原子間的鍵合

1.2.1 金屬鍵
???金屬中的自由電子和金屬正離子相互作用所構(gòu)成鍵合稱為金屬鍵。金屬鍵的基本特點(diǎn)是電子的共有化。

圖1.3 金屬鍵示意圖（黃色代表金屬原子，藍(lán)色代表自由電子）

金屬鍵既無飽和性又無方向性，因而每個(gè)原子有可能同更多的原子相結(jié)合，并趨于形成低能量的密堆結(jié)構(gòu)。當(dāng)金屬受力變形而改變原子之間的相互位置時(shí)，不至于使金屬鍵破壞，這就使金屬具有良好延展性，并且，由于自由電子的存在，金屬一般都具有良好的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能。


1.2.2 離子鍵
???大多數(shù)鹽類、堿類和金屬氧化物主要以離子鍵的方式結(jié)合。離子鍵鍵合的基本特點(diǎn)是以離子而不是以原子為結(jié)合單元。

圖1.4 NaCl離子鍵的示意圖
（紅色代表帶正電的鈉離子，綠色代表帶負(fù)電的氯離子）

一般離子晶體中正負(fù)離子靜電引力較強(qiáng)，結(jié)合牢固。因此。其熔點(diǎn)和硬度均較高。另外，在離子晶體中很難產(chǎn)生自由運(yùn)動(dòng)的電子，因此，它們都是良好的電絕緣體。但當(dāng)處在高溫熔融狀態(tài)時(shí)，正負(fù)離子在外電場作用下可以自由運(yùn)動(dòng)，即呈現(xiàn)離子導(dǎo)電性。


1.2.3 共價(jià)鍵
???兩個(gè)或多個(gè)電負(fù)性相差不大的原子間通過共用電子對而形成的化學(xué)鍵。共價(jià)鍵鍵合的基本特點(diǎn)是核外電子云達(dá)到最大的重疊，形成“共用電子對”，有確定的方位，且配位數(shù)較小。

圖1.5 SiO2中硅和氧原子間的共價(jià)鍵示意圖

共價(jià)鍵在亞金屬（碳、硅、錫、鍺等）、聚合物和無機(jī)非金屬材料中均占有重要地位。 共價(jià)鍵晶體中各個(gè)鍵之間都有確定的方位，配位數(shù)比較小。共價(jià)鍵的結(jié)合極為牢固，故共價(jià)晶體具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、熔點(diǎn)高、質(zhì)硬脆等特點(diǎn)。共價(jià)形成的材料一般是絕緣體，其導(dǎo)電性能差。


1.2.4 范德華力
???屬物理鍵，系一種次價(jià)鍵，沒有方向性和飽和性。比化學(xué)鍵的鍵能少1～2個(gè)數(shù)量級。
???不同的高分子聚合物有不同的性能，分子間的范德華力不同是一個(gè)重要因素。

1.2.5 氫鍵
???是一種特殊的分子間作用力。它是由氫原子同時(shí)與兩個(gè)電負(fù)性很大而原子半徑較小
???的原子（Ｏ，Ｆ，Ｎ等）相結(jié)合而產(chǎn)生的具有比一般次價(jià)鍵大的鍵力，具有飽和性
???和方向性。氫鍵在高分子材料中特別重要。