任何有重量的东西都很重要。根据原子理论，无论是固体，液体还是气体，所有物质都是由原子组成的。原子包含一个称为核的中心部分，其中包含中子和质子。通常，质子是带正电的粒子，中子是中性的粒子。带负电粒子的电子以与太阳周围的行星阵列相似的方式排列在原子核周围的轨道上。下图显示了原子的组成。

发现不同元素的原子具有不同数量的质子，中子和电子。为了将一个原子与另一个原子区分开或对各种原子进行分类，将表示给定原子核中质子数量的数字分配给每个已识别元素的原子。该数字称为元素的原子序数。下表列出了与半导体研究相关的某些元素的原子序数。

通常，原子具有相等数量的质子和行星电子，以保持其净电荷为零。原子经常通过其可用的价电子结合形成稳定的分子或化合物。

自由价电子的结合过程通常称为键合。以下是原子组合中发生的不同类型的键合。

• 离子键
• 共价键
• 金属粘接

现在让我们详细讨论这些原子键。

离子键合

当原子结合在一起形成分子时，每个原子都在寻求稳定性。当价带包含8个电子时，据说是稳定状态。当一个原子的价电子与另一个原子的价电子结合变得稳定时，称为离子键。

• 如果原子在外壳中具有4个以上的价电子，则它正在寻找其他电子。这种原子通常被称为受体。

• 如果任何一个原子在外壳中拥有少于4个价电子，则它们试图从这些电子中移出。这些原子被称为施主。

在离子键中，施主原子和受主原子经常结合在一起，并且该结合变得稳定。食盐是离子键的常见例子。

下图说明了独立原子和离子键的示例。

从上图中可以看出，钠(Na)原子将其1价电子提供给具有7个价电子的氯(Cl)原子。当氯原子获得多余的电子时，它立即立即变得负平衡，从而使该原子变成负离子。另一方面，钠原子失去价电子，然后钠原子变成正离子。众所周知，与电荷吸引不同，钠和氯原子通过静电力结合在一起。

共价键

当相邻原子的价电子与其他原子共享时，发生共价键合。在共价键中，不会形成离子。这是共价键和离子键的独特差异。

当一个原子在外壳中包含四个价电子时，它可以与四个相邻原子共享一个电子。在两个连接电子之间建立了共价力。这些电子在原子之间交替移动轨道。该共价力将各个原子结合在一起。下图显示了共价键的示意图。

在这种布置中，仅示出了每个原子的原子核和价电子。电子对是由于各个原子键合在一起而形成的。在这种情况下，需要五个原子来完成键合作用。粘合过程向各个方向扩展。现在，每个原子在晶格网络中链接在一起，并且通过该晶格网络形成晶体结构。

金属粘接

第三类粘合通常发生在良好的导体中，这被称为金属粘合。在金属键合中，正离子和电子之间存在静电力。例如，铜的价带在其外壳中具有一个电子。该电子倾向于在不同原子之间的材料周围漫游。

当电子离开一个原子时，它立即进入另一个原子的轨道。此过程不间断地重复进行。当电子离开原子时，原子变成正离子。这是一个随机过程。这意味着一个电子总是与一个原子相连。这并不意味着电子与一个特定的轨道相关。它总是在不同的轨道上漫游。结果，所有原子都可能共享所有价电子。

电子在覆盖正离子的云中徘徊。这种盘旋的云将电子随机键合到离子上。下图显示了铜的金属键合示例。