共價鍵

共價有機骨架

共價有機骨架(Covalent Organic Framework,COF)
中央研究院化學所博士後研究員 梁家榮

聚合物 (polymer) 的研究是透過各種不同的有機合成方式,合成出許多種經由重複相同單元,形成線形的一維高分子結構。為了使分子結構可以被設計成,應用在儲存或分離氫氣、甲烷、二氧化碳等氣體的材料上,化學家開發出許多重複相同單元的多孔性三維共價有機骨架。共價有機骨架和金屬有機骨架 (Metal-Organic framework, MOF) 類似,都是具有多孔性的剛性結構。

電負度(Electronegativity)(三):溶解度(Solubility)、酸的強度(Acidity)

電負度(Electronegativity)(三):溶解度(Solubility)、酸的強度(Acidity)
台北縣立三民高級中學化學科林秀蓁老師/國立台灣大學化學系陳藹然博士責任編輯

因為共價鍵的鍵結原子之間的電負度差異,造成鍵結原子對鍵結電子對的不對等吸引力,產生分子鍵極性(bond polarity),稱為偶極矩(dipole moment)。由於偶極矩為向量,當分子的偶極矩不為零時,分子具有極性。分子極性可以用來解釋許多分子的物理與化學性質,例如:原子間與分子間作用力─化學鍵、極性、氫鍵、分子結構等性質,而也能讓我們以原子團極性或原子團部分帶電,解釋許多反應的差異─反應方位、活化錯合物(中間體)、酸的強度及溶解度等相關性質。

電負度( Electronegativity)(二):極性與氫鍵

電負度( Electronegativity)(二):極性與氫鍵
台北縣立三民高級中學化學科林秀蓁老師/國立台灣大學化學系陳藹然博士責任編輯

原子和原子之間因作用力結合,能量降低形成化學鍵,根據路易士的鍵結理論,如果形成鍵結的原子為不同元素,其元素電負度不同造成對鍵結電子對的吸引力不同。由於電負度差異,相對於電負度較小的元素,電負度較高的元素對鍵結電子對的吸引力較大,故視電負度較高的元素帶部分負電荷(δ-),電負度較小的元素帶部分正電荷(δ+)。因為分子間的共價鍵之鍵結電子對非均勻分布,所以稱此共價鍵(covalent bond)帶有極性(Polarity),為極性共價鍵(Polar covalent bond)。共價鍵的極性大小和鍵結原子的電負度差有關,電負度差越大,共價鍵的極性愈大,當電負度差超過1.5就變成離子鍵了。極性共價鍵極性的方向為正電荷指向負電荷的方向。

電負度

電負度 (Electronegativity)
國立三重高級中學化學科許余任老師/國立臺灣大學化學系陳藹然博士責任編輯

電負度(Electronegativity)

不同元素形成的共價鍵帶有極性,這是因為其中一個元素原子比另一個元素原子對於電子有較大的吸引力,也可以視為形成鍵結的電子對比較靠近某一個元素原子。

電負度(Electronegativity)(一):鮑林電負度概念、化學鍵之離子性

電負度(Electronegativity)(一):鮑林電負度概念、化學鍵之離子性
台北縣立三民高級中學化學科林秀蓁老師 / 國立台灣大學化學系陳藹然博士責任編輯

電負度(electronegativity)又稱陰電性或負電性,是原子的化學特性之一,用來描述原子吸引電子的能力;電負度越大,原子吸引電子的能力越強。當不同元素之間有電負度差異時,形成鍵結的共用電子對之電子雲分佈也會出現不均勻分布現象。

目前常用的電負度概念首先由鮑林(Linus Pauling, 1901-1994)源自於1932年所提出的價鍵理論(Valence bond theory)。鮑林發現兩個不同原子\((A-B)\)之共價鍵鍵能\(E(A-B)\)比同原子分子\((A-A\)和\(B-B)\)鍵能之平均值\(\frac{E(A-A)+E(B-B)}{2}\)高。鮑林認為應該有另一個使鍵結穩定的因素存在。其能量差 \(\Delta E(A-B)\) 如方程式一。

\(\Delta E(A-B)=E(A-B)-\frac{1}{2}(E(A-A)+E(B-B))\) (方程式一)

此能量差和原子的拉電子能力有關,鮑林定義此能力數值為 \(\chi\),方程式一可改寫為

\(E(A-B)=K(\chi^A-\chi^B)^2\)

配位共價鍵

配位共價鍵 (Coordinate covalent bond) 
高雄市立高雄高級中學化學科陳藝菁老師/國立中山大學化學系張祖辛副教授責任編輯

當兩原子形成一共價鍵時,共用的兩個電子皆由同一個原子所提供,即為配位共價鍵。這個術語普遍被使用於教科書中,尤其在描述錯合物(complex)時。既然配位共價鍵的形成如前所述,配位共價鍵和其他的極性共價鍵(polar covalent bonds)並無不同,均是共用電子分布不均所致。配位共價鍵的形成需要兩個條件:一是中心原子或離子必須有能接受電子對的空軌域;二是必須有配位子(ligand),且配位子中欲鍵結的原子,必須能提供孤對電子。也就是說,配位共價鍵是路以士鹼(推電子或電子施予者)提供一對電子給路以士酸(電子接受者)所形成的,這種成鍵的過程被稱為配位(coordination)。

質子性溶劑

質子性溶劑 (Protic Solvent)
國立新莊高級中學化學科陳偉民退休教師/國立臺灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

在化學的領域裡,氫原子連接到氧原子(如羥基)或氫原子連接到氮原子(如胺基)的溶劑,稱為質子性溶劑。廣義的說,任何含有可解離H+的分子溶劑(如氟化氫)都稱為質子性溶劑,這類溶劑的分子可提供H+(質子)。相反的,非質子溶劑不能提供氫。

共價鍵 (二)

共價鍵 (二)
高雄市立高雄女子高級中學化學科陳文靜老師/國立中山大學化學系董騰元教授責任編輯

在金屬與非金屬反應中,金屬原子有失去電子的趨勢而非金屬有得到電子的趨勢。可是當非金屬與非金屬原子相互作用時不會發生電子轉移,因原子間對電子吸引力相當,所以,電子沒有被轉移而是被共用且形成分子化合物(又稱共價化合物)。即電子對被兩原子所共用。

共價鍵 (一)

共價鍵(Covalent bond) (一)
高雄市立高雄女子高級中學化學科陳文靜老師/國立中山大學化學系董騰元教授責任編輯

共價鍵(Covalent bond)是化學鍵的一種,它主要的特點是藉由兩原子間共用價電子而形成。 共價鍵其實包含了很多種類的「交互作用」(interactions ),如σ鍵(σ-bonding)、π鍵(π-bonding)、δ鍵(δ-bonding)和頗特殊的三中心鍵(three-center two-electron bonds)等……。

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