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由金属组成的共价化合物?

发布时间:2025-02-08 15:08编辑:冶金属归类:金属行情

一、由金属组成的共价化合物?

AlCl3、SnCl4、SbCl5、SnH4、SbH3、BiH3等。

格氏试剂(RMgX,X为卤素)中的Mg—C键主要也是共价键。二烃基镁等全烃基有机金属化合物(IA族有机金属化合物除外)是共价化合物。

亚汞离子中,两个汞原子中间有共价键(Hg-Hg)2+;气态的锂主要是以Li2形式存在,为共价单质。

二、含有金属元素的共价化合物举例?

AlCl3 FeCl3 BeCl2 SnCl4 GeCl4 HgCl2 Pt(NH3)2Cl2 OsO4 AuCl3 等等,还有很多 共性有:因为是分子晶体,所以熔沸点相对较低,有的加热可以直接升华(如AlCl3,FeCl3等),熔融状态下不导电,但有的仍是强电解质,因为水溶液中完全电离(如AlCl3,BeCl2,FeCl3等)

三、为什么化合物颜色的深浅可以常用来衡量化合物内金属原子和非金属原子之间化学键的共价程度?

类似AgCl → AgBr → AgI 这种颜色随阴离子变化且加深的现象,一般认为与“(电)(转)移跃迁”(CT, Charge Transfer Transition)致色能力增强相关[1]

荷移跃迁:当化合物接收辐射能量时,发生在以不同原子为中心的分子轨道之间的跃迁。

在无机盐的体系里形象点说就是,阳离子对的阴离子的电子虎视眈眈,想抢过来用用但就差一口气,在光的助力下能在极短的时间内把电子抢来,形成激发态,很快又回到基态。

如果可见光强度足够的话也有可能发生光氧化还原反应,比如卤化银和高锰酸钾的光解反应,所以荷移跃迁有时也被称作“光化学氧化还原作用”。

一种毫无抽象美的写法是 (指Donor-Acceptor Complex:电子供体与受体复合物,可以看成是类似Lewis酸碱对的概念)

比如研究最多的卤化银

溴化银光解Gurney-Mott 机理的示意图,后面讲的是导带电子由随机的扩散移动过程扩散到陷阱(图中的speck,“灰尘”)的位置,之后陷阱电子再把一个填隙银离子吸引到电子所在的位置,逐渐聚集形成银颗粒。来自https://radiologykey.com/image-receptors/

荷移跃迁致色也就是说荷移跃迁吸收的光波长在可见光范围内。

“颜色越深”通常可以翻译成(摩尔)吸光系数,和样品形态、光的波长、带隙、是否禁阻等很多因素相关。有经验近似[2]

定性估计的话,电荷转移可以用Marcus理论[3] [4]: ,kCT是电荷转移的速率常数,没见过的话就当成Arrhenius公式看,即“活化能”越低,荷移跃迁越快,越“容易”。

https://www.nature.com/articles/ncomms2708

荷移跃迁不是禁阻的,所以只讨论“活化能”也可以接受,综上,一些中文资料会按极化理论展开:

附加离子极化的结果改变了离子化合物的电子云分布,使原本的离子键有向共价键转化,缩短了核间距,从而实际加强了离子间的结合力,降低了体系的势能……发生了从阴离子到阳离子的电荷迁移从而使物质显色……离子的极化能力越强、变形性越大,附加极化作用越强,颜色越深[5]

这个就是“化合物颜色的深浅可以用来衡量化合物内金属原子和非金属原子之间化学键的共价程度”的“依据”。这个说法大概是按电荷转移谱带强度的公式写的,“缩短了核间距”是和“不极化”相比。

很明显,上面这个说法过于粗略了,极化理论的味道太浓,因果性讲的少。

因为遇不到Marcus反转的例子,一些资料会直接给出大致的顺序[6],阳离子一般直接说是原子序数增加CT需要的能量减少:

在理想化模型里,Marcus模型中的“活化能”可以用电极电势计算估计。所以AgCl → AgBr → AgI 或 ZnI₂ → CdI₂ → HgI₂ 的例子也可以从氧化还原反应发生趋势的角度考虑,另一些资料就采纳了这个观点:

具有相同电子构型的同一周期金属离子,随电荷增高、半径逐渐减小,其接受电子的倾向依次增 大,所产生电荷转移谱带向长波方向移动,化合物或离子的颜色随中心离子氧化能力的增强而加深[7]

其他理论的存在说明可见颜色深浅和共价程度之间关联不强,前面的推断可能存在过度理想化和臆想的成分,经不起琢磨。

  • 这个规律讨论的是主要是无机盐,讨论这类固体颜色一般要用能带论,能隙材料光吸收、光生载流子-空穴的模型更合适。
  • 而上面的讨论为了简化模型事实上把所有体系当成了Lewis酸碱对或者简单的配合物(也因为半导体/光催化方面的资料我看的少,不过化学书上一般就这么处理),会有问题。分开来讨论可能会更好。
  • 很多无机盐的颜色和晶型相关,比如红色的α-硫化汞和黑色的β-硫化汞。不同颜色的话比较“深浅”选哪个?
  • 不同价态的同种金属离子间的荷移跃迁往往导致化合物颜色极深,比如四氧化三铁和普鲁士蓝。这类混合价态的化合物一般不纳入。尤其当心硫化物。
  • 总之这个说法看看就好,颜色深浅和共价程度之间的关联只能看成是经验规律总结。(现在很多资料已经不讲关联性那么弱的内容了)

补充:能带理论可以解释的东西更多,比如这个规律中为什么大部分时候颜色变化都是白(无色)>黄>橙>红>黑的顺序,和五颜六色的过渡金属离子水溶液还有量子点明显不同。

拿骚. 李士杰,张志三译. 颜色的物理与化学:颜色的15种起源. 科学出版社, 1991.
同上

为了避免荷移跃迁和d-d跃迁混一起讨论,资料里一般只举d⁰、d¹⁰的例子,其实荷移跃迁很常见,比如部分水解的三价铁离子的黄色就和荷移跃迁的拖尾有关(见无机化学丛书)。


那个“毫无抽象之美”的表示真有这么写的:

配合物中的配体到金属电荷转移

https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Inorganic_Chemistry/Inorganic_Chemistry_(LibreTexts)/06%3A_Acid-Base_and_Donor-Acceptor_Chemistry/6.04%3A_Lewis_Concept_and_Frontier_Orbitals/6.4.03%3A_The_electronic_spectra_of_charge_transfer_complexes_illustrate_the_impact_of_frontier_or

硫化汞激发态的近似写法

M. Braun et al. / Chemical Physics Letters 361 (2002) 446–452

用化学式描述卤化银分解(早年的资料“化学反应式”里不涉及空穴,第二步是变回去)

Luckey, George W. (1955). Vacuum Photolysis of Silver Bromide and Silver Chloride. The Journal of Chemical Physics, 23(5), 882–. doi:10.1063/1.1742141

四、带金属元素的共价化合物有哪些?

AlCl3、FeCl3、BeCl2、SnCl4、GeCl4、HgCl2、Pt(NH3)2Cl2、OsO4、AuCl3、BeBr2、SnBr4、GeBr4、HgBr2、HgS、FeS、BeS、SnS2、GeS2 等等。

共价化合物:

主要以共价键结合形成的化合物,叫做共价化合物。不同种非金属元素的原子结合形成的化合物(如CO2、ClO2、B2H6、BF3、NCl3等)和大多数有机化合物,都属于共价化合物。在共价化合物中,一般有独立的分子(有名符其实的分子式)。通常共价化合物的熔点、沸点较低,难溶于水,熔融状态下不导电,硬度较小。

有些离子型化合物中也可能存在共价键结合。例如,NaOH分子中既有离子键又有共价键。

五、金属氧化物是共价化合物还是离子化合物?

所谓的共价化合物和离子化合物是由于元素之间键合的方式不一样而区分的,也就是说公价化合物中存在且仅存在共价键(CH4, NH3),而离子化合物存在离子键(NaCl,),也可能存在共价键(KOH),它们的的区分方式是熔融状态下是否导电,不能导电的是共价化合物,能导电的是离子化合物。其实大多数的非金属元素之间组成的化合物,包括含氧酸,弱酸,和部分有机物是共价化合物,大部分金属和非金属结合的化合物,包括盐,强碱是离子化合物。所以它们与氧化物非氧化物无关,也并不是离子化合物就是酸碱盐。

六、哪种金属与非金属组成的化合物含有共价键?

铝与氯形成的氯化铝(AlCl3)只含共价键,是共价化合物。

七、属于共价化合物的金属氧化物有哪些?

不要被人误导 这个看金属化合价的 1金属价态高于5的都是共价键了,如V2O5,CrO3,Mn2O7等等 2对于化合价是+4的金属,共价成分还是很大,介于离子晶体与原子晶体之间 3对于+3价金属来说,刚玉,Cr2O3,Fe2O3,Sb2O3,Au2O3,Bi2O3等中共价成分还是很大,介于离子晶体与原子晶体之间,但是像镓,铊的氧化物可以认为是离子性为主的,我们常见的普通的氧化铝也是共价键为主 4对于+2价金属,除了Be,Hg之外一般是离子性为主的 5对+1价金属,除了Ag2O共价性比较大,一般都是离子晶体

八、共价化合物的特点?

只含共价键的化合物,叫做共价化合物。

部分氢化物、酸、非金属氧化物和大多数有机化合物,都属于共价化合物,共价化合物中可能含有金属元素,如三氯化铝,完全由非金属元素组成的化合物可能不是共价化合物,如铵盐。在共价化合物中,一般有独立的分子(有名符其实的分子式)。

通常共价化合物的熔点、沸点较低,难溶于水,熔融状态下不导电,硬度较小。有些离子型化合物中也可能存在共价键结合。例如,NaOH分子中既有离子键又有共价键。共价化合物不都是由分子构成的,比如二氧化硅、碳化硅,这些是由原子直接构成的共价化合物。以共价键结合的有限分子(即共价化合物分子),且靠分子间范德华力作用而凝聚成的晶体,是典型的分子晶体,如CO2晶体、苯的晶体等。以共价键结合的无限分子形成的晶体属于共价型晶体或原子晶体,它是由处于阵点位置的原子通过共价键结合而成的晶体,如金刚石晶体、单晶硅和白硅石(SiO2)晶体。

九、共价化合物的性质?

主要以共价键结合形成的化合物,叫做共价化合物。不同种非金属元素的原子结合形成的化合物(如CO2、ClO2、B2H6、BF3、NCl3等)和大多数有机化合物,都属于共价化合物。在共价化合物中,一般有独立的分子(有名符其实的分子式)。通常共价化合物的熔点、沸点较低,难溶于水,熔融状态下不导电,硬度较小。有些离子型化合物中也可能存在共价键结合。例如,NaOH分子中既有离子键又有共价键。以共价键结合的有限分子(即共价化合物分子),且靠分子间范德华力作用而凝聚成的晶体,是典型的分子晶体,如CO2晶体、苯的晶体等。以共价键结合的无限分子形成的晶体属于共价型晶体或原子晶体,它是由处于阵点位置的原子通过共价键结合而成的晶体,如金刚石晶体、单晶硅和白硅石(SiO2)晶体。

两种非金属元素原子(或不活泼金属元素和非金属元素)化合时,原子间各出一个或多个电子形成电子对,这个电子对受两种元素原子的原子核的共同吸引,为两种元素原子所共有,使两种元素的原子形成化合物分子。例如,氯化氢是氢原子和氯原子各以最外层一个电子形成一个共用电子对而组成的化合物分子。非金属氢化物(如HCl、H2O、NH3等)、非金属氧化物(如CO2、SO3等)、无水酸(如H2SO4、HNO3等)、大多数有机化合物(如甲烷、酒精、蔗糖等)都是共价化合物。多数共价化合物在固态时,熔点、沸点较低,硬度较小。

十、有没有含金属元素的,共价键化合物?

有。

周期表中金属与非金属交界处的金属常可与氯等电负性不是很大的非金属形成共价化合物,如:AlCl3、SnCl4、SbCl5、SnH4、SbH3、BiH3等。

格氏试剂(RMgX,X为卤素)中的Mg—C键主要也是共价键。二烃基镁等全烃基有机金属化合物(IA族有机金属化合物除外)是共价化合物

亚汞离子中,两个汞原子中间有共价键([Hg-Hg]2+);气态的锂主要是以Li2形式存在,为共价单质。

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