元素世界中粒子与粒子之间是如何相互连接形成固体的?

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所谓元素,物理实体是原子。一种元素实质就是一种质子数相同的原子,质子数决定了(中性)原子的电子数,电子数决定了原子的化学性质。当两个原子只有中子数不一样时,称之为同位素,虽然是两种原子,但还是一种元素。

那么这个问题的实质就是原子怎样连接形成固体。答案是靠最外层电子连接。和化学反应的实质一样,两个原子的最外层电子之间形成价键,弱一些的是离子键,强一些的是共价键,大部分晶体靠离子键连接形成各式各样的晶格结构,少部分完全靠共价键,这类往往最坚硬(如金刚石)。这些形成价键的电子称为价电子,难以离开原子的束缚,所以晶体一般都是绝缘体,透光。

如果原子的最外层电子轻易离开原子的束缚称为自由电子,那么原子之间的连接就不会形成晶格结构了,不透光,这种固体就是金属,因为自由电子,金属往往都是导体。如果最外层电子处于价电子和自由电子之间的状态,那么这种固体就是半导体,有的属于金属,有的属于晶体。


九维空间


既然说是元素,那咱们就把下线定为原子,那么固体物质有单质也有化合物,当然了本质上都是由一种或多种原子构成,那么原子是不带电的他们是怎么结合在一起的呢?

原子之间的作用力本质上是电性作用,有一个大家熟悉的东西叫化学键!!化学键有三种,离子键:原子得失电子后形成正负离子的静电作用。Nacl

共价键:原子间没有得失电子,而是公用电子对,是原子核间出现的电子和原子核间的电性作用。CO

金属键:存在于金属中,自由电子和排成晶格结构的金属离子间的静电作用。Fe

在这补充一下,氢键不是化学键,是分子间作用力。。

那么分子间的作用力又是什么呢?是偶极作用,本质上也可以说是电性作用。有一个力叫范德瓦尔斯力就是分子间作用力,也包括三个

取向力:极性分子和极性分子间固有偶极作用,极性分子简单的说就是有极性共价键或者分子电荷分布不均或不对称,比如水。

诱导力:极性分子和非极性分子间固有偶极和诱导偶极作用。

色散力也叫海特勒伦敦力:非极性分子和非极性分子间不断的瞬时偶极作用。

说到这差不多了,强调一下他们本质上都是电磁相互作用。


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