1。一次結合: これらは、化学結合の形成に関与する強力な短距離の力です。それらは、原子間の電子の共有または伝達に基づいています。
* イオン結合: 反対に帯電したイオン間で発生します。 たとえば、塩化ナトリウム(NaCl)では、ナトリウムは電子を失い、陽性イオン(Na+)を形成しますが、塩素は電子を獲得して負イオン(Cl-)を形成し、反対の電荷が互いに引き付けます。これらの結合は非常に強く、高い融点と硬度をもたらします。
* 共有結合: 原子が電子を共有するときに発生します。 たとえば、ダイヤモンドでは、各炭素原子は4つの原子電子を他の4つの炭素原子と共有し、強力な3次元ネットワークを形成します。これらの結合も非常に強力であり、溶融点と硬度が高くなります。
* 金属結合: 電子が非局在化し、構造全体を通して自由に移動できる金属で発生します。これらの電子は、正に帯電した金属イオンを一緒に保持する「接着剤」として機能します。金属結合は、視伝導率と柔軟性と延性と同様に、優れた電気的および熱伝導性をもたらします。
2。二次結合: これらは、分子の一時的または永久的な双極子から生じるより弱く、長距離の力です。 それらは、特に低温で材料の物理的特性に貢献します。
* van der Waals Force: 分子内の電子分布の一時的な変動から生じる弱い短距離の力です。それらは、非極性分子間の魅力の原因です。
* 水素結合: 高強性原子(酸素や窒素など)と別の電気陰性原子に共有結合した水素原子との間に発生する特別なタイプの双極子双極子相互作用です。これらの絆は比較的強力であり、多くの生物系で重要な役割を果たしています。
固体に存在する結合のタイプは、次のような物理的特性を決定します。
* 融点: 強い結合を持つ固体は融点が高い。
* 硬度: 強い結合を持つ固体は一般に困難です。
* 電気伝導率: 金属結合を持つ固体は電気の良好な導体であり、一方、共有結合またはイオン結合を持つものは一般に絶縁体です。
固体内の粒子の配置は、その特性を決定する上でも重要です。この配置は、結晶構造として知られています 、どちらかです:
* 結晶: 粒子は、高度に順序付けられた繰り返しパターンで配置されます。これは異方性特性につながります。つまり、特性は異なる方向に異なります。
* アモルファス: 粒子は、長距離順序なしでランダムに配置されます。これは等方性特性につながります。つまり、特性はすべての方向で同じであることを意味します。
要約すると、固体内の粒子の結合は、存在する力のタイプと材料内の粒子の配置の両方に影響される複雑な現象です。これらの要因を理解することは、異なる固体の特性を予測し理解するために重要です。