平衡原子間距

不受打擾時，兩個成鍵的原子會停在一個特定的距離——不相碰、也不遠，而是一個明確的間隙，對每一對相同原子都一樣。這個靜止距離就是平衡原子間距，通常寫作 r0，它不過是吸引與排斥這場拔河打成平手的地方。它就是天然的鍵長、鍵的大小。

你可用兩種等價的方式找出 r0：它是淨原子間作用力恰好為零的間距；或在鍵能曲線上，它是能量最低的谷底位置。對大多數固體，r0 落在約 0.2 到 0.3 奈米（十億分之幾公尺）之間。把晶體中所有鍵的 r0 加起來，就得到它的晶格尺寸；這也是為什麼原子間距實際上決定了單位晶胞有多大，並最終決定了材料的密度。

這個間距並非完全固定，而它微小的擺動極其重要。熱使原子在 r0 附近振動，又因為能量谷是歪斜的（壓縮側比拉伸側更陡），平均距離會隨溫度上升而略微增大——這種向外的漂移就是熱膨脹。所以平衡間距既是靜止點，又透過其周圍谷形，成為材料受熱膨脹的根源。