我們人類能夠在地球上生活, 而不會自動脫離地球, 是因爲地球對人有吸引力。 同樣的, 原子之間能自動結合 是因爲它們之間存在著吸引力。 這股將原子與原子結合在一起的吸引力, 就是化學鍵。 正是因為有了化學鍵, 使得一百多種元素構成了世界上的萬物, 這些物質的特性 與化學鍵的種類息息相關。 究竟化學鍵是如何形成的呢? 這就要從八隅體法則開始說起。 還記得嗎? 我們在上一章中學到, 原子最外層的殼層是價殼層, 價殼層中的電子稱為價電子。 美國的科學家路易斯 在觀察原子的電子排列時, 發現在鈍氣原子的價殼層中, 除了有2個價電子的氦原子之外, 其他的鈍氣都有8個價電子, 而且鈍氣是非常穩定的化學物質, 常溫常壓下, 不會與其他物質發生反應, 幾乎都是以單原子狀態存在自然界中。 受到這個現象的啟發, 路易斯在西元1916年提出對於化學鍵形成的解釋, 他認為原子之間 可以藉由價電子的得失與共用, 使價殼層有8個電子, 以變成其最鄰近鈍氣原子的電子排列, 稱為八隅體法則。 正確答案為C和E, 氦原子和氖原子喔。 接著讓我們來看看價電子的鍵結方式吧, 根據路易斯提出的八隅體法則, 價電子在化學鍵的生成中 扮演了非常關鍵的角色, 參與了化學鍵結的作用, 使得原子與原子之間能夠結合在一起。 當原子鍵結時, 價電子又是如何運作的呢? 讓我們用擬人化的比喻來說明吧! 先假設化學性質最穩定的原子是最好最棒的, 而且所有的原子都崇尚穩定的狀態, 也就是說 鈍氣是原子之中的天之驕子, 天生就具有穩定的化學性質, 而它們最明顯的特徵 就是最外層的價殼層有8個價電子。 因此, 其他的原子們看到了最好的鈍氣, 開始眼紅了起來。 但是天無絕人之路, 雖然大多數的原子 最外層都不是8個價電子, 但是它們可以互相合作 來創造雙贏的局面, 透過價電子的得失與共用, 使得雙方的最外層都達到 最鄰近鈍氣的價電子數。 舉價電子轉移的例子來說, 鈉原子的最外層只有1個電子, 氯原子的最外層有7個電子, 但只要鈉原子把它的1個價電子 轉移給氯原子, 那麼兩個原子的最外層 就都是8個價電子了。 不過 也有原子之間沒辦法運用電子的轉移 來形成鈍氣的電子排列方式。 於是 它們轉以共用價電子的方式, 比如說 外層只有1個價電子的氫原子 以及有7個價電子的氯原子, 兩方各拿出一個電子來共用, 使得氫原子的外圍 能跟氦原子一樣 有2個價電子, 氯原子的外圍 則與氖原子一樣 有8個價電子, 這就是價電子的共用。 無論是轉移還是共用, 都會使粒子之間產生靜電吸引力, 讓這些粒子結合成新的化學物質。 這樣的結合力就稱為化學鍵。 接下來讓我們來瞭解, 常見物質與化學鍵的種類吧。 化學鍵一共有三種, 分別為離子鍵、共價鍵及金屬鍵。 依照原子的特性不同, 會形成不同種類的化學鍵。 我們來舉幾個例子, 首先, 鈉原子與氯原子會鍵結成氯化鈉, 也就是我們常見到的食鹽, 是以離子鍵結合而成的離子化合物; 氫原子與氯原子則會鍵結形成氯化氫, 將氯化氫溶於水中之後 產生的氯化氫水溶液, 就是我們在清潔時 常常會用到的鹽酸, 氯化氫屬於以共價鍵結合而成的分子物質; 許多的鈉原子 會堆積成鈉金屬, 鈉金屬則是由金屬鍵結合而成。 原子可以用不同的方法鍵結, 進而形成性質不同的物質。 至於這三種化學鍵所形成的, 它們的生成物 又會有什麼特性呢? 這就要留到後面的影片中 分別詳細說明了。 讓我們來複習一下今天學到的東西吧! 化學鍵是一股讓原子之間 結合在一起的作用力。 為了解釋化學鍵的生成, 路易斯提出了八隅體法則, 原子之間可以藉由價電子的得失與共用, 使最外層的價殼層具有8個電子, 讓原子達到與最鄰近鈍氣相同的電子排列。 依照原子的鍵結方式不同, 化學鍵可以分為離子鍵、共價鍵及金屬鍵三種。 路易斯在提出八隅體法則之後, 解釋了原子之間相互鍵結的原因, 為了方便說明 他對於鍵結的想法, 他提出了一個簡易描述原子價電子數的方法, 稱為路易斯結構式, 下一部影片 將會介紹路易斯結構式的畫法。 最後請大家一起想一想, 在今天的影片中 我們提到了化學鍵的形成 會符合八隅體法則。 但是, 其實八隅體法則也有例外, 也就是說 有一些物質並不符合八隅體法則, 那是不是代表這樣的物質是不穩定的呢? 那在自然界中有沒有這樣的物質呢? 歡迎在下面留言告訴我們你的想法喔! 感謝你的觀看, 下次再見囉!