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共价键是什么力?

作者: 亚博国际官网登录 | 来源: http://www.ziniba.com | 栏目: 亚博国际官网登录 |    日期:2020-07-08
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亚博国际官网登录,共价键

  很多人认为共价键不就是“电磁力”吗?不过我有不同的观点,如果硬要在四大作用力里挑一个,因为共价键是“短程力”,就已经排除了引力及电磁力,就必须从强力或弱力里找到答案。

  电子与质子之间的吸引性Coulomb Force,使得电子被束缚于原子,称此电子为“束缚电子”。两个以上的原子,会交换或分享它们的束缚电子,这是化学键的主要成因。当电子脱离原子核的束缚,能够自由移动时,则改称此电子为“自由电子”。

  回到问题本身,共价键的本质在于通过共用电子对成键原子的原子核的引力,而将两个或多个带正电的核相互“连接”在一起。更准确地说,共用电子虽然在两核的周围任何地方都可能出现,但出现在两核的中间区域的概率较大。这样两个核就通过电子的纽带被结合在一起,有效降低核间的静电斥力,形成稳定的分子。就是这里出现了“电荷”这个观念,所以大家都一致认为是电磁力。

  此形式为“被屏蔽之Coulomb interaction”,将其加上一个指数衰减项(即:静电力 × 轨域交互作用),故为一短程力,且此交互作用必为吸引力。

  若两原子一大一小,则变成带相反电荷的阴、阳离子,借由Coulomb Electrostatic Force所产生的吸引力而堆积形成离子晶体:

  查到@Kevin Lee在2017年贴出一本书的内容说到,如果电子是玻色子,对称性要求将趋向于聚拢电子到两质子连线a),而这种负电荷的积累将导致质子受到向内的吸引力,这正是共价键的来源。可惜的是,电子并不是玻色子,它们是费米子,这就意味着在现实中,负电荷不是向中间聚集而是向外分散开来,进而导致分子被撕裂。(图5.1b)

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