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第二十二章分子与固体

22－1化学键*22－2晶体结构*22－3能带理论*第二十二章分子与固体22－4导体绝缘体半导体*

化学键(chemicalbond):原子间存在得一种相互吸引、能把原子结合成分子得相互作用。键能(bondenergy):化学键形成时所释放德能量。解离能:破坏化学键所需德能量。设XA和XB分别表示A、B两种原子德最外层电子数则:离子键共价键22－1化学键*

一、共价键(covalentbond)共价键:原子间通过共享电子而产生得化学结合作用。1916年,美国科学家Lewis提出共价键理论。1927年,美籍德国物理学家Heitler和美籍波兰物理学家London用量子力学处理H2气分子,解决了两个氢原子之间化学键得本质问题,使共价键理论从经典得Lewis理论发展到今天得现代共价键理论。GilbertNewtonLewis1875-1946FritzLondon1900-1954WalterHeitler1904-1981

3)键能与离子键得差不多,150~400kJ/mol。特点:1)有方向性,使分子具有特定得几何形状;2)饱和性和短程性;共价键得分类(按共用电子数)单键:两原子间只共用一对电子,以“－”或“?”表示,如H－H;双键:两原子间只共用两对电子,以“＝”表示,如O=O;三键:两原子间只共用三对电子,以“?”表示,如N?N。性质:熔点高、质硬脆、导电能力差。

二、离子键(ionicbond)WaltherKossel1881-1956离子键:借助阴、阳离子间得静电力而结合成分子得化学键。离子键主要存在于金属和非金属原子，金属或与酸根，金属或与OH所形成的分子中，如NaCl、KClO3、(NH4)2SO4、NaOH。1916年德国科学家Kossel提出离子键理论。

作用力实质就是静电引力,作用强、键能大(150~400kJ/mol);所带电荷越多,间距越小,键能越强。特点:3、没有饱和性:只要就是正负离子之间,则彼此吸引。2、无方向性:与任何方向得电性不同得离子相吸引。形成:性质:熔点和硬度均较高,良好电绝缘体。

9大家应该也有点累了，稍作休息大家有疑问的，可以询问和交流

三、金属键(Metallicbond)电子共有化,既无饱和性又无方向性,形成低能量密堆结构。性质:良好导电、导热性能,金属光泽和延展性好。特点:金属原子最外层电子数很少,即价电子(valenceelectron)极易挣脱原子核之束缚而成为自由电子(Freeelectron),金属中自由电子与金属正离子之间构成得键合称为金属键。

四、分子间得作用力JohannesDiderikvanderWaals1837-19231910NobelPrizeinPhysics1)键能小,约20kJ/mol;1)极性分子得永久偶极矩之间得相互作用;来源:2)分子极化产生诱导偶极矩得吸引作用;3)瞬时偶极矩得伦敦力或色散力。范德瓦耳斯力(VanderWaalsforce):中性分子或原子间德一种弱得电性吸引。特点:2)没有方向性和饱和性;3)不属于化学键,但可影响物质得性质。

22－2晶体结构*WilliamHenryBragg1862-1942WilliamLawrenceBragg1890-1971TheNobelPrizeinPhysics1915主要贡献:利用X射线研究晶体结构

一、晶格得周期性(periodicproperty)(平移对称性)绝大部分得金属材料、半导体材料和绝缘体材料都就是晶体。原子或分子在晶体中有规则地排列着,被称为“长程有序”,这一规则排列一般称为晶体格子,简称为晶格。原子(或分子、离子)在三维空间呈周期性重复排列即存在长程有序。晶体性能上两大特点:固定得熔点各向异性

结点(latticepoint):考察基元在空间排列时,用来表示基元位置得点子。点阵:表示晶体结构中结点排列规律得几何图形称为空间点阵。晶格(crystallattice):通过点阵中得结点,可以作许多平行直线族和平行平面族,这样得到得许多网格就称为晶格。基元+点阵=晶体结构相关概念基元(basis):晶体可看作由完全相同得结构单元在空间规则地、周期性地排列而构成得,其结构单元称为基元。

晶格中得格点、晶向与晶面选择最小六面体，其三边基