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晶体结合-离子键、共价键、金属键、范德瓦尔斯键和氢键

2011-04-21 18:13阅读：

http://blog.sina.cn/dpool/blog/u/1648154167

我们遇到的分子仅由几个原子组成，固体可以比喻为一个具有任意尺寸的巨分子。如同分子一样，只有当固体的基态能量比组成它的原子或分子互相远离时的基态能量的总和低时，固体才能形成稳定的结构。晶体的基态能量与组成它的原子或分子远离时基态能量总和差称作晶体的结合能。

晶体的一种重要的分类方法就是根据他们结合的类型分类。

晶体结合的基本形式

〈1〉离子性结合：以这种形式结合的晶体称为离子晶体。以正负离子作为组成晶体的结构单元，如 晶体结合-离子键、共价键、金属键、范德瓦尔斯键和氢键晶体，以 晶体结合-离子键、共价键、金属键、范德瓦尔斯键和氢键作为结构单元而形成。引力是异类离子间的库仑引力，斥力来自同类离子间的库仑斥力及泡利不相容原理，为了能够稳定组合成晶体，正负离子是交替排列的，每一类离子都是以异类离子为最近邻，泡利原理产生的斥力是短程力，只有电子态交叠才出现。

〈2〉共价结合：以共价键结合的晶体称为共价晶体。它是以每个原子贡献一个电子组成共价键而形成的，共价键中的两个电子是自旋反平行的，共价键具有饱和性和方向性，一个原子只能与周围一定数目的原子组成共价键，若原子外层电子不到半满（少于4个），都可形成共价键，若原子的价电子数大于4，只有8-Z个电子才能形成共价键（Z为价电子数），所谓方向性是指原子只能在价电子出现几率最大的方向形成共价键。

〈3〉金属性结合： 原子组成金属晶体后，金属中的原子的价电子脱离母体原子形成自由传导电子由其与失去了价电子的正原子实之间的库仑作用而结合，原子实淹没在自由电子气体之中，金属结合倾向于原子按最紧密方式排列，对原子的排列方向无要求，因此金属较容易发生形变，原子间可相互移动，有很好的塑性。

〈4〉范德瓦尔斯互作用：
 范德瓦尔斯互作用发生在本来就具有稳定组态的原子与分子之间，由范德瓦尔斯互作用结合而成的晶体称为分子晶体。

〈5〉氢键结合：以氢键结合的晶体称为氢键晶体。氢有许多独具的特点：
 〈a〉氢的原子实是一个质子，尺寸 约 晶体结合-离子键、共价键、金属键、范德瓦尔斯键和氢键，比通常的原子实尺寸要小 晶体结合-离子键、共价键、金属键、范德瓦尔斯键和氢键倍。
 〈b〉氢有很高的电离能，约13.6eV(即把氢的核外电子拿走付出的能量),比Na、k高得多。（Na为5.14eV,k为4.34eV)
 〈c〉只有两个电子就可构成满壳层，比其它原子（8个电子）要少。

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