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为了产生离子键,所涉及的原子必须具有一个相反的性质。
也就是其中一个原子一定要很容易失去电子,另一个也必须很容易获得电子。
化学中吸引电子的能力叫作电负性(eleegativity)。
因此,为了使两种元素原子产生离子键,它们必须具有非常不同的电负性。
如果参与反应的原子相同或具有非常相似的电负性,就会产生另一种类型的键,称为共价键(tbond)或同极键(homopolarbond)。
在这种情况下,原子之间没有电子的转移,而是电子共用。
换句话说,电子对是放在原子之间的。
事实上,当所涉及的原子的原子核之间的距离达到一定值时,两个原子核施加的静电引力对电子的影响是同等的。
这个时候问某个电子属于哪个原子都没有意义,因为它们是两者共用的。
用量子术语来说,组成分子的原子轨道线性组合产生一个分子轨道(molecularorbital),也就是分散在多个原子上的离域电子云(其实是一个概率分布)。
可以说,这种云就像“胶水”
一样,把原子粘在一起。
这种键型的化合物无论是在水溶液中,还是在熔融状态下都不导电(如蔗糖)。
如果在一个键中只有一对共用电子,则说该键是单键;如果有2对,就说双键;如果有3对,就是三键。
断键所需的能量称为键能(by)。
键的能量越高,分子就越稳定。
在离子键和共价键之间,可以有中间情况:也就是原子之间的电负性差不为零(不足以形成共价键),但差异又没有大到可以形成离子键。
在这种情况下,电子仍然是共用的,但分子轨道不再是对称的。
这会使一个原子上产生部分负电荷,而另一个原子上产生正电荷。
这类分子的两端带有相反的电荷,类似于物理学中所说的电偶极子(见第三章第1节)。
由于它们是极性分子,所以会相互吸引。
这些物质的高熔点和高沸点证实了这种吸引力的存在,我们所知道的典型的极性物质是水。
最后,还有一种特殊的键,是金属的特征。
在金属键(metallid)中,每个原子的外部电子是完全共用的,并且可以在金属晶体中自由移动(见第四章第1节)。
金属具有的导电性、导热性和光泽都是因为这种结构。
最后,半导体(硅、锗等)具有特殊的电子结构,我们在能带理论(见第一章第1节)中也描述过,这种电子结构决定了它们独特又宝贵的导电性能。
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