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化学
题目

同时具有方向性和饱和性的结合键的是__________和__________。

同时具有方向性和饱和性的结合键的是__________和__________。

题目解答

答案

知识总结:

  • 共价键:由原子间共享电子对形成,具有方向性(轨道重叠方向决定)和饱和性(原子轨道数量有限,无法无限成键)。
  • 氢键:属于分子间作用力,具有方向性(X-H-Y需直线排列)和饱和性(每个H原子通常仅与一个Y原子形成氢键)。
  • 其他键:离子键(无方向性/饱和性)、金属键(无方向性/饱和性)、范德华力(无方向性/饱和性)均不符合。
    答案:共价键;氢键

解析

本题考查化学键的性质,解题的关键在于明确各种化学键的特点,判断哪些化学键同时具有方向性和饱和性。

  • 共价键:
    • 共价键是由原子间通过共享电子对所形成的化学键。
    • 方向性:原子轨道在空间有一定的取向,为了达到最大程度的重叠,原子间形成共价键时,电子云重叠程度越大,共价键越稳定。所以共价键的形成要尽可能沿着原子轨道伸展的方向进行,这就决定了共价键具有方向性。例如,在$HCl$分子中,$H$原子的$1s$轨道与$Cl$原子的$3p$轨道沿$x$轴方向重叠形成共价键。
    • 饱和性:每个原子所能提供的未成对电子数是一定的,所以在共价键的形成过程中,一个原子的一个未成对电子与另一个原子的一个未成对电子配对成键后,就不能再与第三个原子的未成对电子配对成键,这就是共价键的饱和性。例如,$H$原子只有一个未成对电子,它只能与另一个$H$原子或其他一个原子形成一个共价键。
  • 氢键:
    • 氢键是一种分子间作用力,通常表示为$X - H\cdots Y$,其中$X$和$Y$是电负性较大、原子半径较小的原子,如$F$、$O$、$N$等。
    • 方向性:为了使$X$和$Y$之间的静电引力达到最大,$X - H\cdots Y$三个原子一般要尽可能在同一条直线上,这体现了氢键的方向性。
    • 饱和性:由于$H$原子的半径很小,当它与一个$Y$原子形成氢键后,就很难再与另一个$Y$原子形成氢键,所以氢键具有饱和性。
  • 其他化学键:
    • 离子键是由阴、阳离子之间的静电作用形成的,离子的电荷分布是球形对称的,它可以在空间各个方向上吸引带相反电荷的离子,所以离子键没有方向性和饱和性。
    • 金属键是金属阳离子和自由电子之间的强烈相互作用,自由电子在整个金属晶体中自由移动,不具有方向性和饱和性。
    • 范德华力是分子间普遍存在的一种作用力,它没有方向性和饱和性。

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