化學鍵與分子形狀
離子鍵
想像一個金屬原子急著甩掉一個鬆散的外層電子,而一個非金屬原子正渴望抓住一個電子。金屬把電子徹底交了出去。於是金屬變成帶正電的離子(陽離子),非金屬變成帶負電的離子(陰離子),兩種相反的電荷互相吸引。這種靜電吸引就是離子鍵,食鹽 NaCl 就是最經典的例子。
更準確地說,離子鍵是成鍵的一種極限情形:一個原子把電子轉移給另一個,生成的離子之間靠庫侖定律所描述的吸引力結合在一起——相反電荷互相吸引,作用力隨距離增大而減弱。在真實的鹽裡,離子並不是兩兩配對,而是成百上千萬的陽離子和陰離子堆疊成規整的三維晶格,每個 Na+ 周圍有六個 Cl-,反之亦然。鍵能就是把整塊晶體裡所有的吸引與排斥加總起來得到的。
離子鍵解釋了為什麼鹽類通常是堅硬、易碎、高熔點的固體,而且只有在熔融或溶解時才導電(離子必須能自由移動)。它是三種理想化鍵型——離子鍵、共價鍵、金屬鍵——之一,而大多數真實的鍵都介於它們之間。純粹的離子鍵本身也是一種理想化:即使在 NaCl 中也有少量電子共享,而且陽離子越小、電荷越高,鍵的共價性就越強,這正是法揚斯規則所描述的內容。
鈉(電子組態 …3s1)把唯一的 3s 電子交給氯(…3p5),生成 Na+ 和 Cl-。生成的兩種離子都達到了穩定的稀有氣體組態,整塊 NaCl 晶體完全靠這些電荷之間的吸引維繫在一起。
電子從活潑金屬轉移到活潑非金屬:離子鍵的教科書圖景。
世上不存在百分之百的離子鍵;即使最典型的離子化合物也帶有少量共價性,把鍵看成連續譜上的一個點,比把它歸入某一類更恰當。
又稱
另見