金属原子间的“紧堆力”与“金属键”

摘 要：金属晶体的形成过程，是在金属原子间“紧堆力”的作用下，形成金属原子的紧密堆积，并释放出能量，同时形成自由电子的“电子气”之“金属键”，这便形成了完美金属晶体。由于金属原子之间存在着性质相同的“紧堆力”与“金属键”，则金属在液态状态下，能互相溶解——形成合金。

关键词：紧密堆积；紧堆力；金属键；电子气

由金属原子形成的金属晶体，其原子的紧密堆积结构一般有三种形式：体心立方紧堆晶格Li、Na、K、Cr、Fe、Rb、Mo、Cs、W；面心立方紧堆晶格Al、Ca、Ni、Cu、Sr、Ag、Au、Pb；六方紧堆晶格Mg、Ti、Co、Y、Zr、Cd、La、Hf等。

一、金属晶体的形成

在金属单质中，不同金属单质的熔点、沸点差别很大。这说明金属原子之间的结合力是有较大差异的。由于金属原子的最外层电子数大都在1～2个，所形成“电子气”的自由电子之物质的量相差不大，即由自由电子所形成的金属键之强度不应该有如此大的差别。而且“电子气”之中的电子们又不是紧紧地连接在一起的，那它们又如何能把这些金属原子，以紧密堆积的形式紧紧连接在一起呢？原因在哪里呢？根据金属单质是以紧密堆积形式形成的金属晶体，以及金属晶体表现出来的物理性质，说明金属原子之间，存在着能实现让金属原子紧密堆积的结合力。那么这种使金属原子之间能紧密堆积的结合力，是如何产生的呢？

从上述的分析可知，金属晶体的形成，应该有使金属原子能紧密结合的力存在，这个力应当与金属原子的性质及其原子结构有关。那么，使金属原子紧密堆积的结合力是怎样产生的呢？……