物质是由肉眼不可见的微小粒子组成的，这些粒子被称为微粒。 原子数 y 分子这些就是我们今天所知的物质的主要组成部分。
上述颗粒通常是 进入工会程序 即所谓的 化学键化学研究这些过程，是为了理解我们每天目睹却难以直接感知的数千种生物和物理过程。通过研究这些过程，我们得以了解构成世界的大部分现象：从水为何在特定温度下沸腾，到金属如何自组装成坚固的结构，再到生命分子如何结合在一起。
什么是化学键？
世界上所有事物，包括人类等生物，都是由原子和分子构成的，它们通过一种称为聚合的过程结合在一起。 化学键众所周知，所有生物体甚至惰性生物体（无生命物体）都是由物质构成的，而物质的形成和稳定依赖于化学键。
简而言之，化学键就是 维系他们的力量 分子或固体结构中两个或多个原子之间的力。这种力可能源于 电子转移通过 电子共享 或通过以下方式存在： 去中心化电子云 这种物质可以在许多原子之间自由移动，就像在金属中一样。
根据原子和分子连接方式的不同，可以确定所处理的化学键类型，其中最常见的有以下几种： 离子键中， 共价的 和 金属的然而，还存在其他类型的互动，例如 氢键 和 范德华力这些对于理解水或蛋白质等重要物质的结构至关重要。
化学键被称为 吸引力 使两个或多个原子在一定时间内保持结合状态，并允许传输、交换或共享 电子 它们之间相互依存。如果没有这些键，原子就会保持孤立状态，我们所知的分子和物质也不会存在。
两个原子之间发生的吸引力过程比较复杂，但通过仔细分析，很容易理解。关键在于： 核心 原子核带有正电荷（质子），因此彼此排斥。然而，围绕这些原子核的是…… 带负电荷的电子它可以同时被多个原子核吸引。当一个原子核与另一个原子的电子之间的吸引力抵消了原子核之间的排斥力时，就会形成稳定的化学键。
当化学键合过程发生时，通常（如果不是几乎所有时候）， 一些原子失去电子 而其他人则通过劳动获得这些资源，或者或多或少地公平分享这些资源。在这个过程结束时，人们可以观察到…… 电气稳定性 以及使这种结合有利的能量，并且所得物质具有确定的性质，如硬度、熔点、导电性或溶解度。
化学键的一般分类和直观理解
尽管在高级阶段可以建立许多类别和子类型，但在基础教育阶段我们通常所说的是 三种主要类型的化学键 化学键的主要类型有：离子键、共价键和金属键。此外，还应考虑其他分子间相互作用，例如…… 氢键 和 范德华力虽然强度较弱，但它们对于液体、分子固体和生物系统的结构至关重要。
你或许会发现，使用某种“记忆技巧”来根据电子的变化来区分这些类型的化学键会很有帮助：
- 共价键原子 共享电子 彼此之间。双方都不会完全放弃它们，而是形成一个共享的电子对。
- 离子键原子 转移电子 彼此之间。一方失去电荷（变为正电荷），另一方获得电荷（变为负电荷）；异性电荷之间的吸引力产生了化学键。
- 金属键电子移动 自由地 在众多金属原子之间，形成一种离域的“电子云”或“电子海”。
从这个总体思路出发，可以细化许多细节和属性，您将在每种类型的链接中看到这些细节和属性。
化学键的5种类型
将显示以下内容 化学键 最重要的是，要了解它们的一些特征，以便了解它们是如何运作的，以及它们在我们周围的事物中扮演什么角色。
金属链接
在这种类型的链接中，您可以观察链接是如何创建的。 电子云 这种结构将所有原子结合在一起，由自由价电子构成。简而言之，金属原子会部分失去最外层电子，这些电子不再属于特定原子，而是被整个金属结构共享。
在这个过程中，人们可以观察到原子是如何转化为 正离子 浸没在移动电子云中的原子，并非像通常那样相邻原子共享一对电子，这种电子离域现象解释了许多现象。 金属的特性例如其高导电性和导热性。
金属键通常形成网络结构。 结晶的这些金属离子具有很高的配位数。这意味着在晶格中，每个金属离子都被许多其他离子包围，这些离子以高度有序和重复的位置排列，从而形成非常紧密的结构。
在这些网络的表面上，可以观察到三种不同类型的金属晶格，它们具有不同的配位点，这些配位点会根据其位置而变化，最终形成 12点, 8点 而在其他情况下， 6点然而，据说水平 金属原子的化合价 它总是相对较小，这使得价电子更容易离域。
由于这种独特的结构，金属键解释了为什么金属：
- 肖恩 优秀的驾驶员 电的原理是，当施加电势差时，电子云很容易移动。
- 拥有高 导热系数使热量能够快速散发。
- 肖恩 可塑且有延展性的 （可以层压或拉成导线）因为金属离子可以相互滑动而不会使晶体破裂，这要归功于电子云继续保持内聚力。
- 呈现 金属光泽因为离域电子与光相互作用的方式具有其独特性。
正因如此，金属键合是许多技术应用的基础，从导电电缆到建筑结构和电子元件，无所不包。
离子键
当我们谈论 离子键 这指的是电离能或电负性较低的原子（例如金属）与电负性较高的原子（例如非金属）之间的成键。通常，这种情况发生在…… 金属和非金属.
要实现这一点，其中一个原子需要能够 失去电子而另一个可以 赢得他们 金属依次失去一个或多个电子，变成正离子（阳离子），而非金属则接收这些离子并变成负离子（阴离子因此，这种键可以描述为两个原子具有某种相互作用的过程。 静电吸引 非常激烈，其中一方更倾向于吸引电子，而另一方则倾向较弱。
研究表明，许多非金属元素的价层缺少一个或多个电子，因此无法形成金属。 完整外轨道正因如此，它们在这个过程中成为了受体，并被称为阴离子。例如，氯需要一个电子才能使其八隅体结构完整，形成氯离子。 氯⁻.
金属元素被称为 阳离子 因为它们带正电荷，这与阴离子相反。由于它们最外层电子通常较少，因此很容易失去电子，从而达到更稳定的电子结构。钠就是一个典型的例子，它失去一个电子后形成钠离子。 钠⁺它可以与Cl⁻结合形成 氯化钠 （食盐）。
根据以上描述，可以推断，在这种类型的化学键中，原子之间相互吸引。 强烈的静电力因此，阴离子会吸引阳离子。此时，可以观察到其中一个原子失去电子，而另一个原子获得电子。这种电子的完全转移使离子键非常牢固，并导致离子自组装成大的团簇。 晶格 三维。
当这种化合物保存在 Solido公司它保持着高度有序且稳定的结构。然而，当暴露于潮湿环境或溶解于极性液体（例如……）中时，就会发生改变。 水晶格结构遭到破坏，离子分离，但仍保留其电荷。因此，离子化合物的水溶液会发生腐蚀。 它们能导电而纯固体通常不会。
离子化合物还具有其他一些共同特征：
- Su 熔点 煮沸通常是 凸这是由于带相反电荷的离子之间存在强烈的吸引力。
- 他们通常是 脆弱的如果晶体发生形变，离子层会发生位移，相同电荷的离子会相互接触，产生排斥力，导致晶体破裂。
- 它们很容易溶解 极性溶剂 就像水一样，因为水分子包围并稳定了离子。
- 它们在……时能导电 溶解或熔化因为离子可以自由移动。
所有这些细节都表明离子键在许多日常过程中起着至关重要的作用，例如矿物盐的组成、生物溶液中的电解质以及陶瓷材料。
共价键
在 共价键 原子具有以下能力： 吸引并共享电子 彼此之间并非一个原子将其电子完全转移给另一个原子，而是两个原子各自贡献一个或多个电子形成共享电子对。研究表明，当这种情况发生时，所涉及的离子或原子会达到特定的电子构型。 更加稳定.
虽然可以说许多类型的链接都具有这种能力 电导体在这种情况下，结果表明，大部分由共价键形成的物质都不导电，尤其是在固态和中性分子状态下。然而，也有一些显著的例外，例如石墨，其中离域电子使其具有一定的导电性。
所有的 有机材料 它主要由共价键构成，因为如前所述，共价键通常赋予其极高的稳定性，并允许形成非常复杂多样的结构：链状、环状、三维网络状等。例如，碳就非常擅长形成多个共价键和支链结构。
这些键有其自身的分类，分类依据是电子共享是否对称。总的来说，我们可以区分以下几种情况： 极性共价键 和 非极性下面将简要解释一下，以阐明电子密度分布的差异。
除了这种分类之外，共价键还可以是 简单的 （一对共用电子） 双打 （两对共享的）或 三元 （三个共用电子对），这会影响键长和键强度：一般来说，多重共价键更牢固。 短小精悍 比简单的要好得多。
极性共价键
链接 极性共价 它们的主要特点是完全 不对称的 在电子密度分布中。这意味着成键原子共享电子，但并非均等：电子密度较高的原子共享电子。 电负性 一个电子对共享电子的吸引力更强，因此带有轻微的部分负电荷；而另一个电子则带有轻微的部分正电荷。
这种情况可以形象地理解为：带负电荷较多的原子可以有两个电子共享或两个电子位点，而另一个原子只有一个电子，具体情况视原子而定。虽然在量子力学中情况更为复杂，但基本思想是…… 分享并不公平.
这种类型的键与离子键类似，因为电负性也存在差异，但关键区别在于，原子形成键时，不是电子的完全转移，而是电子的部分转移。 极性共价键 电子共享不均等。要发生这种情况，必须有两个电子。 不同的非金属元素 具有不同的电负性。
一个经典的例子是分子 水（H₂O）氧的电负性比氢强得多，因此它强烈地吸引共享电子，从而产生…… 电偶极子 分子中：氧原子上有一个略带负电荷的区域，氢原子上有两个略带正电荷的区域。
由于这种极性，极性共价分子可以通过以下方式相互作用： 偶极-偶极力 在某些情况下，它们还会形成氢键。这些相互作用赋予了水等物质独特的性质，例如相对于其分子量而言较高的沸点、较高的表面张力以及溶解多种离子和极性物质的能力。
非极性共价键
与上述化学键类型不同，在这种情况下，必须有两个或多个同种原子。 同类型的非金属 或者指电负性非常相似的元素。这与极性元素在一个关键方面截然不同： 对称性当两个相同元素的原子共享电子时，这个过程是完全对称的，因此它们保持平衡，并且双方都能平等地获得和提供电子。
由于电子密度分布均匀，因此不会产生电子。 显著的部分负荷 键的两端均无极性；因此，该键被称为非极性键。典型的非极性共价键存在于以下分子中： 氢气 （分子氢） 氧气 （分子氧） 氮气 （分子氮）或存在于长烃链中，例如许多油类中的烃链。
主要由非极性共价键形成的物质通常是 微溶于水 （它是一种极性溶剂），更易溶于非极性溶剂，例如某些油类和有机溶剂。此外，在室温下，它们可以以气体或液体的形式存在。 低沸点正是因为其分子间的吸引力相对较弱。
在许多情况下，单个分子可以同时包含极性共价键区域和非极性共价键区域。这导致分子具有亲水（吸引水）部分和疏水（排斥水）部分，例如…… 血脂 细胞膜的这种双重性是形成脂质双层等生物结构的关键。
氢键键
El 氢 氢原子的特征是，当它与高电负性原子（例如氧、氮或氟）形成极性共价键时，会带部分正电荷。要形成这种分子间键，带部分正电荷的氢原子必须被吸引到高电负性原子上。 电负性原子 与另一个分子或同一分子另一部分的一对自由电子结合。
通过这个过程，两者之间形成了一种结合，这种结合被称为 氢桥这就是这种键得名的原因。它不如共价键强，但比其他范德华相互作用强得多，并且在许多物质的结构和性质中起着至关重要的作用。
水就是一个非常典型的例子。每个水分子都可以与相邻分子形成多个氢键，从而形成广泛的氢键网络。 互动网络 这就解释了它为何具有如此高的比热容、如此高的熔点和沸点（相对于其分子量而言），以及它在凝固时会膨胀的奇特行为。所有这些现象主要都归因于这些化学键的存在。
在生物系统中， 氢键 它们对于维持分子的三维结构至关重要，其重要性不亚于…… 蛋白质 和 核酸 （DNA和RNA）。例如，在DNA中，互补的含氮碱基通过氢键连接在一起，这使得双螺旋结构能够稳定并忠实地复制。
链接到范德华
在这种类型的互动中，被归类为…… 范德华力可以找到两个的并集 永久偶极子以及在两个之间 感应偶极子 或者说，永久偶极子和诱导偶极子之间可能形成键。这种情况发生的唯一途径是存在带电荷分布的分子，即使这种分布只是瞬时的。
当存在以下情况时，这些力量就开始发挥作用： 吸引或排斥 分子间相互作用，或离子与可轻微极化的中性分子间相互作用，都属于此类。虽然每种相互作用都相对较弱，但它们共同作用却可能变得非常重要，尤其是在大分子或分子固体中。
例如，范德华力可以解释为什么 稀有气体分子由孤立的非极性原子组成，可以在低温下液化和凝固：虽然它们不形成强化学键，但由于其电子分布的暂时波动而产生微弱的吸引力，从而诱导瞬时偶极子。
它们还负责生产诸如以下物质： 油 Ø拉斯维加斯 蜡主要由非极性烃链组成的分子具有粘性，并且能够结合在一起；或者，由于这种类型的多个弱相互作用的精细耦合，一些生物分子能够识别并像拼图碎片一样拼合在一起。
由于不断的研究 它适用于所有类型的化学键。 现有的结论是，我们已经能够更多地了解物质是如何运作的，以及物质如何在电子交换或重新分布的过程中转变为全新的产品，或者在发生变化后恢复原状，正如大多数此类过程所描述的那样。
所有这些知识的获得都得益于技术进步，因为在此之前，原子的存在仅仅是推测，例如…… 原子模型 这些理论由伟大的哲学家提出。虽然它们与今天已知的理论并非相去甚远，但通过实验、光谱技术、电子显微镜和计算机模拟工具，人们对这些过程的理解已经大大加深。
了解 构成物质的化学键类型 它对于解释为什么每种物质都具有特定的性质、新材料是如何形成的，以及维持我们日常生活的生物和技术过程的分子基础是什么至关重要。