基础:碳、化学键与轨道
共价键
在化学里,两个原子可以靠共享电子来「牵手」,这种共享的握持就是共价键。想象两个孩子各伸出一只手合握在一起:谁也不松手,两人都被牵住,这一对就连在一起。在共价键中,两个原子各拿出一个电子,组成一对共享电子,停留在它们的原子核之间,而两个核同时被这对电子吸引,便把原子粘在了一起。这正是几乎每一个有机分子赖以维系的键。
更确切地说,当两个原子共享一对或多对电子、使各自更接近填满外层时,就形成共价键。共享一对是单键,两对是双键,三对是三键。共享的电子并不静止;它们弥散成两个核之间(及周围)一片高概率出现的区域。共价键不同于离子键——在离子键里,一个原子把电子整个交给另一个,二者再以异性电荷相吸。当共享的两个原子不同时,分享就不均匀——这是极性共价键——而在差异极端时,它便渐渐过渡为离子键。
共价键之所以重要,是因为它就是有机化学的键:碳是共享而非转移电子,每个有机分子里几乎所有的 C-C、C-H、C-O、C-N 连接都是共价键。理解「键就是一对共享电子」,是掌握弯箭头机理的钥匙——反应不过是这些电子对的生成与断裂。一个常见的误解,是把共享电子想成停在两原子连线上、静止不动的小圆点;它们其实是一团弥散的电子云,在两核之间最为密集。
在 H2 中,每个氢各贡献它唯一的电子,组成一对共享电子,给出 H-H 单键。在 N2 中,两个氮共享三对电子,给出极强的 N≡N 三键,正是它让氮气如此不活泼。
一对、两对或三对共享电子,分别给出单键、双键和三键。
共价(共享)键与离子(转移)键是同一谱系的两端,而非彼此独立的类别;大多数真实的键是极性共价键,处于二者之间。
又称
另见