特种陶瓷材料的化学键

　　特种陶瓷材料的化学键原子间结合力有以下四种形式：

　　1)特种陶瓷材料离子键(亦称电价键、异极键或极性键)是作用于带异性电荷离子间的静电吸引力。当两种电负性相差大的原子靠近时，电负性小的原子失去电子成为正离子，电负性大的原子获得电子成负离子。正、负离子问的的库仓引力和斥力平衡时，就形成稳定的离子键。由于正、负离子的电子云都具有球形对称性，故离子键没有方向性和饱和性。离子键化合物比较稳定，反映在物理性质上则硬度高、熔点高、热膨胀系数小。最典型的离子键化合物是NaCl。无机化合物中的很大一部分为这类化合物。特种陶瓷材料有相当多的一部分离子化合物同时也含有共价键，甚至范德华键和氢键。

　　2)特种陶瓷材料共价键(亦称同极键)。原子之间以共用电子对的方式达到电子壳层的稳定。当化合前的原子含有自旋方向相反的未成对电子时，就可以俩俩偶合构成电子对，形成一个共价键。如果A、B原子各有一个未成对电子时，则形成共价单键化合物，最简单的例子是H2若A、B原子各有两个或三个未成对电子时，则形成共价双键或三键化合物，N2即是共价三键化合物。若A原子有两个未成对电子，而B原子只有一个时，则形成AB型化合物如H20、H2S等。因为一个电子和另一个电子配对后，就不能再和第三个电子配对，故共价键有饱和性。典型的共价键晶体有金刚石、闪锌矿(ZnS)和纤锌矿(ZnS)、高温方石英(β-Si02)。大部分金属间化合物和Si3N4、siC、B2c等典型特种陶瓷都是共价㈩化合物。一般共价晶体都具有很高的熔点和硬度、良好的光学特性和绝缘性。

　　3)特种陶瓷材料金属键。在特种陶瓷中比较少见。

　　4)特种陶瓷材料范德华键(亦称剩余键和分子键)，是一种较弱的原子间力，没有方向性和饱和性，作用范围约为O.3～0.5nm。范德华键在特种陶瓷中有时也能遇到，例如石墨，在原子层内主要是共价键，也表现出部分金属键特征。以上四种键的结构特征和物理性。特种陶瓷材料常遇到的键是离子键和共价键，这就决定了特种陶瓷的一些基本物理、化学属性。

　　各种键的结构特征和特性

　　但在实际陶瓷材料中，纯的离子键或纯的共价键几乎是没有的，常常介乎两者之间。为了判断离子键(尸AB)的比例，可用如

　　下公式计算：

　　PAB==1一exp[一(XA—XB)z／4]

　　式中，PAB表示该化合物离子键的比例，XA、XB分别代表元素A和元素B的电负性。XA、XB相差越小，共价键比例越大。当XA=XB时，共价键为1OO％。
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