聊城大学《固体物理》2第一节.pptVIP

第二节 离子晶体 聊城大学材料科学与工程学院 又 上式中R0可以通过X射线衍射得到，β和μ由晶体的几何结构决定，体积弹性模量K也可以通过实验测得，因此根据上式可以求出参数n。再通过下式得出B 第二节 离子晶体 聊城大学材料科学与工程学院 (4) 、离子晶体系统的结合能 第一项表示库仑能， 第二项表示排斥能。 第二节 离子晶体 聊城大学材料科学与工程学院 几种离子晶体的R0、K和n值 离子晶体 R0/nm K/1010Pa n NaCl NaBr KCL KBr RbCL RbBr 0.282 0.299 0.315 0.330 0.329 0.343 2.40 1.99 1.75 1.48 1.56 1.30 7.77 8.09 8.69 8.85 9.13 9.00 结论：离子晶体平衡时的能量主要是库仑能，排斥能仅占库仑能的1/n；弹性模量主要贡献来自排斥力，即弹性的强弱主要决定于排斥力变化的陡峻程度。 第二节 离子晶体 聊城大学材料科学与工程学院 三、 离子晶体的特征 四、离子半径(泡林半径) 1.单价离子半径 由于离子性结合较稳定，导致了离子晶体具有导电性差、熔点高、硬度高和膨胀系数小等特性。且大多离子晶体对可见光是透明的，在远红外区有一特征吸收峰。 泡林认为，离子半径主要取决于最外层电子的分布，对于等电子离子(F-，Na+，)来说，离子半径与有效核电荷(Z-S)呈反比 第二节 离子晶体 聊城大学材料科学与工程学院 确定离子半径时，首先要用X射线衍射法测出最近邻离子的核间距r0，然后根据上式可得： R+, R- R1：单价半径；C是由外层电子主量子数决定的一个常数； S：屏蔽系数，可以由实验测得；Z：原子序数。 第二节 离子晶体 聊城大学材料科学与工程学院 ? ? C=6.2 2.多价离子半径 R?：多价离子半径：n：玻恩指数：?：离子的价数。 例1：NaF的离子间距由X射线衍射测得为2.31?，Na+与F- 属Ne的等电子离子，对于这种结构的屏蔽系数S=4.52。 第二节 离子晶体 聊城大学材料科学与工程学院 五、马德隆常数的求法(埃夫琴--中性组合法) 把晶体看成是由埃夫琴晶胞构成，该晶胞内所有离子的电荷代数和为零。 + - + - - + - - + - + - + - + - - + - + - + - + - - + - + - + - + - - + - + + + - + 同号取“-”异号取“+” 把中性晶胞中的离子对参考离子的库仑能量的贡献份额加起来就得马德隆常数。 * 第二章 晶体的结合 聊城大学材料科学与工程学院 铁和钠具有相同的晶体结构 不同物理、化学、机械性能 原子外层电子要重新排列 不同原子不同外层电子分布 外层电子受到核的束缚不同 原子之间具有不同的结合力 晶体结合的不同类型 共价结合、离子结合、金属结合、分子结合(范德瓦尔)、氢键结合 共性： 吸引和排斥 第二章 晶体的结合 聊城大学材料科学与工程学院 本章主要内容: 第二节 离子晶体 第四节 非极性分子晶体 第三节 共价结合与共价晶体 第一节 晶体结合能的普遍规律 第五节 原子晶体、金属晶体和氢键晶体 第 一 节 晶体结合能的普遍规律 聊城大学材料科学与工程学院 本节主要内容: 二、 两个原子间的相互作用能 四、 相互作用能与晶体几个常数的关系 三、 晶体总的相互作用能 一、 基本概念 第 一 节 晶体结合能的普遍规律 聊城大学材料科学与工程学院 一、基本概念 使原子失去一个电子所需要的能量称为原子的电离能，其大小可用来度量原子对价电子的束缚强弱。 1.电离能 注意：第一电离能小于第二电离能 第 一 节 晶体结合能的普遍规律 聊城大学材料科学与工程学院 一个中性原子获得一个电子成为负离子所释放出的能量称为电子亲和能。其大小一般随原子半径的减小而增大。 注意：亲和过程不能看成电离过程的逆过程 2.电子亲和能 电离过程: 亲和过程: 第 一 节 晶体结合能的普遍规律 聊城大学材料科学与工程学院 负电性统一地衡量不同原子得失电子的难易程度，表示原子吸引电子的能力。 3.负电性（电负性） 单位：电子伏特，系数0.18的选取是为了使锂的电负性为1。 电负性有几个不同的定义： 1）穆力肯定义 原子的电负性=0.18（电离能+亲和能） 2）泡林电负性定义 设CA、CB分别表示原子A、B的电负性，E(A-B)、E(A-A)、 E(B-B)分别是双原子分子AB、AA、BB的离解能，则利用下式 第 一 节 晶体结合能的普遍规律 聊城大学材料科学与工程学院 即可求得A原子和B原子的电负性之差。 规定F的电负性为4.0，其他原子的电负性即可求出。 4.晶体的结合能: