是什么力量把原子“拴”在一起成为分子的?

学过物理的人都知道,世界上的万事万物都是由分子为基本单位构成的,而分子又是原子组成的。在化学领域,原子是不可再分的基本粒子。分子在常规状态下状态十分稳定,不会轻易分裂成原子。

那么是什么力量将组成分子的原子链在一起构成状态稳定的分子的呢?这个力量就是化学键。化学键存在于分子当中,它实际上是一种能对原子产生吸引力,并将组成分子的各个原子紧密联系起来的强大的相互作用。

就好像盖房子时砖与砖之间要用石灰、水泥连结,木梁与木梁之间要用铁钉或者卯榫固定一样,没有这些化学键,分子就不能以固定的状态存在,世界上也不会产生稳定的物态。

以如我们常见的水分子为例,水分子由两个氢原子和一个氧原子构成。这三个原子之所以能构成稳定状态一个水分子,就是因为水分子中存在一种化学键。化学键能产生强大的键能,这种键能所产生的强大力量能让组成水分子的原子保持稳定状态,要分开这些原子需要很大的能量。


对于化学键,我们在中学学化学时最熟悉的就是共价键。实际上,共价键只是化学键三种极限类型当中的一种。另外两种化学键的极限状态是离子键和金属键。其中,共价键由两个或两个以上的原子通过共有的若干电子构成,这些共有的电子通常是成偶数。共价键具有方向性和饱和性,典型的共价键是由两个原子借吸引一对电子而形成,例如两个氢核同时吸引一对电子而形成稳定的氢分子。

离子键是由正负电荷之间的静电吸引作用形成的,例如氯和钠通过离子键结合成氯化钠(即食盐)分子;金属键则是使金属结合在一起的相互作用,是由金属的自由电子和金属原子及离子组成的结晶格子之间的相互作用构成的,可以看成是高度分开的共价键。

定位于两个原子之间的化学键称为定域键,这种化学键是由多个原子共用电子形成的多中心化学键。除了这些类型的化学键之外,还有过渡类型的化学键。比如极性共价键,即化学键键电子偏向一边的一种化学键。此外还有由一方提供电子的配位键;离子键和非极性键上极性键的两个极端等等。它们看起来似乎不起眼,但就如同一栋房子中一块块砖之间的石灰水泥一样,没有这些石灰水泥,高楼大厦就会散架,而如果没有化学键固定住原子,就不会有构成一个物体所需要的分子。正是这些化学键固定原子构成分子,才构成了这个丰富多彩的世界!

作者:李洁

审核;李继良

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