元素和化学键

魔法师LQ

生命的性质是由其化学性质决定的。

知识点总结

  • 元素
  • 原子
  • 分子
  • 化学键

    • 共价键

      • 极性共价键
      • 非极性共价键
    • 离子键

  • 八电子规则
  • 电负性
  • 氢键
  • 弱化学键
  • 化学反应

基本概念

  • 元素:只有一种原子组成,使用一般的化学方法不能是指分解,并且能够构成一切物质。人体中,O, C, H,N 占了绝大部分;除此之外还有很多痕量元素。
  • 化合物:由两种或者以上元素以一定的摩尔比通过化学键的结合在一起的化学物质
  • 原子:一种元素能够保持其化学性质最小的单位。
  • 分子:由一个或者多个原子组成,原子间通过共价键结合而成的整体。

原子结构

次原子粒子:质子,中子,电子

原子参与物质组成和化学反应是由其最外层电子所决定的。

原子组成与电子的能量吸收和释放

化学键

化学键是原子或者分子之间的吸引力

共价键

两个或者多个非金属原子共同使用它们的外层电子,在理想情况下达到电子饱和的状态,由此形成比较稳定的化学结构。

  1. 极性共价键

    共享电子不均衡。如:水。

  2. 非极性共价键

    共享电子均衡。如:甲烷。

极性和非极性共价键

离子键

在原子间转移电子,通过两个或者多个原子或化学集团市区或获得电子而形成离子后形成的。

离子键

八电子规则

  • 原子间组合趋向各价层都拥有8个电子
  • 形成离子分子的组成原子最外层电子层都有8个电子——趋向稳定
  • 当不满足8个电子——原子间会相互共享或交换电子来达到平衡状态

如何区分极性、非极性共价键和离子键

  • 电负性:

    元素原子在分子中对成键电子的吸引能力.

电负性差来区分极性键、非极性键和离子键

举例:甲烷$\mathbf{CH_4}$:2.55-2.2=0.35<0.5,非极性共价键;水$\mathbf{h_2o}$:3.44-2.20=1.24<1.7&&>0.5,极性共价键。

电负性表(Electronegativity table)

氢键

  • 一种分子间的吸引力,发生在已经以共价键与其他原子结合的氢原子与另一个原子之间

氢键和水的氢键

生物学上的弱化学键

  • 氢键
  • 范德华力
  • 离子键
  • 疏水作用

弱化学键在生物学上的意义

  • 维持生物大分子的高级结构,如DNA双螺旋,蛋白质的二级以上结构
  • 便于生物过程的发生,如DNA的复制

化学反应

化学反应是化学键的生成和断裂,导致物质的组成发生变化。

化学反应和化学键(以H2和O2生成H20为例)