鍵化學(xué)鍵

定義

化學(xué)鍵（chemical bond）是指分子內(nèi)或晶體內(nèi)相鄰兩個(gè)或多個(gè)原子（或離子）間強(qiáng)烈的相互作用力的統(tǒng)稱(chēng)。

高中定義：使離子相結(jié)合或原子相結(jié)合的作用力通稱(chēng)為化學(xué)鍵 。

分類(lèi)

金屬鍵、離子鍵、共價(jià)鍵。

所有物質(zhì)都是靠鍵連接粒子組成的

在水分子H₂O中2個(gè)氫原子和1個(gè)氧原子通過(guò)化學(xué)鍵結(jié)合成水分子?；瘜W(xué)鍵有3種極限類(lèi)型 ，即離子鍵、共價(jià)鍵和金屬鍵。離子鍵是由異性電荷產(chǎn)生的吸引作用，例如氯和鈉以離子鍵結(jié)合成NaCl。共價(jià)鍵是兩個(gè)或幾個(gè)原子通過(guò)共用電子對(duì)產(chǎn)生的吸引作用，典型的共價(jià)鍵是兩個(gè)原子借吸引一對(duì)成鍵電子而形成的。例如，兩個(gè)氫核同時(shí)吸引一對(duì)電子，形成穩(wěn)定的氫分子。金屬鍵則是使金屬原子結(jié)合在一起的相互作用，可以看成是高度離域的共價(jià)鍵。定位于兩個(gè)原子之間的化學(xué)鍵稱(chēng)為定域鍵。由多個(gè)原子共有電子形成的多中心鍵稱(chēng)為離域鍵。除此以外，還有過(guò)渡類(lèi)型的化學(xué)鍵：由于粒子對(duì)電子吸引力大小的不同，使鍵電子偏向一方的共價(jià)鍵稱(chēng)為極性鍵，由一方提供成鍵電子的化學(xué)鍵稱(chēng)為配位鍵。極性鍵的兩端極限是離子鍵和非極性鍵，離域鍵的兩端極限是定域鍵和金屬鍵。

鍵，分為用戶(hù)自定義的鍵和系統(tǒng)定義的鍵兩種類(lèi)型，鍵的命名沒(méi)有特殊的命名約定，它們以根鍵子目錄的形式存在，鍵和子鍵都不附帶數(shù)據(jù)，它們負(fù)責(zé)組織對(duì)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)。

鍵的分類(lèi)

鍵分為平鍵、半圓鍵、楔向鍵、切向鍵和花鍵等。

各類(lèi)鍵的特點(diǎn)

1.平鍵

平鍵的兩側(cè)是工作面，上表面與輪轂槽底之間留有間隙。其定心性能好，裝拆方便。平鍵有普通平鍵、導(dǎo)向平鍵和滑鍵這三種。

2.半圓鍵

半圓鍵也是以?xún)蓚?cè)為工作面，有良好的定心性能。半圓鍵可在軸槽中擺動(dòng)以適應(yīng)轂槽底面，但鍵槽對(duì)軸的削弱較大，只適用于輕載聯(lián)結(jié)。

3.楔向鍵

楔鍵的上下面是工作面，鍵的上表面有l(wèi):100的斜度，輪轂鍵槽的底面也有1:100的斜度。把楔鍵打入軸和輪轂槽內(nèi)時(shí)，其表面產(chǎn)生很大的預(yù)緊力，工作時(shí)主要靠摩擦力傳遞扭矩，并能承受單方向的軸向力。其缺點(diǎn)是會(huì)迫使軸和輪轂產(chǎn)生偏心，僅適用于對(duì)定心精度要求不高、載荷平穩(wěn)和低速的聯(lián)結(jié)。楔鍵又分為普通楔鍵和鉤頭楔鍵兩種。

4.切向鍵

切向鍵是由一對(duì)楔鍵組成，能傳遞很大的扭矩,常用于重型機(jī)械設(shè)備中。

5.花鍵

花鍵是在軸和輪轂孔周向均布多個(gè)鍵齒構(gòu)成的,稱(chēng)為花鍵聯(lián)結(jié)。花鍵連接為多齒工作，工作面為齒側(cè)面，其承載能力高，對(duì)中性和導(dǎo)向型好，對(duì)軸和轂的強(qiáng)度削弱小，適用于定心精度要求高、載荷大和經(jīng)?；频撵o聯(lián)結(jié)和動(dòng)連接，如變速器中，滑動(dòng)齒輪與軸的聯(lián)結(jié)。按齒形不同，花鍵聯(lián)結(jié)可分為：矩形花鍵、三角形花鍵和漸開(kāi)線(xiàn)花鍵等。

概述

數(shù)據(jù)庫(kù)中的鍵（key）又稱(chēng)為關(guān)鍵字，是關(guān)系模型中的一個(gè)重要概念，它是邏輯結(jié)構(gòu)，不是數(shù)據(jù)庫(kù)的物理部分。

分類(lèi)

鍵、超鍵、外鍵、主鍵、候選鍵

利用高分子反應(yīng)統(tǒng)計(jì)理論研究了（A）_f－A_aD_d型氫鍵溶液模型體系的凝膠網(wǎng)絡(luò)特征，給出了凝膠點(diǎn)后氫鍵網(wǎng)絡(luò)中環(huán)鍵數(shù)目和平均鍵長(zhǎng)的計(jì)算方案，并以（A）₃－A₂D₂ 型氫鍵體系為例進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算。為了探討競(jìng)爭(zhēng)作用對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的影響，針對(duì)（A）D和AD型氫鍵的2種基元過(guò)程，在計(jì)算過(guò)程中分別選取了不同的反應(yīng)速率常數(shù)加以比較和分析。結(jié)果表明：隨著反應(yīng)程度p_d的增加，凝膠網(wǎng)絡(luò)中的環(huán)鍵數(shù)目l單調(diào)增加，而懸吊鏈平均鏈長(zhǎng)a_d和彈性有效鏈平均鏈長(zhǎng)a_e卻單調(diào)遞減，因此，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)隨著p_d的增加而變得致密。

環(huán)鍵環(huán)鍵數(shù)的計(jì)算

研究的是由（A）_f 型分子和 AaDd 型分子所組成的（A）_f－A_aD_d 型氫鍵溶液體系。其中（A）_f 型分子含 有f個(gè)（A）類(lèi)質(zhì)子受體基團(tuán)，A_aD_d 型分子同時(shí)含有a個(gè) A類(lèi)質(zhì)子受體和d個(gè) D類(lèi)質(zhì)子給體基團(tuán)。在此體系中，質(zhì)子給體基團(tuán) D與2類(lèi)質(zhì)子受體基團(tuán)（A）和 A之間均可形成氫鍵，并且2種質(zhì)子受體基團(tuán)與給體基團(tuán)之間形成氫鍵的能力可以存在差異。顯然，當(dāng)達(dá)到某一臨界反應(yīng)程度時(shí)，體系會(huì)發(fā)生溶膠－凝膠相變。設(shè)體系中無(wú)氫鍵形成時(shí)（A）_f 分子的數(shù)目為 N_f，A_aD_d 分子的數(shù)目為N，某一時(shí)刻體系中的（A），A和D類(lèi)基團(tuán)形成氫鍵的反應(yīng)程度分別為p_f，p_a 和p_d。根據(jù)體系的物料平衡關(guān)系可得p_d=γ_ap_aγ_fp_f，其 中γ_f 和γ_a 分別定義為γ_f=fN_f/（dN）和γ_a=a/d，表示的是不同的質(zhì)子受體基團(tuán)與給體基團(tuán)的配比關(guān)系。

設(shè)體系中任意一個(gè)（A），A和D類(lèi)基團(tuán)與有限大小的氫鍵簇相聯(lián)的概率分別為Z_f，Z_a和Z_d，則有如下關(guān)系：

Z_f =1－p_fp_f（Z_a）^a（Z_d）^d－1，Z_a =1－p_ap_a（Z_a）^a（Z_d）^d－1，

Z_d =1－p_d [γ_fp_f（Z_f）^f－1γ_ap_a（Z_a）^a－1（Z_d）^d]。

在此體系中，隨著反應(yīng)程度的增加，氫鍵數(shù)目逐漸增多，在一定條件下可以形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而發(fā)生溶膠－凝膠相變現(xiàn)象。凝膠相中的凝膠網(wǎng)絡(luò)通常由環(huán)和鏈聯(lián)接而成，其中鏈又可分為彈性有效鏈和懸吊鏈。網(wǎng)絡(luò)中的彈性鏈之間互相交聯(lián)可以形成環(huán)。環(huán)是氫鍵網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)單元，其結(jié)構(gòu)和數(shù)量的多寡直接影響網(wǎng)絡(luò)的彈性。因此，討論凝膠網(wǎng)絡(luò)中的環(huán)鍵數(shù)目有助于深入了解氫鍵網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和功能。

環(huán)鍵凝膠網(wǎng)絡(luò)中的環(huán)鍵數(shù)目的變化趨勢(shì)

在相變臨界點(diǎn)后，凝膠網(wǎng)絡(luò)中的環(huán)鍵數(shù)目l是p_d的單調(diào)遞增函數(shù)，從而說(shuō)明隨著反應(yīng)程度p_d的增加，更多凝膠中的鏈節(jié)與凝膠網(wǎng)絡(luò)相聯(lián)形成環(huán)鍵，使得凝膠網(wǎng)絡(luò)趨于緊致。隨著λ的增加，凝膠點(diǎn)逐漸變大，相同反應(yīng)程度對(duì)應(yīng)的環(huán)鍵數(shù)變小，由此可知體系形成凝膠網(wǎng)絡(luò)逐漸變難，形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也逐漸變得疏松，這些情況與實(shí)際的物理情形相吻合。

環(huán)鍵懸吊鏈和彈性有效鏈平均鏈長(zhǎng)的變化趨勢(shì)

懸吊鏈平均鏈長(zhǎng)a_d和彈性有效鏈平均鏈長(zhǎng)a_e都是p_d的單調(diào)遞減函數(shù)，表明網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)隨著p_d 的增加而變得致密。隨著λ的增加，凝膠點(diǎn)逐漸變大，相同反應(yīng)程度對(duì)應(yīng)的a_e和a_d的數(shù)值變小，由 此可知體系形成凝膠網(wǎng)絡(luò)隨著λ的增加逐漸變難，形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)隨之變得疏松，這與從環(huán)鍵數(shù)l分析的結(jié) 果相吻合。在λ<1的時(shí)候，懸吊鏈平均鏈長(zhǎng)a_d在反應(yīng)程度較高時(shí)的值略大于1（不可能小于1），從中可以推斷懸吊鏈大多為1個(gè)鏈節(jié)或者2個(gè)鏈節(jié)的短鏈；彈性有效鏈平均鏈長(zhǎng)a_e則在反應(yīng)程度較高時(shí)的值小于1，可以推斷此時(shí)的網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)非常緊密，彈性有效鏈大多為在有效交聯(lián)點(diǎn)間直接形成，中間沒(méi)有彈性有效鏈節(jié)。

平鍵靠側(cè)面?zhèn)鬟f轉(zhuǎn)矩，對(duì)中性良好，裝拆方便，不能實(shí)現(xiàn)軸上零件的軸向固定。

普通平鍵：A型B型C型。

A型用于端銑刀加工的軸槽，鍵在槽中軸向固定良好，但槽在軸上引起的應(yīng)力集中較大。B型用于盤(pán)銑刀加工的軸槽，軸的應(yīng)力集中較??；C型用于軸端。應(yīng)用最廣，也適用于高速、高精或承受變載、沖擊的場(chǎng)合，如在軸上固定齒輪，鏈輪等回轉(zhuǎn)零件。

導(dǎo)向平鍵：鍵用螺釘固定在軸上，鍵與轂槽為動(dòng)配合，軸上零件能做軸向移動(dòng)，為了起鍵方便，開(kāi)有起鍵螺孔。用軸上零件軸向移動(dòng)量不大的場(chǎng)合，如變速箱中的滑移齒輪。

滑鍵：鍵固定在輪軸上，軸上零件能帶鍵做軸向移動(dòng)。用于軸上零件軸向移動(dòng)量較大的場(chǎng)合。

1、在工作圖中，軸槽槽深用t或（d-t）標(biāo)注，輪轂槽深按d t₁標(biāo)注。

2、d-t和d t₁的偏差按相應(yīng)的偏差選取，但d-t的偏差應(yīng)取負(fù)值

3、除軸外，在保證所需轉(zhuǎn)矩的條件下，允許采用較小剖面的鍵，必要時(shí)需重新計(jì)算，使鍵槽與鍵的接觸高度各為h/2。

4、較松鍵的鏈接的偏差適用于導(dǎo)向平鍵的聯(lián)接。

5、軸槽及輪轂槽寬b對(duì)軸及輪轂中心線(xiàn)的對(duì)稱(chēng)度的公差按7~9級(jí)。

6、當(dāng)平鍵長(zhǎng)度與寬度比大于8時(shí)，鍵的兩側(cè)面在長(zhǎng)度方向的平行度應(yīng)符合規(guī)定。

7、需要時(shí)，鍵允許起鍵螺孔。

為了確定和描述平而五和六員環(huán)分子的幾何，提出鍵長(zhǎng)采用對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)鍵長(zhǎng)，環(huán)鍵角用多重黃金分割技巧優(yōu)化到該鍵角與對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)鍵角間的殘差平方和最小。用該法計(jì)算了吠喃、 咄咯和香豆素的環(huán)內(nèi)鍵角， 計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值很接近。

環(huán)鍵幾何關(guān)系

平面五員環(huán)分子幾何關(guān)系叩平五五邊形。如吠喃環(huán)寫(xiě)成五邊形并加上編號(hào)如右式。記各個(gè)環(huán)鍵角為 A_i，標(biāo)準(zhǔn)鍵角為S( i = 1，2，3，4，5 )，則有目標(biāo)函數(shù)和環(huán)鍵角的內(nèi)角和關(guān)系。

對(duì)于五員環(huán)，在鍵長(zhǎng)固定的條件下應(yīng)優(yōu)化的變量只有兩個(gè)。為了最大程度地減小環(huán)張力，每個(gè)鍵角的取值應(yīng)為鈍角。為滿(mǎn)足閉環(huán)條件，兩個(gè)環(huán)鍵角的取值范圍必須由各鍵長(zhǎng)來(lái)確定。

環(huán)鍵優(yōu)化方法

由于五員環(huán)的兩個(gè)鍵角變量Φ₁、Φ₂不是完全獨(dú)立的，Φ₂的取值范圍是Φ₁的函數(shù)，常用的多變量靜、動(dòng)態(tài)有約束優(yōu)化方法，如單純形法、 變尺度法等都不能解決這個(gè)問(wèn)題。將單因素的黃金分割法擴(kuò)展為多重嵌套黃金分割法進(jìn)行計(jì)算，設(shè)定外層優(yōu)化變量Φ₁； 取值范圍為90^。～Φ_1，max， 內(nèi)層優(yōu)化變量Φ2取值范圍為90^。～Φ₂， _max。

環(huán)鍵平面六員環(huán)鍵角優(yōu)化方案

與平面五員環(huán)類(lèi)似，求出六員環(huán)優(yōu)化的3個(gè)鍵角變量Φ₁、Φ₂、Φ₃的取值范圍后，可導(dǎo)出各環(huán)鍵角的表達(dá)式。采用三重嵌套黃金分割法進(jìn)行優(yōu)化。

環(huán)鍵應(yīng)用結(jié)果

用BASIC語(yǔ)言編寫(xiě)程序，程序中只需輸入標(biāo)準(zhǔn)鍵長(zhǎng)與標(biāo)準(zhǔn)鍵角。無(wú)需事先考慮幾何對(duì)稱(chēng)性。在Appell 機(jī)上對(duì)吠 喃、毗咯及香豆素的環(huán)內(nèi)鍵角分別有關(guān)化合物的原子編號(hào) ( 也代表環(huán)內(nèi)鍵角 ) 進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算。

結(jié)果如實(shí)地反映了分子幾何構(gòu)型的對(duì)稱(chēng)性，吠喃、毗咯環(huán)內(nèi)鍵角的計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值十分接近。香豆素環(huán)內(nèi)鍵 角沒(méi)有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可資比較，用優(yōu)化結(jié)果為幾何構(gòu)型進(jìn)行量化計(jì)算，所得結(jié)果能解釋有關(guān)實(shí)驗(yàn)事實(shí)。表明方案在實(shí) 用中是可行的。