第一讲 原子键合

分类

  • 化学键
  • 物理键

化学键

由于电子运动而使原子产生聚集的结合力，结合力较强，也称为一次键。包括

  • 金属键
  • 共价键
  • 离子键

金属键

最外层电子数很少，价电子极易挣脱原子束缚成为自由电子，形成电子云电子共有化。
特点：

  • 无饱和性
  • 无方向性
  • 导电性、导热性、延展性较好，熔点高，具有较大的密度

自由电子：导热性、导电性、延展性良好
无饱和无方向：易形成能量低的密堆结构

最大最小
密度锇Os锂Li
硬度铬Cr铯Cs
熔点钨 W汞Hg
活泼铯Cs金Au

共价键

由电负性相差不大的原子间通过共用电子对核外电子云达到最大重叠而形成的键合方式。
晶体特点：

  • 结合力大，有方向性、饱和性
  • 强度高、硬度高、熔点高、脆性大、导电性差

亚金属C、Si、Ge、Sn，聚合物和无机非金属材料多为共价键

离子键

活泼金属原子失电子成为正离子Cation，非金属原子得电子成为负离子Anion,两者由于静电引力相互吸引。

特点：

  • 结合力大，无方向性、饱和性
  • 硬度高、脆性大、熔点高、导电性差

是多数盐类、碱类和金属化合物的结合方式。

物理键

分子键Van der waals bondings

依靠偶极吸引力使中性原子或分子结合在一起的方式。

范德华力

  • 取向力（静电力）
    极性分子的永久偶极矩之间的相互作用
  • 诱导力
    一个极性分子使另一个分子极化，产生诱导偶极矩并相互吸引。
  • 色散力
    分子中电子的运动产生瞬时偶极矩使邻近分子瞬时极化，后者又反过来增强原来分子的瞬时偶极矩。

对于大多数分子来说，色散力是主要的。只有偶极矩很大的分子如水，取向力才是主要的，而诱导力通常是很小的。

特点：

  • 无方向性和饱和性，结合力很小，但能很大程度改变材料性质。
  • 熔点低、硬度低

氢键

介于化学键与物理键之间，具有饱和性、方向性