固体第二章.pdf

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固体第二章

Solid State Physics 固体物理学 Solid State Physics 固体物理学 第二章 晶体的结合 本章要点: 在对晶体结合时内能变化的一般规律和原子间的 相互作用力的分析的基础上,阐述不同结合类型 中原子间相互作用与晶体内能,晶体的微观结构 和宏观物理性质之间的内在联系。  晶体结合的类型  晶体结合的物理本质  固体结合的基本形式与固体材料的结构、 物理和化学性质有密切联系 第二章 晶体的结合 第一节 晶体的结合能 第二节 离子键与离子晶体 第三节 共价键与共价晶体 第四节 金属键与金属晶体 第五节 范德瓦尔斯键与分子晶体 第六节 氢键与氢键晶体 什么使分子、原子维系在一起 形成形形色色的周期性结构 第二章 晶体的结合 第一节 晶体的结合能 一. 化学键 决定 价电子 原子间的相互作用 引入 电离能,电子亲和能 目的是表征原 子化学性质 原子失去电 原子得到电子 子的能力 的能力 决定 原子结合为晶体时采用的结合类型 1. 电离能: 使基态的原子失去最外层的一个电子所需 要的能量称为原子的电离能. 即 基态原子+ 电离能 正离子+e 2. 电子亲和能: 使基态的原子获得一个电子成为负离子时 所需要的能量称为原子的电子亲和能. 即 基态原子+e 负离子+ 电子亲和能 3.原子电负性: 为了综合表示原子得失电子的能力。 即: 原子电负性 = 0.18 (电离能+ 电子亲和能) 原子间相互作用力 晶体的结合类型 的物理根源  带正电的原子核和其带负电的核外电子,必然 要和他周围的其它原子中的原子核和电子产生静电 库仑力。  原子的最外层电子组态有一定周期性,体现为 元素周期表中的周期性。  按照结合力的不同,分五种典型的结合类型。 1. 离子键: 依靠正负离子间的静电吸引作用稳 定的结合成分子。 2. 共价键: 不存在明显的电子转移,两个原子 共用电子。 3. 范德瓦耳斯键(分子键): 存在于满壳层电 子结构的原子之间。 4. 氢键: 当氢原子与其它原子结合时,由于氢 原子的特点形成氢键。 5. 金属键: 金属原子结合时,其外层的价电子常 常形成自由电子可以在整个晶体之间运动。 注: 原子结合时更多时候是离子键和共价键二者的混 合形式,即共有电子对偏向于电负性大的原子一 方。 设由A,B原子组成化学键,其化学建中共价 键的比例为P  E A - EB 2  P = exp -   4  其中:EA,EB 分别是A,B原子的负电性。 二. 晶体结合能的一般规律

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