每个元素的原子中都有电子。这些电子位于原子核外的壳层中。一个壳层可以有一个或多个轨道。离原子核最近的轨道是s,p和d轨道。一个轨道可以分为几个子轨道。一个亚轨道最多能容纳两个电子。当没有电子时,它被称为空轨道。当一个亚轨道上有一个电子时,它被称为未配对电子。当次轨道上最多有两个电子时,就称为电子对。电子对有键对和孤对两种类型。键对和孤对的主要区别是键对由两个键中的电子组成,而孤对由两个不在键中的电子组成。
1.什么是键对-定义、识别、示例2.什么是孤对-定义、识别、示例3.键对和孤对的区别是什么-关键区别的比较
Key Terms: Bond Pair, Covalent Bond, Double Bond, Lone Pair, Non-bonding Electron Pair, Orbital, pi Bond, Sigma Bond, Single Bond, Unpaired Electr***, Valence Electr***
键对是一对电子,它们在一个键中。一个键总是由两个相互配对的电子组成。这两个电子一起被称为键对。键对可以在共价化合物和配位化合物中看到。在共价化合物中,共价键由键对组成。在配位化合物中,配位键由键对组成。
在配位化合物中,配体将其孤电子对贡献给中心金属原子。虽然它们是孤对,但在捐赠后形成了类似共价键的配位键;因此它们被认为是键对。这是因为两个电子在两个原子之间共享。
在共价化合物中,两个原子共用它们未配对的电子使它们配对。这对电子称为键对。当有双键或三键时,每个键都有键对。例如,如果有一个双键,就有两个键对。由于共价键是通过两个原子的轨道杂化形成的,因此键对存在于杂化轨道中。这些杂化轨道可以形成sigma键或pi键。因此,可以在sigma键或pi键中观察到键对。
Figure 1: The coordination bond between NH3 and BF3
在上面的例子中,NH3分子的N原子上的电子对被赋予BF3分子的B原子。此后,配位键看起来像共价键。因此,电子对现在是键对。
孤对是一对不成键的电子。孤对的电子属于同一个原子。因此,孤对也被称为非键电子对。尽管最内层壳层中的电子也相互耦合,不参与成键,但它们不被视为孤对。原子间相互耦合的价电子被认为是孤对。
有时这些孤对可以捐赠给另一个有空轨道的原子。然后形成配位键。此后,由于它成为键对,因此不被视为孤对。有些元素只有一对。其他一些元素有多个单独的对。例如,氮(N)最多可以形成三个共价键。但是它的价电子数是5,因此,三个电子与其他原子共用形成键,而另外两个电子则保持为一对孤对。但是卤素的最外层轨道上有7个电子。因此,它们有3个孤对和一个未配对的电子。因此,卤素可以有一个共价键共享这一个未配对的电子。
孤对改变分子中键的角度。例如,考虑一个由具有两个键的中心原子组成的线性分子。如果没有孤对,分子将保持线性。但如果中心原子上有一个或多个孤对,分子就不再是线性的。由于孤对的排斥作用,键对被排斥。然后分子变成角状而不是线性。
如上图所示,氨有一个孤对,水分子有2个孤对,HCl有3个孤对。
如果一个原子有空轨道,孤对可以通过杂化轨道分裂成不成对的电子,并参与成键。但如果没有空轨道,孤对将作为一对电子而不参与成键。
例如,氮(N)由最外层轨道上的5个电子组成。两个电子在2s轨道上,另外三个电子在三个p轨道上。由于氮没有空轨道,2s轨道上的电子对将保持为孤对。
Figure 3: The orbital diagram of nitrogen (N)
但当考虑磷(P)时,它在最外层轨道上也有5个电子:3s轨道上有2个电子,另外3个P轨道上有3个电子。但是,磷最多可以形成5个键。这是因为它有空的三维轨道。
Figure 4: The orbital diagram for phosphorous and the possible hybridization
在sp3d1杂化轨道中加入5个电子,磷可以有5个键。那么,磷上就没有孤对了。
键对:键对是一对电子,它们在一个键中。
孤对:孤对是一对不成键的电子。
键对:键对总是成键的。
孤对:孤对不是键,但可以通过捐赠孤对(配位键)形成键。
键对:两个电子属于键对中的两个原子。
孤对:孤对中的两个电子属于同一个原子。
键对:由于两个原子共享电子而产生的键对。
孤对:由于没有空轨道而产生孤对。
键对和孤对是描述耦合电子的两个术语。这些电子对引起化合物的反应性、极性、物理状态和化学性质。离子化合物可能有也可能没有键对和孤对。共价化合物和配合物本质上都有键对。它们可能有也可能没有单独的一对。键对和孤对的区别在于,键对是由键中的两个电子组成的,而孤对是由不在键中的两个电子组成的。
1.“独行侠”,维基百科。维基媒体基金会,2017年7月9日。这里有。 2017年7月27日。 2.“键对的定义-化学词典”,Chemistry-Dictionary.com。N.p.,N.d.网站。这里有。2017年7月27日。 2.“键对的定义-化学词典”,Chemistry-Dictionary.com。N.p.,N.d.网站。
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