大家好,我是魅力科學君,今天我們要聊的話題是:原子與原子之間靠什么結合在一起? 首先來講,并不是所有元素的原子都喜歡與其他的原子結合,比如說惰性元素,通常情況下,它們都是單原子氣體,非常穩定,極難與其他原子形成化學鍵,也就是說,它們的原子都極為不喜歡和別的原子結合在一起。 為什么會這樣呢?簡單來講,原子和原子之間的結合靠的是其外層電子的相互作用,也就是所謂的化學鍵,而這些原子的最外層電子要么是2個,要么是8個。 比如說2號元素氦(He)的電子層長這樣: 10號元素氖(Ne)的電子層長這樣: 18號元素氬(Ar)的電子層長這樣: 這種構造就會形成一種閉合殼層結構,使電子層間作用力達到平衡,如此一來,原子就既不容易失去電子也不容易獲得電子,并因此變得非常穩定。 正如我們所知,宇宙萬物都會自發地趨向于穩定,對于那些非惰性元素的原子來講,如果有機會的話,它們也想讓自己形成惰性元素那樣的穩定構造。 實際上,這就是原子和原子之間形成化學鍵的重要原因,怎么形成的呢?我們可以拿17號元素氯(Cl)和11號元素鈉(Na)來舉例說明。 氯原子最外層的電子有7個,只差一個就夠了,它們就會強烈地趨向于從其他原子那里得到一個電子。 鈉原子卻恰恰相反,其最外層的電子只有一個,在這種情況下,它們就會強烈地趨向于將最外層的那個電子“丟”給其他的原子,這樣它們就達到目的了。 所以當氯原子與鈉原子相遇時就會一拍即合,氯原子會如愿以償地得到鈉原子天天都想“丟”掉的那個電子,結果就是,得到了電子的氯原子帶上了正電,失去電子的鈉原子則帶上了正電。 眾所周知,正負電荷是會互相吸引的,所以它們就結合在了一起,形成了氯化鈉分子。 那么,既然氯原子都想得到一個電子,那如果兩個氯原子相遇,豈不是沒得談了?答案是否定的。 在這種情況下,氯原子A會跟氯原子B商量,既然我們都想要一個電子,那不如你我各出一個電子拿來共享,這樣我們最外層的電子就都是8個了,你看行不行?氯原子B想了一下覺得可行,就同意了。 由于這兩個電子是共享的,兩個氯原子就離不開彼此,于是它們就結合在了一起,形成了氯氣分子。 那兩個鈉原子相遇,又會怎么樣呢?很明顯,這倆都想“丟”一個電子給對方,當然就沒得談了。 但一大堆的鈉原子聚在一起,就不一樣了,在這種情況下,鈉原子們會很默契地把最外層的那個電子貢獻出來,形成一片由自由電子構成的“電子海洋”。 由于“電子海洋”帶負電,而貢獻出電子的鈉原子帶正電,因此這些鈉原子就被通過這片“電子海洋”結合在了一起。 上面我們介紹的三種結合方式分別稱為離子鍵、共價鍵和金屬鍵,而原子與原子之間的結合,靠的就是這些化學鍵。 實際上,我們日常所見的物體,都可以認為是由數量龐大的原子構成的,它們種類繁多,數量又極其巨大,因此在具體的物質中,往往并不是單一的某一種化學鍵,而是多種化學鍵交織在一起,賦予了物質豐富的形態和性質。 |
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