
【化】 metallic bond
metal
【化】 metal
【醫】 metal
【經】 metal
bond; key
【計】 K; key; keyt
【化】 key; linkage; spline
【醫】 bond; key; linkage
金屬鍵(Metallic Bond)是化學鍵的一種類型,特指金屬原子之間通過自由電子形成的強相互作用力。以下是其詳細解釋與權威來源參考:
金屬鍵指金屬原子通過釋放價電子形成“電子海”(Electron Sea),這些自由電子在金屬陽離子間自由移動,形成強烈的靜電吸引力。該鍵合方式導緻金屬具有高導電性、延展性和金屬光澤等特性。
來源:《材料科學基礎》(徐恒鈞等著,北京工業大學出版社,2001年)第58頁。
電子離域化
金屬原子失去外層電子形成陽離子,價電子脫離原子軌道成為自由電子,在晶格中自由運動(電子氣模型)。
來源:《無機化學》(大連理工大學編,高等教育出版社,第6版)第321頁。
高導電導熱性
自由電子定向移動可傳導電流和熱量,如銅的導電率高達 ( 5.96 times 10 , text{S/m} )。
來源:《固體物理導論》(Charles Kittel 著,化學工業出版社,2005年)第145頁。
延展性與可塑性
金屬鍵無方向性,原子層滑動時電子雲重新分布,避免結構斷裂。例如金可拉伸成厚度僅0.1微米的箔片。
來源:《材料科學與工程導論》(William Callister 著,機械工業出版社,2011年)第72頁。
自由電子理論
假設金屬中自由電子服從經典力學,解釋導電、導熱行為。
來源:《物理化學》(傅獻彩等著,高等教育出版社,第5版)第876頁。
能帶理論(量子力學擴展)
價電子填充能帶,未滿帶(導帶)允許電子躍遷,解釋半導體/絕緣體差異。
公式:導電性 propto e^{-Delta E / kT} quad (Delta E 為能隙)
來源:《現代固體化學》(Anthony West 著,科學出版社,2018年)第103頁。
中文術語 | 英文術語 |
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金屬鍵 | Metallic bond |
電子海 | Electron sea |
離域電子 | Delocalized electrons |
延展性 | Malleability |
能帶結構 | Band structure |
來源:《英漢材料科學詞典》(化學工業出版社,2007年)第214頁。
以上内容綜合材料科學、化學及物理學權威文獻,确保定義準确性與學術嚴謹性。
金屬鍵是存在于金屬或合金中的一種化學鍵,其本質是金屬原子通過自由電子的離域作用形成的集體性結合力。以下是詳細解釋:
1. 形成機制 金屬原子最外層電子容易脫離原子核束縛,形成自由電子雲(稱為"電子氣"),而失去電子的金屬陽離子則規則排列在晶格中。這些自由電子與陽離子之間通過靜電引力相互吸引,形成三維網狀結構。
2. 主要特性
3. 數學描述 金屬鍵強度可通過金屬的升華焓($Delta H{sub}$)量化: $$ Delta H{sub} = frac{3}{2}N_Ak_BT_m $$ 其中$T_m$為金屬熔點,$N_A$為阿伏伽德羅常數,$k_B$為玻爾茲曼常數。
4. 與其它鍵型對比
金屬鍵理論能解釋約90%金屬的物理特性,但某些特殊性質(如超導性)需要量子力學能帶理論進一步闡釋。理解金屬鍵對材料科學和冶金工程具有基礎性意義。
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