共价键和路易斯结构

共价键是非金属元素之间 通过价电子的共享而形成的。但是为什么非金属元素喜欢共享电子 而不是像离子键那样转移它们呢？因为非金属元素具有很高的电离能 所以很难把价电子从一个原子 转移到另一个原子。以一个氨分子为例。氮原子需要另外三个电子 才能达到八位态，而氢原子需要一个电子 才能达到二位态。因此，一个氮原子 与三个氢原子结合，这样就能使氮和氢 都达到稳定的电子构型。由于每一个键共用一对电子，所以称之为单键。共价键中的共享电子对 被称为键对。不参与成键的价电子 称为孤对或非键电子。氧原子有 6 个价电子，因此还需要两个电子才能达到八位态。因此，两个氧原子共用两个电子对 形成双键。另一方面，氮气以 双原子的形式共享三个未配对的电子，形成了一个三键。单键和多键在键长和 强度方面是不同的。三键比双键短，而双键 又比单键短。键的强度随键的多重性而增加。这就是为什么在氮气中很难打破三键，使它相对不活跃。路易斯模型有助于预测分子的结构 和稳定性。根据路易斯模型，H2O 是一种稳定的分子；因为氧和氢都获得了稳定的电子 构型。如果氧只与一个氢原子共享电子，则生成的 OH 分子是不稳定的，因为氧只有 7 个 价电子，不能达到八位态。然而，如果在氧中加入一个额外的电子 来完成八位态，所产生的氢氧化物离子 会带着一个负电荷变得稳定。共价键是定向的，因为共享电子 连接两个特定的原子对。相反，离子键是无方向性的 并且会在晶格中留住几个离子。因此，在共价化合物中，单个分子 被认为是基本单位。