本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
不久前，我写了几篇帖子，描述了一些分子内力，即把原子和分子结合在一起的力。我喜欢写这些文章，而且人们经常回来阅读它们，所以我认为我应该继续写一些。
之前的帖子涵盖了范德华力和氢键（和偶极子！）。这些力既有趣，又对决定水（没有水就没有生命）和汽油（没有汽油就没有汽车）的性质非常重要，但它们并不是特别强的力。范德华力和氢键都相对较弱，我认为现在是时候开始介绍分子力的三大“坏家伙”了：离子键、共价键和金属键。
从离子键开始。为了正确地介绍这些，我需要一点关于原子实际样子的背景知识。现在有很多不同的模型来描述原子“像什么”，但为了离子键的目的，最简单的方法是将它们想象成一个带有正电荷的小原子核，周围环绕着快速移动的带负电荷的电子。电子并非只是毫无方向地到处飞舞，它们存在于轨道中，每个轨道与原子核的距离都不同。要找出最外层轨道（离原子核最远的轨道）中有多少电子，你可以查看元素周期表。
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最外层轨道是最重要的，因为所有其他电子 a) 都在电子数量最多的轨道中，并且 b) 由于最外层电子挡道而无法过多地参与反应。一般来说，当原子拥有一个充满电子的最外层壳层时，它们处于最稳定状态。由于许多原子没有充满电子的最外层壳层，它们会尝试寻找获得一个的方法。
以钠为例，其化学符号为 Na（这要归咎于希腊人！）。钠在元素周期表的第一列，因此它的最外层壳层中有一个电子。所有其他壳层都充满了电子。因此，获得一个充满的最外层壳层的最快方法是失去那个最外层电子，从而留下一个充满的下层壳层。然而，失去一个电子需要能量，这意味着除非这能与产生能量的过程相结合，否则它不会发生。
失去一个电子也意味着，钠不再具有相等数量的正核电荷和负电子电荷。钠现在少了一个负电荷。它不再是中性的钠原子，而是一个带正电荷的钠离子。
那么钠如何获得能量回补呢？在分子力世界中，产生大量能量的一种方法是形成键。破坏键需要能量，但形成键会产生能量（如果您不确定为什么，可以询问物理学家，解释可能不会让您更确定，但物理学家很高兴有人可以交谈）。幸运的是，带正电荷的离子非常擅长与带负电荷的离子形成键。
要了解负离子是如何形成的，请看一下元素周期表的另一侧的元素氯。氯的最外层壳层中有七个电子（对于较小的元素来说，一个充满的壳层是八个电子）。为了填满它的最外层壳层，它可以获取一个电子，获得一个额外的负电荷，并形成负氯离子。它不仅仅是从任何地方获取电子，它实际上会从钠原子上撕下它。留下一个负离子和一个正离子；Na+ 和 Cl-
在这些离子之间形成的键称为离子键。
这两个离子不仅仅在它们之间形成单个键，理想情况下，它们希望尽可能多地形成键。离子键会形成交替离子的巨大离子晶格。这些晶格非常坚固，使得离子化合物非常难以破坏、熔化或压碎。
离子力不仅有助于将元素结合在一起，而且这些键的形成可以完全改变它们结合的元素的性质。钠是一种柔软的灰色金属（可以用刀切割！）。氯是一种致命的绿色气体。巨大的离子晶格氯化钠是盐，一种白色颗粒状的可食用食物。
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