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氢氧化铝是一种重要的无机化合物，化学式为Al(OH)₃。它由一个铝原子和三个氢氧基团组成，在工业上广泛应用于阻燃剂、催化剂等领域。从分子结构来看，铝原子位于中心，与三个氢氧基团形成化学键。
要理解氢氧化铝的形成，我们首先分析原子结构。铝原子的电子构型为[Ne]3s²3p¹，最外层有3个价电子。铝原子容易失去这3个电子，形成带3个正电荷的Al³⁺离子。氢氧基团OH⁻由氧原子和氢原子组成，氧原子的2p轨道多了一个电子，使整个基团带负电荷。
Al³⁺离子与OH⁻离子之间通过离子键结合。离子键的本质是正负离子间的静电吸引力，遵循库仑定律。由于Al³⁺带3个正电荷，需要3个带负电荷的OH⁻离子来平衡电荷，形成电中性的Al(OH)₃分子。Al³⁺离子的高电荷密度使其与OH⁻离子形成强烈的静电相互作用，这就是离子键形成的机理。
氢氧化铝分子具有八面体几何构型。Al³⁺离子位于中心，周围有6个配位点。虽然分子式是Al(OH)₃，但在三维空间中，铝离子倾向于形成八面体配位环境以最大化配位数和最小化静电排斥。相邻配体间的键角约为90度，Al-O键长约为1.9埃。这种高对称性的构型使分子具有良好的稳定性。
氢氧化铝分子间存在氢键相互作用。氢键形成需要满足特定条件：氢原子必须连接在电负性强的原子上，如氧原子，并与相邻分子的另一个电负性强的原子相互作用。在氢氧化铝中，一个分子的OH基团中的氢原子与相邻分子的氧原子形成氢键，典型距离约为2.8埃。虽然氢键比离子键弱，但它显著影响了氢氧化铝的物理性质，如熔沸点和溶解性。