第一節 物質的鍵合、結構和性質

構成物質的粒子有三種,分別是原子、分子和離子。

分子和離子均源自原子。通過原子之間的電子轉移或電子共用,離子和分子就可以獲得八隅體(或電子偶)的電子排佈,從而變得穩定。

原子、離子和分子之間的關係
物質及其成分粒子的關係的概念圖

在形成離子化合物的時候,多原子離子可以看作是一個整體。實際上,在多原子離子內部,原子是藉由共價鍵結合的。因此,在含有多原子離子的化合物中,離子鍵和共價鍵是共同存在的。

多原子離子中的鍵合
鍵合與結構
巨型金屬結構 巨型離子結構 巨型共價結構 簡單分子結構
舉例 所有金屬 氯化鈉、氧化鈣、硫酸鎂 金剛石、石墨、石英 氫、氧、氯、碘
結構組成 金屬陽離子和離域電子 離子組成的巨型晶格 原子組成的巨型晶格 獨立的簡單分子
狀態 固體(汞除外) 固體 固體 氣體、液體或低熔點的固體
熔點、沸點 通常高 高 通常高 通常低
硬度 通常高 高 通常高 通常低
溶解度(水) 不溶於水 大部分溶於水、不溶於非水溶劑 不溶於水 大部分不溶於水、但溶於非水溶劑
導電性 導電 熔融狀態或水溶液導電 不導電(石墨除外) 不導電
延性、展性 良好 欠佳 欠佳 欠佳
不同結構物質的物理性質
快速檢查物質結構的流程圖

金屬擁有巨型金屬結構,金屬原子之間是由金屬鍵連繫,因此它的導電性和導熱性良好。而強大的金屬鍵使它堅硬,由於金屬原子能夠作出層狀滑動而金屬鍵不斷裂,因此金屬的延性和展性皆良好。

金屬的常見用途包括用作導電體和煮食用具。

金屬可用作導電體

離子化合物擁有巨型離子結構,陽離子和陰離子之間是由離子鍵連繫,因此它十分堅硬;固體的離子化合物沒有自由流動的離子,因此不可導電,但離子化合物的水溶液有自由流動的離子,因此其水溶液的導電性良好。

離子化合物可用作導電物質,應用於電池之中。

電池中含有離子化合物

擁有巨型共價結構的物質,原子和原子之間是由共價鍵連繫,因此它十分堅硬;當沒有自由流動的離子,因此不可導電,而它的水溶性亦欠佳。

巨型共價結構的物質都十分堅硬,例如石英可用作手錶的錶面,而鑽石則可打磨成刀片作切割玻璃之用。

擁有巨型共價結構的物質的用途
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