C博士专栏 | （六）大学化学--精彩的化学键-- 共价键

提示 ： 点击上方 " CamCellLab "， 关注本公众号。

图1：“分子人”雕塑

这座由美国雕塑家乔纳森·博罗夫斯基 (Jonathan Borofsky) 创作的名为“分子人”的 30 m 高雕塑矗立在柏林市三区交汇处的施普雷河上。 我们日常接触的绝大多数物质——比如水、我们呼吸的空气、我们吃的食物，甚至我们自己的成分——都不是离子化合物，而是分子化合物。

对于行为不像离子化合物的非常大的一类物质，我们需要一个不同的模型来描述原子之间的成键。G. N. Lewis 推断原子可能通过与其他原子共享电子而获得惰性气体电子构型。通过共享一对电子形成的化学键是共价键。

图2：H ₂ 中的共价键。(a) 氢分子中电子和原子核之间的吸引力和排斥力。(b) H ₂ 分子中的电子分布。

氢分子 H ₂ 提供了最简单的共价键示例。当两个氢原子靠近时，两个带正电的原子核相互排斥，两个带负电的电子相互排斥，原子核和电子相互吸引，如图2(a)所示。因为分子是稳定的，我们知道吸引力必须克服排斥力。让我们仔细看看将这个分子结合在一起的吸引力。

通过使用用于原子的量子力学方法，我们可以计算分子中电子密度的分布。对 H ₂ 的这种计算表明，原子核和电子之间的吸引力导致电子密度集中在原子核之间，如图 2(b) 所示。

因此， 整体静电相互作用是有吸引力的。因此，H ₂ 中的原子之所以保持在一起，主要是因为两个正原子核被它们之间的负电荷浓度所吸引。从本质上讲，任何共价键中的共享电子对都充当将原子结合在一起的一种“胶水”。

下期剧透： 共价键刘易斯结构

CamCell Lab 专注于新型电池技术、数字孪生仿真模型、数据驱动、数据可视化、技术方案研究与专家咨询服务，欢迎关注 。

长按识别二维码

---

关注我们