化學-全_2-1.4 金屬鍵與金屬
深入金屬鍵
薛丁格-電子雲模型
兩非金屬原子間共用價電子所形成的化學鍵
| 原子核間距 | 主導作用 / 位能變化 / 穩定性 |
|---|---|
| < 74 pm | 斥力 > 引力;位能上升;系統漸不穩定。 |
| ≈ 74 pm(鍵長) | 引力 = 斥力;位能最低;最穩定。 |
| > 74 pm | 引力 > 斥力;位能自低點回升趨近 0;漸穩定。 |
| → ∞ | 幾乎無作用;位能趨近 0。 |
| 鍵 | 鍵長(pm) | 鍵能(kJ·mol−1) |
|---|---|---|
| H–H | 74 | 436 |
| C–H | 109 | 413 |
| C–N | 147 | 305 |
| C–O | 143 | 358 |
| C–F | 133 | 453 |
| C–C(單) | 154 | 347 |
| C=C | 134 | 614 |
| C≡C | 124 | 839 |
| 種類 | 例子與聚集態 |
|---|---|
| 雙原子分子(元素) | N2、O2、H2、F2、Cl2(氣);Br2(液);I2(固) |
| 雙原子分子(化合物) | HCl、CO、NO(氣) |
| 多原子分子(元素) | O3(氣);P4、S8、C60(固) |
| 多原子分子(化合物) | CO2、SO2、NH3(氣);H2O、H2SO4(液);C6H12O6、C12H22O11(固) |
| 類別 | 化學式 / 結構例 |
|---|---|
| 元素 | 石墨(C)、金剛石(C)、矽(Si) |
| 化合物 | 碳化矽(SiC)、二氧化矽(SiO2) |
| 性質 | 共價網狀晶體 | 分子物質 | 離子晶體 | 金屬晶體 |
|---|---|---|---|---|
| 組成 | 多為非金屬原子 | 多為非金屬分子 | 金屬陽離子 + 非金屬陰離子 | 金屬原子/陽離子 + 電子海 |
| 鍵型/作用力 | 共價鍵 | 分子內共價鍵;分子間作用力 | 離子鍵 | 金屬鍵 |
| 熔點/沸點 | 極高 | 低 | 高 | 範圍大 |
| 延性/展性 | 無 | 無 | 無 | 有 |
| 硬度 | 大(石墨例外軟) | 小 | 硬且脆 | 多大(亦有較軟者) |
| 化學式 | 實驗式或元素符號 | 分子式 | 實驗式 | 元素符號 |
| 常溫物態 | 固體 | 固/液/氣 | 固體 | 固體(汞為液) |
| 在水中溶解度 | 不溶 | 部分可溶 | 部分可溶 | 不溶(部分金屬與水反應) |
| 導電性(固/液/水溶液) | × / × / × | × / × / 酸、氨等可導電 | × / √ / √ | √ / √ / 金屬本身不形成離子 |