化合物的原子在周期表中的位置(图2.6)和元素电负性值的大小差异(图2.7)。两者在周期表中无论水平或垂直方向隔得越开,从左下角到右上角隔得越远(即电负性值相差越大),则该化合物的离子键程度越高。反之,如果两者在周期表中靠得越近,电负性值相差越小,则该化合物的共价键程度越高。元素A,B构成的键的离子键百分含量可以用下式表示:离子键%={1-exp[-(0.25)(XA-XB)2]}×100(2.10)公式中XA、XB是A、B元素的电负性值。金属键最后一种主价键是金属键,金属和它们的合金中都属于金属键。一种比较简单的模型被用来说明金属键结构。金属键材料有一个、两个、最多三个价电子。在金属键模型中,这些价电子并没有束缚在任何特定的,而是在整个金属中或多或少自由的漂移。可以认为这些电子属于整个金属,形成所谓“电子海洋”或“电子云”。其余的非价电子和原子核形成所谓离子核,带净的正电荷,大小等于单位原子总价电子所带电荷。图2.11是金属键的示意图。自由电子靠静电排斥力把带正电的离子核相互隔离开,充斥在金属离子核的周围,因此、金属键没有方向性。此外,这些自由电子象“胶”一样把离子核粘在一起。表2.3列出了几种金属的键能和熔点。金属键键能有弱有强,范围从水银的68kJ/mol(0.7eV/atom)到金属钨的850kJ/mol(8.8eV/atom)。它们的熔点分别为-39℃和3410℃。周期表中IA和IIA族元素是金属键,事实上,所有金属元素都是金属键。各种材料(如金属、陶瓷、聚合物)的基本性质可以用化学键的类型来解释。例如,由于存在自由电子,金属具有良好的导电和导热性。反之,由于不存在大量自由电子,离子键和共价键材料是典型的电和热的不良导体。并且,我们将在8.5节看到,在常温下大多数金属和它们的合金都具有延展性,即它们要经历相当大的永久变形后才发生断裂。这种行为可以用变形机理(8.3
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