2.物質的構成

來自專欄科學與技術

世界是由各種各樣的物質組成的，今天我們就來介紹一下物質的微觀結構，本期僅介紹可見的物質，不介紹反物質和暗物質。

物質是由原子組成的，原子是由核內的質子，中子（氫原子除外）和核外電子組成。原子的質子數決定了原子的序號。質子和中子的質量相當，質子略小，大約是電子的1836倍，因此原子的絕大部分質量集中在原子核內的質子和中子上。質子帶一個單位的正電，電子帶一個負電。通常原子的質子數等於電子數，因此原子帶電但是不對外顯電性。

物質的微觀結構按一定規則有序排列的，我們稱為晶體，否則為非晶體。常見的晶體有原子晶體，分子晶體，離子晶體，金屬晶體。

對於主族元素來說，除前5號元素外，一般來說，最外層為8個電子時，原子能達到相對穩定的結構。主族元素的最外層電子數等於族數，一般來說，最外層電子數小於4的原子，更容易通過失去所有的最外層電子，把次外層變成最外層，達到穩定狀態；最外層電子數大於4時，更容易通過獲得電子，只知最外層電子數為8，以達到穩定狀態。（本段非嚴格表述）

下面介紹常見的晶體

Ⅰ原子晶體，相鄰原子之間只通過共價鍵結合而成的空間網狀結構的晶體。

常見的有金剛石（ ）、沙子（ ）等。

金剛石是碳原子構成的單質，碳原子最外層有四個電子，每個碳原子和周圍的四個碳原子分別形成共用電子對（共價鍵），這樣每個碳原子的外層就達到了8電子（共用）的穩定狀態。兩個相鄰的碳碳鍵的鍵角為arccos(-1/3)，約109°28′，碳碳鍵的鍵能比較高，因此這個結構是非常堅固的，金剛石是自然界中最硬的物質。

沙子的主要成分是 ，空間結構相當於把金剛石中的碳原子換成硅原子，再在兩個硅原子之間插入一個氧原子。

Ⅱ分子晶體，分子間通過分子間作用力構成的晶體。

常見的氣體和液體大多數為分子晶體，如水、乙醇、二氧化碳、氧氣、氮氣、甲烷等。

Ⅲ離子晶體，是指由離子化合物結晶成的晶體，晶體靠離子鍵緊密聚集在一起。

離子鍵和共價鍵不同點在於，離子鍵的原子間是徹底的剝奪（或失去）電子，而共價鍵是原子間共用電子。

常見的有食鹽（ ），大理石（ ），鐵鏽（ ）等。

Ⅳ金屬晶體，為金屬單質，構成的粒子是金屬陽離子和自由電子，金屬晶體靠金屬鍵聚集在一起。

常見的金、銀、銅、鐵、鋁等都是金屬晶體。

非晶體的結構沒有簡單的規律可循，通常也沒有固定的熔點和沸點，這裡不做介紹，常見的有瀝青、橡膠、塑料等。

好的，物質的構成和常見晶體就給大家介紹到這裡，下一期為大家介紹《電現象》。