晶体的结合和弹性剖析.ppt

离子晶体的结合能 离子半径是描述原子核到其最外层电子的平均距离，它将集中反映了核对核外电子的吸引和核外电子之间相互排斥的平衡效果。 实际上无法给出精确不变的离子半径，随着价态不同，离子半径也不同。 离子晶体的结合能 特别是，离子晶体中，正负离子半径一般不等，那如何 确定离子的半径呢？ 泡林认为，离子的大小主要取决于最外层电子的分布，对 于等电子离子，离子半径与有效电荷 成反比，即 C外层电子主量子数决定的常数，Z为原子序数， 为屏蔽 常数。 离子晶体的结合能 下面以NaCl为例说明： 电子移动前 电子移动后 第五节 原子晶体的结合 原子晶体的结合能 原子晶体的结合是由共价键形成的。共价键的特性有二，即饱和性和方向性。现说明如下： 价键理论 价键理论认为原子中未成对的电子，可以和另一原子中一个自旋相反的未成对电子配对，配对的电子即形成一个共价键。 原子晶体的结合能 饱和性 根据泡利不形容原理，当原子中的电子一旦配对后，便不能再与第三个电子配对。因此当一个原子与其它原子结合时，形成共价键的数目有一个最大值，这个最大值决定于它所含的未配对电子数，这个特性称为共价键的饱和性。 原子晶体的结合能 方向性 当两个自旋方向相反的未配对电子结合成共价键后，电子云发生交迭。共价键越稳固，电子云交迭的越厉害。因此原子与共价键结合时，必定选取电子云密度最大的方位，这就是共价键方向性的物理本质。 第六节 原子的电负性 请与第一节合并2014、4、9 原子的电负性 一、电离能 使原子失去一个电子所需要的能量，称为原子的电离能，它是用来量度原子对价电子束缚程度的物理量。 从原子中移去第一个电子所需要的能量，称为第一电离能。而从价离子中移去一个电子所需要的能量，称为第二电离能。 可以证明，第二电离能一定 大于第一电离能。 原子的电负性 电离能可以表征原子对价电子束缚的强弱。电离能随原子序数的变化关系如图所示。 可以看到，同一元素周期里，电离能随原子序数不断增大。 惰性元素的电离能都很大，表示原子很难被激发，而碱金属元素的电离能都很小，所以很容易失去价电子。 原子的电负性 二、电子亲和能 用来描述原子对价电子束缚程度的另一个物理量是电子亲和能。 电子亲和能是指中性原子获得一个电子并成为负离子所释放出的能量。 亲和过程并不是电离过程的逆过程。 原子的电负性 当原子半径比较小时，核电荷对电子的吸引力较强，对应较大的相互作用势，获得一个电子释放的能量较大。 各种原子的电子亲合能如图所示。可以看到，卤素原子具有较大的电子亲合能，说明它们更易于得到一个电子。 原子的电负性 三、原子电负性 电负性：是衡量原子得失电子难易的物理量。穆力肯（Mulliken）定义原子的电负性为： 电负性χ＝0.18（原子电离能I＋电子亲和能E） 这里的系数0.18只是为了使Li的电负性为1而选取的，并没有特别的意义。 原子的电负性 元素的电负性 元 素 泡 林 值 穆力肯值 元 素 泡 林 值 穆力肯值 H He Li Be B C N O F Ne 2.1 — 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 — — — 0.94 1.46 2.01 2.63 2.33 3.17 3.91 — Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca 0.9 1.2 1.5 1.8 2.1 2.5 3.0 — 0.8 1.0 0.93 1.32 1.81 2.44 1.81 2.41 3.00 — 0.80 — 原子的电负性 1、同一周期内的原子从左至右电负性增大； 2、如果列出所有元素的电负性还可以发现，周期表由上往下，元素的电负性逐渐减小； 3、 一个周期内重元素的电负性差别较小。 利用电负性可以综合衡量各种元素的金属性和非金属性。一般地，电负性小的是金属性元素，电负性大的是非金属性元素。 原子的电负性 四、原子负电性与晶体结合类型的关系 负电性越小，原子越容易失去电子，元素的金属性越强；负电性越大，原子越容易得到电子，元素的非金属性越强。这两种原子结合形成的晶体类型趋向离子晶体。 随着原子负电性差别减小，原子之间的离子性结合向共价结合变化。 原子的电负性 电负性较大的同种原子结合成晶体时，最外层电子不会脱离原子，倾向形成共价晶体。 电负性较小的同种原子结合成晶体，最外层电子容易脱离原子，成为共有化电子，趋向形成金属结合。 氢的电负性很大，难以电离，与其他原子形成共价键后，负电荷中心与氢核偏离，使氢核