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第二节 原子间结合力 原子间的结合力 • 当原子结合成固体时，它们是依靠什么样 的结合力聚集在一起？ • 为什么固体具有固定的体积？原子间排斥 力的来源是什么？ • 原子间结合力 • 分子间结合力 • 原子间的结合是原子间吸引力和排斥力共 同作用的结果。 • 在固体材料中，原子之间的斥力来源于原 子接近后，外层电子云密度增加从而使得 电子动能增加，使得原子之间产生斥力。 • 固体中原子之间的引力有不同来源，从而 产生不同的原子结合方式，产生了不同的 化学键和类型。 原子间结合力 • 离子键 • 共价键 • 金属键 离子键 • 这种结合方式的吸引力来自于异号离子的 静电吸引作用。这种结合的基本特点是以 离子而不是原子为结合单元。 NaCl • 大多数盐类、碱类和金属氧化物主要以离 子键的方式结合。 • 离子键无方向性和饱和性。决定离子晶体 结构的因素是正负离子的电荷及几何因素。 离子晶体中一般具有较高的配位数。 离子键性能特点 • 是一种强键， • 离子晶体结构稳定，导电性差。熔点高， • 硬度高。脆 共价键 • 共价键是由两个或多个电负性相差不大的 原子通过共用电子对而形成的化学键。 Carbon Diamond Carbon Graphite 晶体的微观特征 Silicon 晶体的微观特征 • 价键理论 • 分子轨道理论（量子力学） • 轨道杂化 Si • 共价键的特点： • 饱和性。共价键只能由自旋未配对的电子 组成。 • 方向性。在原子的价电子波函数最大的方 向上形成共价键。 • 共价键的强弱决定与形成共价键的两个电 子轨道相互交叠的程度。 • 当形成共价键的原子为异类原子时，所形 成的共价键包含有离子键成分。 • 共价键是一种强健。由共价键结合形成的 固体熔点高。一般硬、脆。不能明显弯曲。 金属键 • 在元素周期表中，金属元素占据五分之四 金属自由电子气模型 • 金属原子的外层价电子数少，电离能低 • 与其他元素结合时，易失去外层价电子而 成为阳离子 • 当金属原子相互结合时，外层价电子从各 个原子上脱离束缚而为所有原子所共有。 在金属正离子组成的晶格中形成电子气。 金属中的自由电子与金属正离子相互作用 所构成的键合称为金属键。 • 金属键的特点是既无方向性，又无饱和性。 • 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。 • 由金属键构成的固体具有良好的导电、导 热性能，有良好的可变形性 • 原子间结合力 • 分子间结合力 分子 • 产生于原来具有稳固的电子结构的原子或 分子之间。 • 例如： • 1）有满壳层结构的惰性气体元素 • 2 ）价电子已用于形成共价键的饱和分子。 分子间作用力 • 范德华键（范德瓦尔斯力） • 氢键 范德华键（范德瓦尔斯力） 来源 • 色散力（非极性分子之间） 极性分子与非极性分子（诱导力） 极性分子之间（静电力） 范德华键特点 • 分子间作用力是一种弱的结合力。 • 无方向性，无饱和性。 氢键 • 当H原子与电负性大的原子（O、F、N等） 以共价键结合成分子时，HX间是极性共价 键。分子