的键长.这种差别,我们在选用氢键键长数据时要加以注意.
不过,对氢键键能的理解上是一致的,都是指把X－H…Y－H分解成为HX和HY所需的能量.
2．氢键的强度
氢键的牢固程度——键强度也可以用键能来表示.粗略而言,氢键键能是指每拆开单位物质的量的H…Y键所需的能量.氢键的键能一般在42kJ·mol-1以下,比共价键的键能小得多,而与分子间力更为接近些.例如, 水分子中共价键与氢键的键能是不同的.
而且,氢键的形成和破坏所需的活化能也小,加之其形成的空间条件较易出现,所以在物质不断运动情况下,氢键可以不断形成和断裂.
3．分子内氢键
某些分子内,例如HNO3、邻硝基苯酚分子可以形成分子内氢键.分子内氢键由于受环状结构的限制,X－H…Y往往不能在同一直线上.如图所示
4．氢键形成对物质性质的影响
氢键通常是物质在液态时形成的,但形成后有时也能继续存在于某些晶态甚至气态物质之中.例如在气态、液态和固态的HF中都有氢键存在.能够形成氢键的物质是很多的,如水、水合物、氨合物、无机酸和某些有机化合物.氢键的存在,影响到物质的某些性质.
（1）熔点、沸点
分子间有氢键的物质熔化或气化时,除了要克服纯粹的分子间力外,还必须提高温度,额外地供应一份能量来破坏分子间的氢键,所以这些物质的熔点、沸点比同系列氢化物的熔点、沸点高.分子内生成氢键,熔、沸点常降低.例如有分子内氢键的邻硝基苯酚熔点（45℃）比有分子间氢键的间位熔点（96℃）和对位熔点（114℃）都低.
（2）溶解度
在极性溶剂中,如果溶质分子与溶剂分子之间可以形成氢键,则溶质的溶解度增大.HF和HN3在水中的溶解度比较大,就是这个缘故.
（3）粘度
分子间有氢键的液体,一般粘度较大.例如甘油、磷酸、浓硫酸等多羟基化合物,由于分子间可形成众多的氢键,这些物质通常为粘稠状液体.
（4）密度
液体分子间若形成氢键,有可能发生缔合现象,例如液态HF,在通常条件下,除了正常简单的HF分子外,还有通过氢键联系在一起的复杂分子(HF)n. nHF(HF)n
其中n可以是2,3,4….这种由若干个简单分子联成复杂分子而又不会改变原物质化学性质的现象,称为分子缔合.分子缔合的结果会影响液体的密度.
H2O分子之间也有缔合现象. nH2O(H2O)n
常温下液态水中除了简单H2O分子外,还有(H2O)2,(H2O)3,…,(H2O)n等缔合分子存在.降低温度,有利于水分子的缔合.温度降至0℃时,全部水分子结成巨大的缔合物——冰.
氢键形成对物质性质的影响
分子间氢键使物质的熔点(m.p)、沸点(b.p)、溶解度(S)增加; 分子内氢键对物质的影响则反之.
参考资料：http://atlas.tju.edu.cn/webclass/wjhx/netcourse/chap06/6-5/6-5-3.htm
coordination bond
一种共价键.成键的两原子间共享的两个电子不是由两原子各提供一个,而是来自一个原子.例如氨和三氟化硼可以形成配位化合物：图片式中→表示配位键.在N和B之间的一对电子来自N原子上的孤对电子.
配位键是极性键,电子总是偏向一方,根据极性的强弱,或接近离子键,或接近极性共价键.在一些配合物中,除配体向受体提供电子形成普通配位键外,受体的电子也向配体转移形成反馈配键 .例如Ni（CO）4中CO中碳上的孤对电子向镍原子配位形成σ配位键 ,镍原子的d电子则反过来流向CO的空π*反键轨道,形成四电子三中心d-pπ键,就是反馈配键.非金属配位化合物中也可能存在这种键.配位键可用以下3种理论来解释：
①价键理论.认为配体上的电子进入中心原子的杂化轨道.例如钴（Ⅲ）的配合物.〔CoF6〕3-中F的孤对电子进入Co3+的sp3d2杂化轨道,这种配合物称为外轨配合物或高自旋配合物,有4个未成对电子,因而是顺磁性的.〔Co(NH3)-6〕3+中NH3的孤对电子进入Co3+的d2sp3杂化轨道 ,这种配合物称为内轨配合物或低自旋配合物,由于所有电子都已成对,因而没有顺磁性而为抗磁性.
②晶体场理论.将配体看作点电荷或偶极子,同时考虑配体产生的静电场对中心原子的原子轨道能级的影响.例如,把中心原子引入位于正八面体6个顶角上的6个配体中,原来五重简并的d轨道就分裂成一组二重简并的eg（-y2、dz2）轨道和一组三重简并的t2g（dxy、dxz、dyz）轨道 .eg和t2g轨道的能量差 ,称为分离能Δ0,Δ0≡10Dq,Dq称为场强参量.在上述钴（Ⅲ）配合物中,6个F-产生的场不强,Δ0较小,d电子按照洪德规则排布,有四个未成对电子,因而〔CoF6〕3-为弱场配合物或高自旋配合物 .6个NH3产生的场较强,Δ0较大,d电子按照能量最低原则和泡利原理排布,没有未成对电子 ,因而〔Co（NH3）6〕3+为强场配合物或低自旋配合物.
③分子轨道理论 .假定电子是在分子轨道中运动,应用群论或根据成键的基本原则就可得出分子轨道能级图.再把电子从能量最低的分子轨道开始按照泡利原理逐一填入,即得分子的电子组态.分子轨道分为成键轨道和反键轨道.分子的键合程度取决于分子中成键电子数与反键电子数之差.
参考资料：百度百科
氢键的形成
⑴ 同种分子之间
现以HF为例说明氢键的形成.在HF分子中,由于F的电负性（4.0）很大,共用电子对强烈偏向F原子一边,而H原子核外只有一个电子,其电子云向F原子偏移的结果,使得它几乎要呈质子状态.这个半径很小、无内层电子的带部分正电荷的氢原子,使附近另一个HF分子中含有孤电子对并带部分负电荷的F原子有可能充分靠近它,从而产生静电吸引作用.这个静电吸引作用力就是所谓氢键.例如 HF与HF之间：
⑵ 不同种分子之间
不仅同种分子之间可以存在氢键,某些不同种分子之间也可能形成氢键.例如 NH3与H2O之间：
氢键形成的条件
⑴ 与电负性很大的原子A 形成强极性键的氢原子
⑵ 较小半径、较大电负性、含孤电子对、带有部分负电荷的原子B (F、O、N)
氢键的本质: 强极性键(A-H)上的氢核, 与电负性很大的、含孤电子对并带有部分负电荷的原子B之间的静电引力.}
⑶ 表示氢键结合的通式
氢键结合的情况如果写成通式,可用X－H…Y①表示.式中X和Y代表F,O,N等电负性大而原子半径较小的非金属原子.
X和Y可以是两种相同的元素,也可以是两种不同的元素.
⑷ 对氢键的理解
氢键存在虽然很普遍,对它的研究也在逐步深入,但是人们对氢键的定义至今仍有两种不同的理解.
第一种把X－H…Y整个结构叫氢键,因此氢键的键长就是指X与Y之间的距离,例如F－H…F的键长为255pm.
第二种把H…Y叫做氢键,这样H…F之间的距离163pm才算是氢键的键长.这种差别,我们在选用氢键键长数据时要加以注意.
不过,对氢键键能的理解上是一致的,都是指把X－H…Y－H分解成为HX和HY所需的能量.
2．氢键的强度
氢键的牢固程度——键强度也可以用键能来表示.粗略而言,氢键键能是指每拆开单位物质的量的H…Y键所需的能量.氢键的键能一般在42kJ·mol-1以下,比共价键的键能小得多,而与分子间力更为接近些.例如, 水分子中共价键与氢键的键能是不同的.
而且,氢键的形成和破坏所需的活化能也小,加之其形成的空间条件较易出现,所以在物质不断运动情况下,氢键可以不断形成和断裂.
3．分子内氢键
某些分子内,例如HNO3、邻硝基苯酚分子可以形成分子内氢键.分子内氢键由于受环状结构的限制,X－H…Y往往不能在同一直线上.如图所示
4．氢键形成对物质性质的影响
氢键通常是物质在液态时形成的,但形成后有时也能继续存在于某些晶态甚至气态物质之中.例如在气态、液态和固态的HF中都有氢键存在.能够形成氢键的物质是很多的,如水、水合物、氨合物、无机酸和某些有机化合物.氢键的存在,影响到物质的某些性质.
（1）熔点、沸点
分子间有氢键的物质熔化或气化时,除了要克服纯粹的分子间力外,还必须提高温度,额外地供应一份能量来破坏分子间的氢键,所以这些物质的熔点、沸点比同系列氢化物的熔点、沸点高.分子内生成氢键,熔、沸点常降低.例如有分子内氢键的邻硝基苯酚熔点（45℃）比有分子间氢键的间位熔点（96℃）和对位熔点（114℃）都低.
（2）溶解度
在极性溶剂中,如果溶质分子与溶剂分子之间可以形成氢键,则溶质的溶解度增大.HF和HN3在水中的溶解度比较大,就是这个缘故.
（3）粘度
分子间有氢键的液体,一般粘度较大.例如甘油、磷酸、浓硫酸等多羟基化合物,由于分子间可形成众多的氢键,这些物质通常为粘稠状液体.
（4）密度
液体分子间若形成氢键,有可能发生缔合现象,例如液态HF,在通常条件下,除了正常简单的HF分子外,还有通过氢键联系在一起的复杂分子(HF)n. nHF(HF)n
其中n可以是2,3,4….这种由若干个简单分子联成复杂分子而又不会改变原物质化学性质的现象,称为分子缔合.分子缔合的结果会影响液体的密度.
H2O分子之间也有缔合现象. nH2O(H2O)n
常温下液态水中除了简单H2O分子外,还有(H2O)2,(H2O)3,…,(H2O)n等缔合分子存在.降低温度,有利于水分子的缔合.温度降至0℃时,全部水分子结成巨大的缔合物——冰.
氢键形成对物质性质的影响
分子间氢键使物质的熔点(m.p)、沸点(b.p)、溶解度(S)增加; 分子内氢键对物质的影响则反之.
参考资料：http://atlas.tju.edu.cn/webclass/wjhx/netcourse/chap06/6-5/6-5-3.htm