什么是共价化合物？定义、形成、性质
纯物质以两种形式存在：元素和化合物。元素是最简单的化学物质，其中所有的原子都是相同的。化合物是由两种或多种元素以特定比例化学结合而成的化学物质。
When two or more elements combine chemically in a fixed mass ratio, the resulting product is known as a compound.
当元素结合时，它们的一些单独的特性会丢失，而新形成的化合物具有新的特性。化学式用于表示化合物。化学式是构成特定化合物的原子比例的符号表示。水的化学式是H 2 O，表示两个氢原子和一个氧原子结合形成一分子H 2 O。食盐的化学式为NaCl，表明一个钠原子和一个氯原子结合形成一分子NaCl。
化合物分为两类：共价化合物和离子化合物。由于电子的获得或损失，Ionic化合物由带电的原子或分子组成。当带相反电荷的离子相互反应时形成Ionic化合物，最常见的是当金属与非金属反应时。当两种非金属相互反应时，会形成共价或分子化合物。通过共享电子，元素结合形成化合物，产生电中性分子。
共价化合物
美国物理化学家 Gilbert N. Lewis 在 1916 年的一篇文章中首次描述了共价键，尽管他没有使用这个术语。在 1919 年美国化学学会杂志上的一篇文章中，美国化学家 Irving Langmuir 首次使用术语共价来指代键合。
Electrons are shared between atoms in covalent compounds. Because electrons are shared, they have distinct physical properties such as lower melting points and electrical conductivity when compared to ionic compounds.
两个或多个原子之间共享电子是共价键的定义。这些键最常见于非金属之间或同一元素的两个元素之间。具有相似电负性的两个原子不会从它们的最外层交换电子；相反，原子将共享电子来填充它们的价电子壳层。当化合物中元素的电负性值相同或相似时，就会形成共价化合物。作为一般规则，如果电负性差异在鲍林量表上小于 2，则原子形成共价键。如果电负性差大于 2，则元素形成离子键。一个例子是CO 2 。
上述规则的一个例外：一般来说，如果一个分子完全由非金属组成，那么它就是一种共价化合物。然而，有一个值得注意的例外。因为铵阳离子 (NH 4 + ) 具有正电性，它与非金属形成离子键而不是共价键。同时，氮和氢原子具有共价键。例如，氯化铵 (NH 4 Cl) 和硝酸铵 (NH 4 NO 3 ) 包含离子键和共价键。
共价化合物的性质
- 共价化合物显示出低熔点和沸点。
- 它们是低效的电导体和热导体。
- 脆的或软的固体。
- 熔化焓低
- 低蒸发焓
- 共价化合物在室温和常压下可以以固体、液体或气体的形式存在，而离子化合物只能以固体的形式存在。
- 虽然固体离子化合物中没有自由的移动离子或电子，但溶解在水中的离子化合物会形成导电溶液。另一方面，共价化合物没有导电性，无论是纯净形式还是溶解在水中。
- Ionic化合物具有稳定的晶体结构。因此，它们比共价化合物具有更高的熔点和沸点。
共价化合物的形成
原子由带正电的原子核和围绕它的带负电的电子组成。考虑两个氯原子，每个都有七个价电子。这些氯原子中的每一个只需要一个价电子来完成它的外壳。原子通过共享两个电子形成单键。这些电子集中在两个氯原子之间的空间中，通过磁引力固定在适当的位置。负电子被吸引到每个原子带正电的原子核上，从而阻止原子分离。
两个氯原子之间的键合电子均匀地共享——每个原子以相同的方式拉动共享的电子。然而，情况并非总是如此，因为一些原子比其他原子更具电负性。原子吸引电子的能力称为电负性。如果在一个真正带负电的原子和另一个不带负电的原子之间形成共价键，则键中的电子将不会均匀分布。不均匀共享会导致偶极子的形成，这是两个共价键原子之间的电荷分离。
氟化氢是含偶极子的简单共价化合物的一个例子。与氢相比，氟原子具有极负电性。由于共享电子大部分时间都在聚集氟原子，因此电荷分布不均匀。在该图像中，氟带有部分负电荷，而氢带有部分正电荷。
示例问题
问题 1：原子为什么会发生反应以及如何反应？
回答：
Atoms with eight electrons in their final orbit are stable and do not react. Atoms with fewer than eight electrons react with other atoms to gain eight electrons in their outermost orbit and thus become stable. Atoms with slightly more than eight electrons may lose them to atoms with fewer than eight. Atoms that cannot lose or gain may share to obtain an octet configuration. Even after the reaction, molecules lacking an octet configuration may accept a lone pair of electrons from other atoms or molecules.
问题3：什么是杂化轨道？
回答：
Relatively similar energy sub-orbitals can merge to form a new set of the same number of orbitals, with the property of all contributing orbitals being proportional to their numbers. These orbitals are called hybridised orbitals.
问题4：化合物的分类是什么？
回答：
Compounds are classified into two basic groups based on how the atoms in the compound bind to one another. These two types are known as molecular and salt compounds.
问题4：元素化合物和混合物有什么区别？
回答：
A material made up of only one type of atom. A compound is a material made up of more than one type of bonded atom. A mixture is a mixture of two or more unbounded components or compounds, each of which retains its own properties.