化學鍵與分子軌域
化學鍵(chemical bond)
想象兩塊磁鐵啪地吸在一起,再要分開就得費勁。原子之間也有類似的情形,只不過這種「膠水」並非日常意義上的磁性,而是帶負電的電子和帶正電的原子核之間的電吸引。當兩個原子靠近、並以共享的方式安排電子能使總能量降低時,它們就黏在一起。這種黏合就是化學鍵。
更準確地說,化學鍵是原子(或離子)之間持久的吸引力,把它們維繫在分子、晶體和其他結構裡。它之所以形成,是因為成鍵後的排布比分開的原子能量更低;要把它拆開,你得額外提供能量。主要的幾類是共價鍵(原子共享電子)、離子鍵(一個原子把電子交給另一個,生成的離子相互吸引)和金屬鍵(正離子浸在共享的、可流動的電子海裡)。
為什麼重要:鍵幾乎決定了一種物質的一切——它的形狀、強度、能與什麼反應、能否導電,以及變化時放出或吸收多少能量。一個有用的提醒是:這些鍵的類型是一段連續譜兩端的理想化情形;大多數真實的鍵都是混合的,既有部分共享、也有部分轉移,而不是某種純粹的類型。
在一個水分子裡,每個氫原子都靠一根共價鍵——一對共享的電子——被維繫在氧原子上。要打斷這些鍵(把水拆成氫氣和氧氣)需要輸入大量能量,這正是水如此穩定的原因,也是為什麼電解水得用電池來推動。
穩定的物質之所以穩定,正是因為打斷它的鍵需要付出能量。
化學鍵和分子間力不是一回事。化學鍵把原子維繫在一個分子內部;較弱的分子間力則讓一個個分子彼此靠攏。把水燒開,斷的是分子之間的力,而不是分子內部的鍵——水蒸氣依然是一個個完整的水分子。
又稱
另見