本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點
不久前，我寫了幾篇帖子，描述了一些分子內力，即把原子和分子結合在一起的力。我喜歡寫這些文章，而且人們經常回來閱讀它們，所以我認為我應該繼續寫一些。
之前的帖子涵蓋了範德華力和氫鍵（和偶極子！）。這些力既有趣，又對決定水（沒有水就沒有生命）和汽油（沒有汽油就沒有汽車）的性質非常重要，但它們並不是特別強的力。範德華力和氫鍵都相對較弱，我認為現在是時候開始介紹分子力的三大“壞傢伙”了：離子鍵、共價鍵和金屬鍵。
從離子鍵開始。為了正確地介紹這些，我需要一點關於原子實際樣子的背景知識。現在有很多不同的模型來描述原子“像什麼”，但為了離子鍵的目的，最簡單的方法是將它們想象成一個帶有正電荷的小原子核，周圍環繞著快速移動的帶負電荷的電子。電子並非只是毫無方向地到處飛舞，它們存在於軌道中，每個軌道與原子核的距離都不同。要找出最外層軌道（離原子核最遠的軌道）中有多少電子，你可以檢視元素週期表。
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最外層軌道是最重要的，因為所有其他電子 a) 都在電子數量最多的軌道中，並且 b) 由於最外層電子擋道而無法過多地參與反應。一般來說，當原子擁有一個充滿電子的最外層殼層時，它們處於最穩定狀態。由於許多原子沒有充滿電子的最外層殼層，它們會嘗試尋找獲得一個的方法。
以鈉為例，其化學符號為 Na（這要歸咎於希臘人！）。鈉在元素週期表的第一列，因此它的最外層殼層中有一個電子。所有其他殼層都充滿了電子。因此，獲得一個充滿的最外層殼層的最快方法是失去那個最外層電子，從而留下一個充滿的下層殼層。然而，失去一個電子需要能量，這意味著除非這能與產生能量的過程相結合，否則它不會發生。
失去一個電子也意味著，鈉不再具有相等數量的正核電荷和負電子電荷。鈉現在少了一個負電荷。它不再是中性的鈉原子，而是一個帶正電荷的鈉離子。
那麼鈉如何獲得能量回補呢？在分子力世界中，產生大量能量的一種方法是形成鍵。破壞鍵需要能量，但形成鍵會產生能量（如果您不確定為什麼，可以詢問物理學家，解釋可能不會讓您更確定，但物理學家很高興有人可以交談）。幸運的是，帶正電荷的離子非常擅長與帶負電荷的離子形成鍵。
要了解負離子是如何形成的，請看一下元素週期表的另一側的元素氯。氯的最外層殼層中有七個電子（對於較小的元素來說，一個充滿的殼層是八個電子）。為了填滿它的最外層殼層，它可以獲取一個電子，獲得一個額外的負電荷，並形成負氯離子。它不僅僅是從任何地方獲取電子，它實際上會從鈉原子上撕下它。留下一個負離子和一個正離子；Na+ 和 Cl-
在這些離子之間形成的鍵稱為離子鍵。
這兩個離子不僅僅在它們之間形成單個鍵，理想情況下，它們希望儘可能多地形成鍵。離子鍵會形成交替離子的巨大離子晶格。這些晶格非常堅固，使得離子化合物非常難以破壞、熔化或壓碎。
離子力不僅有助於將元素結合在一起，而且這些鍵的形成可以完全改變它們結合的元素的性質。鈉是一種柔軟的灰色金屬（可以用刀切割！）。氯是一種致命的綠色氣體。巨大的離子晶格氯化鈉是鹽，一種白色顆粒狀的可食用食物。
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