4339.核外电子相对缺位与亲和力、导电性的思考

2020.1.31

我曾经以为核外电子越多越容易产生核外电子共轭，成为耐高温材料，0族元素的分析颠覆了我的认识：完美等于孤独，惰性气体全部是各个周期核外电子构型相对完整的元素。于是倒过来思考核外电子相对缺位与元素亲和力、耐高温性能的关系：核外电子相对“缺位”越多，越容易形成深层次、嵌入式核外电子共轭和互补的分子结构。化学方面共价键、离子键的形成可能与此有关。

核外电子相对“缺位”不是真正缺位的离子形态，而是与各周期0族元素核外电子构型对比的相对缺位。耐高温性能不仅与元素的亲和力有关，更与元素的自身熔点有关。

核外电子相对缺位还与导电性密切相关：核外电子相对“缺位”越多，导电性可能越好。金属元素全部位于《元素周期表》的左下角，非金属元素全部位于《元素周期表》的右上角可能与此有关。半导体元素位于二者之间，硅、锗各自拥有四个表层核外电子与四个核外电子相对“缺位”，可能因此成为优良的半导体材料。铅、锡表层核外电子构型与它们相同，只有化合物才是半导体材料，看来还与所处位置有关：处于金属、非金属分界线，加上表层核外电子形态，才有可能成为优良半导体材料。

稀土元素属于第六周期及新增加周期的f区域元素，熔点不是很高，也不是很低，在s区域和d区域元素熔点之间，却有相对较高（d区、ds区、p区）的核外电子相对“缺位”，也就是相对较高的亲和力和导电性能，可能是优良的化合物材料。

看来原子结构与物理化学属性之间还是存在一定内在联系，深入挖掘才能逐步清楚。