原子半径和离子半径.pptVIP

SolidStatePhysicsDepartmentofPhysics,NorthwestUniversitySolidStatePhysicsDepartmentofPhysics,NorthwestUniversitySolidStatePhysicsPhysicsDepartment,NorthwestUniversitySolidStatePhysicsPhysicsDepartment,NorthwestUniversity3-6原子和离子半径(radiiofatomsandion)原子半径(atomsradii)离子半径的计算方法(calculatingmethodsofionradii)本节思路：给出原子半径和离子半径的计算方法。12一、原子半径(atomsradii)原因(reasons)：在晶体生长、半导体材料制备和陶瓷材料改性中经常掺杂些替代原子。掺杂替代原子，不仅要考虑原子的原子价，还必须考虑原子的尺寸，即原子的半径。确定原子半径的因素：原子核很小，确定原子半径的主要因素是核外电子云。晶体中的原子，其电子云与孤立原子的电子云不同，而且同一种原子在不同结构中电子云的分布不同。因此，原子和离子的半径因晶体结构不同而异。对于金属结构，原子的半径称为金属半径。金属半径为核间距的一半。金属半径(metalradii)共价结合的晶体，原子的半径称为共价半径。共价晶体，核间距的一半定义为共价半径。共价半径（covalentradii）分子晶体中的原子半径称为范德瓦尔斯半径，它定义为：分子晶体中相邻分子间两个近邻的非成键原子之间核间距的一半。范德瓦尔斯半径(VanDerWaalsradii)二、离子半径的计算方法(calculatingmethodsofionradii)几种离子晶体最近邻离子的核间距（单位：）NaF2.31，KF2.66，两者相差0.35NaCl与KCl相差0.33NaBr与KBr相差0.32这些差值都比较接近,它们的差异应是钠和钾离子的半径之差.也就是说,离子似乎应有一个“确定”的尺寸.人们已用不同的方法计算了大部分离子的半径，常采用的是高希米特（Goldschmidt）半径和泡林(Pauling)半径。泡林方法(Paulingmethod)01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Z-σ成反比，即02式中R为离子半径，C是由外层电子主量子数决定的常数，Z为原子序数，σ为屏蔽常数，σ已有一些经验值。对于等电子离子，其屏蔽常数相等。03用X射线衍射测出最近两离子的核间距r0，利用以下联立方程即可求出等电子离子晶体中正负离子的半径泡林利用上面式子，计算了NaF型离子的单价半径，再利用公式可求出η价离子的晶体半径Rη，n是波恩常数。元素共价半径金属半径离子半径HHeLiBeBCNOFNeNaMgAlSiPSClAr0.37--1.230.890.800.770.740.740.72--1.571.361.251.171.101.040.99------1.521.12------------1.861.601.43----------(-1)2.08--(+1)0.6(+2)0.31(+3)0.20(+4)0.15(-4)2.60(+5)0.11(-3)1.71(+6)0.09(-2)1.40(+7)0.07(-1)1.36--(+1)0.