离子键、共价键和金属键的区别

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引言

键可以分为两大类：主键和次级键。次级键与主键相反，是机械地将分子结合在一起。分子中的原子通过主键以化学方式结合在一起。三种基本类型的键合是金属键、共价键和离子键。次级键的例子包括氢键、偶极键和分散键。主键比次级力更稳定，并且具有更高的键能。与共价键（通过两个原子共享其价电子形成）不同，金属键是在金属晶格中不同类型的原子共享不同类型的电子时形成的。当一个原子将电子转移到另一个原子时，就会形成离子键。这就是离子键、共价键和金属键之间的主要区别。

什么是离子键？

某些原子经常给出或接受电子以填充其最外层轨道，这使得它们更稳定。与在外层轨道中有更多电子的原子（更喜欢接受电子并产生带正电的离子）相反，原子最外层电子数很少的原子倾向于捐赠电子，从而导致带正电的离子。当这些离子被放在一起时，它们的相反电荷充当吸引力。这些相互作用被称为离子键。这些强键也称为静电键。

条件

• 具有较低电离能的金属。

• 非金属具有较高的电子亲和力

• 键的晶格能更大。

• 金属和非金属之间的电负性差异更大。

• 较大的阳离子半径与较小的阴离子半径相比。

例子

𝑁𝑎𝐶𝑙、𝐵𝑒𝑂、𝐿𝑖𝐹等。

什么是共价键？

当两个原子共享价电子时，就会形成共价键。两个原子的电负性彼此之间几乎没有差异。相同类型的原子或不同类型的原子可以彼此形成共价键。例如，氟需要一个电子来完成其外壳；因此，另一个氟原子通过形成共价键来共享此电子，从而形成F2分子。具有共价键的物质可以存在于所有三种状态，即固态、液态和气态。

条件

• 两个参与原子中的每一个都需要在其价层或最外层具有5、6或7个电子才能建立共价键。

• 结合形成共价键的原子之间必须存在相等的电负性差异。

• 结合形成共价键的原子应该以相等的力量相互吸引。

• 为了防止电子容易被去除，两个原子的电离能都必须很高。

例子

水分子、金刚石、二氧化硅、氮气、氢气等。

什么是金属键？

金属原子的原子核在金属晶格中松散地容纳价电子。因此，价电子与原子核分离所需的能量极低。这些电子分裂，形成带正电的金属原子离子。电子云，一个由带负电的自由移动电子的大集合，围绕着这些带正电的离子。离子对电子云的吸引产生静电力。这些相互作用被称为金属键。由于金属晶格中的几乎每个原子都共享一个电子，因此不可能分辨哪些原子共享哪个电子。

条件

• 单个原子通常不稳定，因此形成键以产生更稳定的结构。

• 每个原子中都存在价电子，并且可以使用元素周期表的族数来确定元素或金属的价电子数（这对于d区元素，即过渡金属有所不同）。

例子

几种金属，例如铁、铜、金、银和镍。

离子键、共价键和金属键的区别

依据	离子键	共价键	金属键
形成	带相反电荷的离子通过静电相互吸引。	通过共享电子对	离域电子云和带正电的金属离子通过静电力相互吸引。
导电性	低导电性	非常低的导电性	高导电性
存在于…之间	金属和非金属	非金属和准金属，或两个非金属	电子云和带正电荷的离子
结合能	与金属键相比，结合能更大	与金属键相比，结合能更大。	与共价键和离子键相比，结合能较低。
异构现象	非方向性	方向性	非方向性
化合物的物理状态	它仅在室温下以固态存在。	在所有三种状态下：室温下的液体、气体和固体。	仅在室温下以固态存在
金属特性	非延展性和非展性	非延展性和非展性	延展性和展性
溶解性	在溶液中分解成离子。	可以在溶液中保持其分子同一性	虽然某些金属和水会发生剧烈反应，但另一些则不会
物理性质	较高的熔点和沸点	较低的熔点和沸点	较高的熔点和沸点

结论

简而言之，当金属和非金属接触时，会形成离子键。电子从金属原子转移到非金属原子导致离子形成。两个原子共享电子以填充其外壳，从而形成共价键。金属键之所以特殊，是因为它发生在原子完全失去其最外层电子时。这些未结合的电子与其他金属原子结合以形成金属固体。最重要的结论是，共价键和金属键导致具有不同特性的不同材料。在尝试解决化学或物理实验室中的问题时，了解这些特性可能非常有益，因为它们可以帮助您预测物质的行为方式。

常见问题解答

1. 共价键的三种类型是什么？

三键、双键和单键是共价键的三种类型。

2. 金属键是共价键还是离子键？

金属通过金属键合化学地连接到其他金属。与共价键或离子键不同，金属键涉及多个正离子共享大量电子。金属的电离能低。

3. 离子键和金属键：哪个更强？

与离子键和共价键相比，金属键稍微弱一些。当正离子和负离子结合在一起时，会形成称为离子键的强静电力。由于该键的非方向性，电子对任何特定原子都不产生偏向的拉力。

4. 有哪五种化学键？

离子键、共价键、氢键和金属键是四种主要类型的化学键。两个原子之间是否存在键取决于它们的电负性差异。

5. 共价键和金属键哪个更强？

除了金刚石、硅和碳之外，共价键通常很弱。金属之间具有很强的键合。由于晶体结构，离子键也相当强。