亮劍從擲彈筒放平開始

第508章 奈米機器人所缺少的金屬鍵 (第1/2頁)

第508章

奈米機器人所缺少的金屬鍵

奈米機器人所組成的材料和普通材料不同，奈米機器人組成鋼鐵戰衣之後，雖然看上去是一個整體，但是實際上都不用顯微鏡看，只需要拿一個放大鏡看就能看出來一個個微小的奈米機器人。

畢竟奈米機器人雖然叫奈米機器人，但是這可不代表著每一個奈米機器人都已經達到一奈米了。

而是表示已經突破一微米，達到九百多奈米的程度。

當然不管是一微米還是九百多奈米，其實都改變不了一個事實，那就是奈米機器人之間的連結牢固程度遠沒有金屬直接起到連結作用的金屬鍵的力量大。

畢竟奈米機器人之間的連結則是靠著奈米機器人身上自帶的可以活動的勾爪卡榫所連結的，需要的時候就和周圍的機器人鉤連在一起，不需要的時候則是奈米機器人的勾爪卡榫鬆開，正因為如此，所以奈米機器人的這種勾爪卡榫根本就沒有金屬鍵的原子結合力大。

要知道，金屬鍵是化學鍵的一種，主要在金屬中存在，雖然金屬及合金主要以金屬鍵的方式結合，但也會出現金屬鍵與共價鍵或離子鍵混合的情況。

由自由電子及排列成晶格狀的金屬離子之間的靜電吸引力組合而成。金屬鍵有金屬的很多特性。例如：一般金屬的熔點、沸點隨金屬鍵的強度而升高。其強弱通常與金屬離子半徑成逆相關，與金屬內部自由電子密度成正相關。

當然金屬鍵自然也是有很多優點的，比如在金屬晶體中，充滿著自由電子，而自由電子的運動是沒有一定方向的，但在外加電場的條件下自由電子就會發生定向移動，因而形成電流，所以金屬容易導電。

不過金屬鍵除了導電效能好之外，金屬受到外力作用時，晶體中的各原子層就會發生相對滑動，但不會改變原來的排列方式，瀰漫在金屬原子間的電子氣可以起到類似軸承中滾珠之間潤滑劑的作用。

所以在各原子層之間發生相對滑動以後，仍可保持這種相互作用，因而即使在外力作用下，發生形變也不易斷裂。因此，金屬都有良好的延展性。

當然金屬鍵的能帶理論是利用量子力學的觀點來說明金屬鍵的形成。因此，能帶理論也稱為金屬鍵的量子力學模型，它有五個基本觀點：

第一點，為使金屬原子的少數價電子，能夠適應高配位數的需要，成鍵時價電子必須是“離域”的即不再從屬於任何一個特定的原子，所有價電子應該屬於整個金屬晶格的原子共有。

第二點金屬晶格中原子很密集，能組成許多分子軌道，而且相鄰的分子軌道能量差很小，可以認為各能級間的能量變化基本上是連續的。

第三點分子軌道所形成的能帶，也可以看成是緊密堆積的金屬原子的電子能級發生的重疊，這種能帶是屬於整個金屬晶體的。例如，金屬鋰中鋰原子的1s能級互相重疊形成了金屬晶格中的1s能帶，等等。每個能帶可以包括許多相近的能級，因而每個能帶會包括相當大的能量範圍，有時可以高達418

kj/l。

第四點，按原子軌道能級的不同，金屬晶體可以有不同的能帶，由已充滿電子的原子軌道能級所形成的低能量能帶，叫做“滿帶”；由未充滿電子的原子軌道能級所形成的高能量能帶，叫做“導帶”。

第五點，金屬中相鄰近的能帶也可以互相重疊，如鈹的2s軌道已充滿電子，2s能帶應該是個滿帶，似乎鈹應該是一個非導體。但由於鈹的2s能帶和空的2p能帶能量很接近而可以重疊，2s能帶中的電子可以升級進入2p能帶運動，於是鈹依然是一種有良好導電性的金屬，並且具有金屬的通性。所以，根據能帶理論的觀點，金屬能帶之間的能量差和能帶中電子充填的狀況決定了物質是導體、非導體還是半導體，其實也叫做金屬、非金屬或準金屬。

因此如果物質的所有能帶都全滿或最高能帶全空，而且能帶間的能量間隔很大，這個物質將是一個非導體；如果一種物質的能帶是部分被電子充滿，或者有空能帶且能量間隙很小，能夠和相鄰有電子的能帶發生重疊，它就是一種導體。

而半導體的能帶結構則是滿帶被電子充滿，導帶是空的，而禁帶的寬度很窄，在一般情況下，由於滿帶上的電子不能進入導帶，因此晶體不導電。

由於禁頻寬度很窄，在一定條件下，使滿帶上的電子很容易躍遷到導帶上去，使原來空的導帶也充填部分電子，同時在滿帶上也留下空位，因此使導帶與原來的滿帶均未充滿電子，所