化学键类型 新化学键的发现,打破了传统已知的化学键类型,且其强度还很高
什么是化学键?化学键有哪些类型?
化学键是纯物质分子或晶体中两个或多个相邻原子之间强相互作用的总称。束缚离子或原子的力叫做化学键。化学键有三种,即离子键、共价键和金属键。
化学键形成或断裂过程中的中间状态
离子键连接金属和非金属;强共价键将二氧化碳和水等分子结合在一起;弱氢键是由于氢和带负电荷的原子或分子之间的静电引力而形成的,例如水分子相互吸引而形成液滴或结晶冰。离子键、共价键和氢键相对稳定。它们往往持续很长时间,效果很容易观察到。然而,科学家早就知道,在化学反应过程中,随着化学键的形成或断裂,这一过程变得更加复杂,涉及“中间态”,可能只存在几分之一秒,难以观察。
新键的产生比氢键具有更高的强度
为此,研究人员将氟化氢化合物溶解在水中,观察氢和氟之间的原子如何相互作用。氟原子由于表面正负电荷的不平衡而被氢原子吸引,这是氢键的经典结构。每个氢原子往往夹在两个氟原子之间,这种夹层结构比通常容易断裂的典型氢键具有更高的强度。氢原子在氟原子之间来回反弹,形成与共价键一样强的键,类似于分子。然而,新化学键的机制是静电的,这意味着它涉及定义氢键正电荷和负电荷之间的差异。
新的化学键比一些共价键更强
这种新型化学键表明分子间强共价键和弱氢键的区别并不明确,不同类型的键将原子连接在一起形成分子和晶体结构。在这项新的研究中,科学家们试图让这些中间状态持续足够长的时间,以便进行详细的检查。他们发现了具有共价键强度的氢键,将原子结合成类似分子的分子。通常情况下,氢键的能量只有1-3千卡/摩尔左右,但新键的强度为45.8千卡/摩尔,大于一些共价键的强度。
这项研究意义重大
这种不寻常的结合模糊了化学的清晰范畴。杂合共价氢键的存在不仅挑战了我们目前对化学键的准确理解,也为更好地理解化学反应提供了机会。在实验中,通常称“中间反应状态”,但很少直接研究。这项研究可以为更深入地理解强结合和中间反应状态提供更多的思路。
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