02第二章-体结构-结合力和结合能.ppt

2.2　晶体中质点的结合力与结合能;离子键：正、负离子依靠静电库仑力而产生的键合。离子键的特点是没有方向性和饱和性。 ;范德华键（分子键）：通过“分子力”而产生的键合。;氢键：指氢原子同时与两个电负性很大而原子半径较小的原子（O、N、F等）相结合所形成的键。 氢键具有饱和性和方向性;类 型 ;（2）晶体中离子键、共价键比例的估算;IA;2.2.2　晶体的结合力与结合能 （1）结合力的一般性质;有效引力最大时，两原子间的距离rm由下式确定：;（2）离子晶体的晶格能 晶体的结合能Eb：组成晶体的N个原子处于“自由”状态时的总能量EN与晶体处于稳定状态时的总能量E0的差值。即：;;思考题： 　　 MgO和NaCl同属于相同的晶体结构类型，请从晶格能的角度，解释MgO的熔点为2800℃，而NaCl的熔点仅为801 ℃。;2.3　晶体中质点的堆积;2.3.2　最紧密堆积原理与最紧密堆积方式;A、等径球体的最紧密堆积;问题：请计算两种空隙所能容纳的最原子半径。;经沏宫族竣功簿袄从走千闰豢觉吩哦杏均喻帛津眼棍妓创膜嘿腔你瘤唯骑02第二章-体结构-结合力和结合能02第二章-体结构-结合力和结合能;;六方 ：Mg，Zn。 ;侩翠丘煞噶爸此姜蜂涉钨妇锭扳踏牌疼抵只圆掩企恍相葵峦痉搽旗菩漾陌02第二章-体结构-结合力和结合能02第二章-体结构-结合力和结合能;B、不等大球体的紧密堆积;2.3.3　内在因素对晶体结构的影响－化学组成 （1）原子或离子半径 ;（2）配位数和配位多面体 A、配位数（CN）：一个原子或离子的配位数是指在晶体结构中，该原子或离子的周围，与它直接相邻结合的原子个数或所有异号离子的个数。 金属晶体？ 共价晶体？ 离子晶体？;B、配位多面体：是指在晶体结构中，与某一个阳离子（或原子）成配位关系的相邻结构的各个阴离子（或原子），它们的中心联线所构成的多面体。（三角形、四面体、八面体、立方体等）;（3）离子的极化 离子的极化:指离子在外电场作用下，改变其形状和大小的现象;Notice: 自身被极化和极化周围其他离子两种作用同时存在，但表现的程度不同。一般来说，正离子半径较小，电价较高，极化力表现明显，不易被极化??负离子则相反，经常表现出被极化的现象，电价小而半径较大的负离子显著。当正离子为18电子（如过度金属离子）时，极化率也比较大，正离子也容易变形。;正负离子相互作用时，极化会导致离子间距离缩短，离子配位数降低；同时变形的电子云相互重叠，使键性由离子键向共价键过度，最终使晶体结构类型发生变化。;（4）Pauling 规则 1926年， Goldschmidt据以上影响晶体结构的因素时，提出了Goldschmidt定律，其内容为：一个晶体的结构，取决于其组成单位的数目、相对大小以及极化性质。在此基础上，Pauling提出了五条规则。 ;A、围绕每一个阳离子，形成一个阴离子配位多面体，阴、阳离子的间距决定于它们的半径之和，阳离子的配位数则取决于它们的半径比。 ;B、静电价规则:在一个稳定的晶体结构中，从所有相邻接的阳离子到达一个阴离子的静电键的总强度，等于阴离子的电荷数。 ;E、在个晶体中，本质不同的结构组元的种类，倾向于为数最少。此规则也称为节省规则。如柘榴石的结构中，化学式为Ca3Al2Si3O12，其中Ca2+、Al3+、Si4+离子的配位数分别为8、6、4，阴离子为氧离子。按静电价规则，计算静电键强度：Ca-O：2/4；Al-O：3/6；Si-O：4/4。O2－的电荷为2。根据静电价规则，离子组成的组元或配位可有以下几种方式：;2.3.4　外在因素对晶体结构的影响－同质多晶与类质同晶及晶型转变 （1）同质多晶与类质同晶 ;（2）同质多晶转变 ;例：912℃，γ－Fe转变为α－Fe，计算转变时的体积变化。（γ－Fe为面心立方结构，α－Fe为体心立方结构） （A）、并假定转变前后原子半径不变，则使体积膨胀8.87%。 （B）、由于配位数变化导致原子半径发生变化，由12转变至8，这时原子半径rα－Fe=0.97rγ－Fe，此时体积收缩0.641%。;小　结