氟化氢由一个氢原子和一个氟原子组成,其化学式为HF。氟化氢的分子量为20.01 g/mol。
氟化氢是一种无色的气体或液体,有刺激性气味。氟化氢的水形态被称为氢氟酸。
它是制备几种重要化合物的基本原料,包括药物和聚合物。
氟化氢是一种有害气体,与水分形成腐蚀性氢氟酸。
此外,这种气体还会因角膜的快速溶解而导致失明,因此被储存在钢瓶中。
让我们在这篇文章中探讨HF是共价化合物还是离子化合物。
那么,HF是离子的还是共价的呢?氟化氢是一种共价键极性分子,因为电负性强的氟原子和电负性弱的氢原子之间电子共享不平等。氢和氟之间的电负性差为1.78,被认为是极性共价,因为氟与非金属氢成键。
现在让我们理解共价键和离子键的概念。
什么是共价键?
共价键包括参与原子间共享的电子对。
成键是由原子核对电子吸引的静电力产生的。它能把原子聚集在一起。
考虑到八隅体规则,原子共享电子以实现稳定的电子构型。
有共价键的化合物被认为是共价化合物。共价键进一步被称为分子键,在有机化学中比离子键更常见。
共价键的形成
如果参与原子之间的电负性差异显著较小,就会形成共价键。
电负性是指原子将电子拉向自身的能力。原子与其他参与原子共价键以获得更高的稳定性,这可以通过共享价电子并形成完整的价壳层来获得。
共价键将不同原子结合在一起,形成带正电的原子核之间的静电引力,带负电的电子比相同带正电的原子核之间的斥力更显著。
结果,这种吸引力使分子稳定。
共价键的强度是由断开键所需的力来定义的,这意味着分裂共价键原子所需的总能量。
不同类型的共价键
共价键是根据共有电子对的数量、键的极性和原子的配位来组织的。
共价键根据共有电子对分为三种类型。
1.单共价键
当一对电子或两个电子在原子间共用时,就形成了一个共价键,也被简单地识别为单键。
例如:H2
2.双共价键
当两个电子对或原子间共有4个电子时,就形成了一个双共价键,也被称为简单双键。
例如:二氧化碳
3.三共价键
当原子间共有3对电子或6个电子时,就形成了三共价键,也称为简单三键。
例如:氮气
根据键的极性和原子的配位,共价键可分为三类:
1.极性共价键
如果共享原子的电负性有显著差异,就会形成极性共价键。
极性共价键的电负性差在0.1 ~ 2之间。
因此,成键的电子对被拉向电负性较高的原子,使原子具有一定的负电荷,而相反的原子则具有一定的正电荷。
当化学键是极性共价键时,原子间共享的电子是不平等的,因为它们相对于另一个原子核被极大地吸引到一个原子核。
此外,对电子有较大影响的原子被认为是高电负性的。
由于原子间电子共享不均,产生了不显著的(δ+)正电荷或(δ-)负电荷。
这种电荷被称为部分电荷,也被称为偶极子,它是水分子的一个基本特征,也被认为是水的几个特征。
例子:水
你也可以在网站上阅读这篇文章H2O的极性.
2.非极性共价键
当参与原子之间的电负性差为零时,就会形成非极性共价键。
在这种化学键中,原子间共享的电子是相等的。
例子:这有点难度
查看这篇文章Cl2极性.
3.坐标或给价共价键
当共享的电子对从其中一个参与原子获得时,就形成了配位或给价共价键。
这种结合通常见于金属离子与配体的结合。
例子:有限公司
共价键的特征
1.共价键是稳定共价化合物的主要功能。共价键的性质如下所示。
2.参与原子间共享的电子形成了共价键。
3.连接不同原子的共价键可分为单键、双键或三键。
4.共价键是在两种非金属之间形成的,或在非金属和一类金属之间形成的。
5.共价键强度大且稳定,破键进行反应需要很高的能量
6.共价化合物的熔点和沸点都很低。
7.在共价键中不可能导电。
8.它们不溶于水,而水是极性溶剂。不过,它们仍可溶于苯,而苯是一种非极性溶剂。
9.共价键合的化合物是稳定的,反应几乎很慢。
什么是离子键?
静电引力把两个电荷相反的离子结合在一起,称为离子键。
化学键在两个参与原子之间形成,通过一个或多个电子从一个原子转移到另一个原子,从而实现它们的惰性气体结构。
两个原子连接起来消耗能量并获得稳定性的方法基本上有三种。一种方法是获得或失去电子来实现八隅体构型。用这种方法形成的键叫做离子键。
当一个原子得到电子,而另一个原子从它的价轨道上给出电子时,就形成了这种键。
离子键特性
离子结合的分子对正离子和阴离子具有很强的吸引力,表现出以下特点:
1.离子键是所有键中最强的。
2.电荷在离子键分子中分离,因此在给定条件下它们是所有化学键中反应性最强的。
3.具有离子键的分子具有较高的熔点和沸点。
4.当溶解在水中或处于熔融状态时,离子结合的分子导电。这是因为离子作为电荷载体。
两个参与原子之间的键的类型可以通过计算参与成键的原子之间的电负性值来估计。
化学键类型的电负性值范围如下所示。
债券型 | 电负性值 |
极性共价键 | 0.5 - 1.9 |
非极性共价键 | 0 ~ 0.4 |
离子键 | 2.4至4.0 |
既然我们知道共价键和离子键的概念,现在让我们继续了解氟化氢中共价键背后的原因。
为什么HF是共价化合物?
氟化氢是极性共价键。一个离子键和一个共价键的中间产物被认为是极性共价键。极性共价键用箭头表示。
电负性被描述为原子将电子拉向自身的能力。在氟化氢分子中,氢的电负性是2.2,氟的电负性是3.98。因此,电负性差为1.78。
HF是极性共价化合物。氟是所有卤素中电负性最强的原子。它与氢反应形成共价化合物。
然而,氟化氢是极性的,因为氟通过吸引电子来改变氢的电子云密度。
因此,电子云密度被氟吸引,形成极化化合物,因为显著的电负性差。
因此,由于电子的转移,氢带部分正电荷,氟带部分负电荷。
即使氟化氢形成共价键,由于电负性的差异,电子密度也不均匀分布,形成部分离子特征。
氟化氢的制备
通常,氟和氢反应生成气态氟化氢。
CaF2与浓缩液反应。硫酸生成aq.氟化氢。
CaF2 +浓H2SO4—> CaSO4 + 2HF
而无水氟化氢是通过在铜计数器中以573 K加热KHF2而形成的。
Khf2 -> kf + hf
氟化氢的性质
1.HF是一种无色气体或液体,摩尔质量为20.06 g/mol。HF的密度为1.15 g/L。HF的熔点为-83.6℃,B.P为19.5℃。
2.氢氟酸与水结合或吸收水分导致盐酸的形成。
因此,当HF意外接触皮肤或身体部位时,它被认为是危险的,因为它的腐蚀性会破坏组织。
3.HF与其他卤化氢配合时,由于分子间氢键的作用,具有不同寻常的M.P和B.P升高的特征。
氟化氢的应用
1.氟化氢被用来制备各种药品和各种聚合物。
聚四氟乙烯,通常被称为特氟龙,是用氟化氢制备的。
2.大约60%-70%的HF用于生产制冷剂的各种成分,这些制冷剂在全球冰柜和空调的使用中具有广泛的价值。
3.由于其高腐蚀性,它被用于清洁和净化一些汽车齿轮,工具和其他。
结论
由此可知,HF是一种极性共价化合物。氟是电负性很强的原子,与氢反应形成共价化合物。但HF是极性的,因为电负性不同。电子密度不均匀分布,形成部分离子特征。
因此,氟化氢形成一个共价键,并且由于电负性的不同,该键发展出部分离子特征。