成键与内聚

离子键

/ eye-ON-ik bond /

设想一个对电子很贪婪的原子,旁边是另一个把电子抓得很松的原子。松的那个干脆把一个电子交给贪婪的那个。这下一个原子缺了一个电子、带上正电,另一个多了一个、带上负电,而异号电荷互相吸引。离子键正是这种来自异号带电原子(叫做离子)之间吸引的胶水。

原子一旦得到或失去电子,就成了离子:失去一个,得到正离子(阳离子);得到一个,则成负离子(阴离子)。这种键不过是正与负之间纯粹的电吸引,和摩擦过的气球能贴在墙上是同一种力。因为这种拉力朝四面八方一样地伸展,离子键并不指向任何特定方向;取而代之的是,大量的正离子与负离子堆成一个规则的三维网格,每个离子都被异号的近邻环抱着。

离子键之所以重要,是因为它解释了一整类材料——食盐、许多矿物、陶瓷——以及它们共同的脾性:熔点高、性脆,熔融或溶解时能导电、干燥的固体时却不能。一个常见的误解是以为电子被干净彻底地完全转移了;在真实的晶体里,这种交接从来不是百分之百的有或无,所以大多数被称作离子键的键,仍保留着一点共享电子键的味道。

在普通食盐里,每个钠原子把一个电子让给一个氯原子。由此生成的正钠离子和负氯离子,便排成一个整齐的立方网格,每个离子都被六个异号离子包围着——这正是一颗盐晶能裂成小巧方块的原因。

在盐里,钠把一个电子给氯,离子堆成立方网格。

离子键其实并不是仅仅两个离子之间的一根键。每个离子同时被许多近邻拉扯,所以衡量稳定性的真正尺度是整块晶体的晶格能,而非某一对离子。