原子间的键合

原子间的键合

1.2.1 金属键
???金属中的自由电子和金属正离子相互作用所构成键合称为金属键。金属键的基本特点是电子的共有化。

图1.3 金属键示意图（黄色代表金属原子，蓝色代表自由电子）

金属键既无饱和性又无方向性，因而每个原子有可能同更多的原子相结合，并趋于形成低能量的密堆结构。当金属受力变形而改变原子之间的相互位置时，不至于使金属键破坏，这就使金属具有良好延展性，并且，由于自由电子的存在，金属一般都具有良好的导电和导热性能。


1.2.2 离子键
???大多数盐类、碱类和金属氧化物主要以离子键的方式结合。离子键键合的基本特点是以离子而不是以原子为结合单元。

图1.4 NaCl离子键的示意图
（红色代表带正电的钠离子，绿色代表带负电的氯离子）

一般离子晶体中正负离子静电引力较强，结合牢固。因此。其熔点和硬度均较高。另外，在离子晶体中很难产生自由运动的电子，因此，它们都是良好的电绝缘体。但当处在高温熔融状态时，正负离子在外电场作用下可以自由运动，即呈现离子导电性。


1.2.3 共价键
???两个或多个电负性相差不大的原子间通过共用电子对而形成的化学键。共价键键合的基本特点是核外电子云达到最大的重叠，形成“共用电子对”，有确定的方位，且配位数较小。

图1.5 SiO2中硅和氧原子间的共价键示意图

共价键在亚金属（碳、硅、锡、锗等）、聚合物和无机非金属材料中均占有重要地位。 共价键晶体中各个键之间都有确定的方位，配位数比较小。共价键的结合极为牢固，故共价晶体具有结构稳定、熔点高、质硬脆等特点。共价形成的材料一般是绝缘体，其导电性能差。


1.2.4 范德华力
???属物理键，系一种次价键，没有方向性和饱和性。比化学键的键能少1～2个数量级。
???不同的高分子聚合物有不同的性能，分子间的范德华力不同是一个重要因素。

1.2.5 氢键
???是一种特殊的分子间作用力。它是由氢原子同时与两个电负性很大而原子半径较小
???的原子（Ｏ，Ｆ，Ｎ等）相结合而产生的具有比一般次价键大的键力，具有饱和性
???和方向性。氢键在高分子材料中特别重要。