
【化】 length of covalent bond
covalent bond
【化】 covalent bond; covalent link(age)
【化】 bond distance; bond length; internuclear distance
共價鍵鍵長(Covalent Bond Length)是指兩個原子通過共享電子對形成共價鍵時,其原子核之間的平均距離。它是描述化學鍵性質的重要參數之一,反映了成鍵原子的結合強度和空間構型。
基本概念
在共價鍵中,鍵長由成鍵原子的原子軌道重疊程度決定。例如,碳-碳單鍵(C-C)鍵長約為1.54 Å(埃),而碳-碳雙鍵(C=C)因軌道重疊更緊密,鍵長縮短至約1.34 Å(來源:Pauling, L. The Nature of the Chemical Bond)。
原子半徑與電負性
鍵長隨成鍵原子半徑增大而增加(如C-Cl鍵長>C-F鍵長)。電負性差異較大的原子間鍵長較短(如H-F鍵長92 pm,小于H-I的161 pm)(來源:Huheey, J.E. Inorganic Chemistry)。
雜化軌道類型
碳原子sp³雜化(如乙烷C-C鍵1.54 Å)>sp²雜化(乙烯C=C鍵1.33 Å)>sp雜化(乙炔C≡C鍵1.20 Å)(來源:McMurry, J. Organic Chemistry)。
實驗測定技術
主要通過X射線衍射(晶體結構)和光譜學(如紅外振動頻率)測量。例如,苯環中C-C鍵長為1.39 Å,介于單雙鍵之間,印證離域π鍵的存在(來源:IUPAC Compendium of Chemical Terminology)。
鍵能與反應活性關聯
鍵長越短通常鍵能越高(如C≡C鍵能839 kJ/mol>C=C鍵能614 kJ/mol),但鍵長過短可能導緻空間張力(如小環化合物)(來源:Atkins, P.W. Physical Chemistry)。
鍵類型 | 鍵長(Å) | 示例化合物 |
---|---|---|
C-C | 1.54 | 乙烷 |
C=C | 1.34 | 乙烯 |
C≡C | 1.20 | 乙炔 |
C-H | 1.09 | 甲烷 |
O-H | 0.96 | 水分子 |
N-H | 1.01 | 氨 |
(數據綜合自:CRC Handbook of Chemistry and Physics, 102nd ed.)
共價鍵鍵長是化學鍵參數之一,指兩個成鍵原子核之間的平衡距離。以下從定義、影響因素及意義等方面綜合解釋:
定義與測定 鍵長是分子中兩個成鍵原子核之間的平均距離,通常通過光譜或衍射實驗測定。例如,C-C單鍵鍵長為154pm,由此可推算碳的共價半徑為77pm。
影響因素
與鍵能的關系 鍵長越短,鍵能越大,化學鍵越穩定。例如,N≡N三鍵鍵長短(110pm)、鍵能大(946kJ/mol),因此氮氣化學性質穩定。
實際應用 鍵長數據可用于推測分子空間構型,并輔助計算原子共價半徑。此外,鍵長變化還能反映物質性質差異(如石墨與金剛石中C-C鍵長不同導緻硬度差異)。
該參數與鍵能、鍵角共同構成共價鍵的三大特征,對理解分子結構和化學反應機理至關重要。
【别人正在浏覽】