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材料的结合方式
材料在固态下原子的结合方式是明确材料加工工艺与使用性能之间关系的基础。
所有物质均是由无数微粒按一定方式聚集而成的，这些微粒可能
是分子、原子或离子。原子是化学变化中的最小微粒。两个或多个原
子形成分子或固体时，它们依靠什么样的结合力聚集在一起，这就是
原子间的键合问题。
结合键：原子（离子或分子）之间较强的相互作用力
材料的结合方式键性：构成材料的结合键的性质
原子和分子的排列方式（结构是否有序）
一.结合键
金属键
化学键主价键一次键离子键
共价键
结合键
范德华键
物理键次价键二次键
氢键
1.金属键（Metallicbonding）
原子很容易丢失其价电子而成为正离子。被丢失
的价电子不为某个或某两个原子所专有或共有，而是
为全体原子所公有。这些公有化的电子叫做自由电子，
它们在正离子之间自由运动，形成电子气。正离子在
三维空间或电子气中呈高度对称的规则分布。正离子
和电子气之间产生强烈的静电吸引力，使全部离子结
合起来。这种结合力就叫做金属键。
结合能:50kcal/mol
~
金属键的特点是：电子共有化、没有方向性、饱和性
2.离子键（Ionicbonding)
当电负性较小的活泼金属元素的原子与电负性较大的活泼非金属元素的原
子相互接近时，金属原子的外层电子转移到非金属原子外壳层上，使两者都成
为稳定的电子结构，降低体系的能量。此时，金属原子和非金属原子分别形成
正离子和负离子。正、负离子由静电引力相互吸引，使原子结合在一起，这就
是离子键。离子键既没有方向性，也没有饱和性
3.共价键（covalentbonding）
相邻原子间可以共用价电子形成满壳
层的方式来达到稳定的电子结构。这种由
共用价电子对产生的结合键叫共价键
共价键的本质是由于原子相互接近时
轨道重叠（即波函数叠加），原子间通
过共用自旋相反的电子对使能量降低而
成键。
硅原子四个价键和硅的键角
共价键的主要特点是具有饱和性和方向性。
4.氢键（Hydrogenbonding）
氢原子在两个电负性很强的原子(或原子团)之间形成一个桥梁，把两者
结合起来，成为氢键。
ü结合能：10kcal/mol
~
ü具有饱和性和方向性
ü氢键的结合力比范德华键强
ü在带—COOH、—OH、—NH原
2
子团的高分子聚合物中常出现
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