1)离子键
金属元素与非金属元素是通过离子键结合的。当这两类元素结合时,金属原子将其最外层的价电子给予非金属原子,金属原子失去价电子后成为带正电的正离子,非金属原子得到电子后成为带负电的负离子。这种正负离子通过静电引力使原子结合在一起的结合方式称为离子键。离子键结合的基本单元是离子而不是原子。离子键的键合方式要求正负离子相间排列(图1.2),故离子键没有方向性和饱和性。典型的离子晶体有NaCl、MgCl 2 等。
图1.2 NaCl离子键的示意图
2)共价键
两个或多个电负性相差不大的原子之间通过共用电子对结合在一起而形成分子或晶体的结合方式称为共价键。原子结构理论表明,s亚层的电子云呈球对称,而p、d等亚层的电子云均具有一定的方向性。在形成共价键时,为使不同原子电子云的重叠达到最大限度,共价键具有方向性;另一方面,当一个电子与另一个电子形成电子对后,就不能和第三个电子配对,因而共价键具有饱和性。
3)分子键
由于电子云的密度随时间而变,在每一瞬间,负电荷中心与正电荷中心并不重合,这样就形成瞬时电偶极矩,产生瞬时电场。这种靠瞬时的电偶极矩的感应作用,使原来具有稳定的原子结构的原子或分子结合在一起的结合方式称为分子键或范德瓦尔斯键。分子键的结合力称为范德瓦尔斯力,它是电中性的原子之间的长程作用力,没有方向性和饱和性。分子键普遍存在于各种分子之间,对物质的性质如熔点、沸点、溶解度等具有很大的影响。
4)氢键
氢键是一种极性分子键,存在于HF、H 2 O、NH 3 等物质中。由于氢原子核外仅有一个电子,在这些分子中氢唯一的电子已形成电子对被其他原子所共有,从而结合的氢原子端就裸露出带正电的原子核,裸露的原子核与邻近分子的负电荷端相互吸引,这种结合方式被称为氢键。氢键具有方向性和饱和性。