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有了120种元素的原子和将原子相互结合的化学键，我们可以将相同或不同的原子连接起来，构建复杂的物质。

等等，好像没那么简单！

首先，有些原子可以相互结合，有些则不能。那么，哪些原子可以相互结合，哪些不能，为什么不能呢？

最早的时候，原子之间是否能相互结合，只能通过实验来解释，也就是必须研究物质的化学性质。随着理论的发展，人们可以从原子结构(特别是核外电子的排列)和一些简单的物理化学参数或性质(如第一电离能和电负性)中，预测原子之间相互成键的可能性、成键的强度以及它们之间形成的化学键的性质(离子？共价？极地？无极？)、键长、键角、产物分子的形状等等。

首先，作为惰性气体(第八族)，He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn难以与其他原子成键，它们的分子就是它们的原子本身，所以称为单原子分子。

其他元素一般不会以单原子的形式存在。有几种可能：1)小分子；2)大分子；3)离子晶体；4)金属晶体。

众所周知的氢(H2)、氧(O2)和氮(N2)是典型的双原子分子。其中氢是通过单键结合的H-H，氧是通过双键结合的O=O，氮不是通过三键结合的。还有一些未知的分子，比如臭氧(O3)、消毒漂白用的过氧化氢(H2O2)、白磷(P4)、硫(S8)、硼(B20)，你可能经常听到。都是元素通过各种化学键结合形成的小分子，包括单质和化合物。双原子分子都是线性的，而三原子分子是线性的，有角的，三角形的。分子形状由键长、键角和成键电子与孤对电子之间的排斥力决定。以前只能通过实验测量，现在也可以从理论上预测。

这些分子有线形、三角形、正方形、(三角形、四边形)锥形、三角形双锥、八面体等形状。【问题：请参考相关资料，给出各种形状分子的例子】

通常原子和小分子的尺寸在1纳米以下，人眼是看不到的。另一方面，一些分子可以达到微米，微米，甚至米的水平，这就是所谓的巨分子。比如美国国家博物馆展出的希望钻石，其实就是一个分子。其他的，比如单晶，36英寸的硅片，都是分子。这种物质是由共价键形成的，共价键可以在空间无限延伸，形成一个巨大的分子。

上图显示了金刚石和石墨的结构。金刚石和石墨都是由碳原子组成的，但它们的性质根本不同。归根到底是由它们不同的化学键和结构造成的。

由离子组成的固体成为离子晶体，其化学键属于离子键。离子的结构和规律比较简单。几种典型离子晶体(盐NaCl、氯化钾、闪锌矿ZnS、萤石CaF2和金红石TiO2)的结构如下所示。

除了共价键和离子键，还有一种特殊的键——金属键。原子通过金属键形成金属晶体。因为金属键没有方向性，所以金属原子通常是通过堆叠来结合的。

除了上面说的键长，键角，可能还有张力，排斥力等等。在一系列由单键连接的分子长串中，单键可以旋转，这可能导致分子链扭曲。分子往往需要一些其他的作用力，如氢键、亲水疏水相互作用、分子离子相互作用等。保持分子的结构，这一点在生物分子中尤为突出。比如本部分第一周的图表中显示的蛋白质的结构，就是通过一系列的作用来维持的。

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