一般固體中的化學(xué)鍵有離子鍵、共價鍵、金屬鍵和分子鍵。
靠離子鍵結(jié)合的晶體叫做離子晶體或極性晶體。典型的離子晶體有Li、Na、K、Rb、Cs和F、Cl、Br、I之間形成的化合物。離子鍵是以離子而不是以原子作為結(jié)合的基本單位,離子晶體的結(jié)合靠的是陰陽離子之間的庫侖吸引作用。雖然,同性離子之間也會存在排斥作用,但由于在離子晶體中正負(fù)離子一般相間排列,使得庫侖作用總的效果總是吸引性的。
圖1. NaF中的離子鍵
靠共價鍵結(jié)合的晶體叫做共價晶體或同性晶體。典型的粒子就是水。共價鍵是靠兩個原子各貢獻(xiàn)一個電子,這兩個電子變成了兩個原子的共有電子。共價鍵具有飽和性和方向性。飽和性指的是一個原子只能形成一定數(shù)目的共價鍵;方向性指的是原子只在特定的方向上形成共價鍵。
圖2. 氫分子中的共價鍵
靠金屬鍵結(jié)合的晶體叫做金屬晶體。金屬鍵一個最典型的特性就是金屬晶體中電子的“共有化”。在金屬晶體中,原來束縛在原子中的價電子轉(zhuǎn)為在整個晶體中運動,他們的波函數(shù)遍及整個晶體。
圖3. 金屬銀中的共有化電子
分子鍵又叫范德瓦爾斯鍵。以上提到的幾種化學(xué)鍵都會導(dǎo)致相應(yīng)晶體原子中價電子的狀態(tài)發(fā)生變化:離子晶體中的原子轉(zhuǎn)變成了正負(fù)離子;共價晶體中價電子形成了共價鍵的結(jié)構(gòu);金屬中價電子轉(zhuǎn)變?yōu)楣灿谢娮?。而分子鍵產(chǎn)生于原來就具有穩(wěn)固的電子結(jié)構(gòu)的原子或分子之間,他們在結(jié)合為晶體時基本的電子結(jié)構(gòu)保持不變。滿殼層結(jié)構(gòu)的惰性氣體之間就存在分子鍵。
圖4. 壁虎能爬墻靠的就是范德瓦爾斯力
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