20晶体的结合类型.pdf

S o l i d S t a t e P h y s i c s i n S c h o o l o f O p t i c a l a n d E l e c t r o n i c I n f o r m a t i o n 第三章 晶体的结合 3.2 晶体的结合类型 徐智谋 华中科技大学光学与电子信息学院 S o l i d S t a t e P h y s i c s i n S c h o o l o f O p t i c a l a n d E l e c t r o n i c I n f o r m a t i o n 结合键：是指原子结合形成分子或固体时,原子间产生的相 互作用力,称为结合力,也叫结合键 原子键合 一次键（化学键） 二次键（物理键） 通过价电子的转移或共用 不依靠原子的转移或共享， 两原子的电子云达到稳定 靠原子间的偶极吸引力结 结构 合 S o l i d S t a t e P h y s i c s i n S c h o o l o f O p t i c a l a n d E l e c t r o n i c I n f o r m a t i o n 原子的电负性决定了结合力的类型。 按结合力(键) 的性质和特点,晶体可以分为五种 结合类型：共价结合、离子结合、金属结合、分 子结合和氢键结合。 S o l i d S t a t e P h y s i c s i n S c h o o l o f O p t i c a l a n d E l e c t r o n i c I n f o r m a t i o n 下面分别介绍键合类型 S o l i d S t a t e P h y s i c s i n S c h o o l o f O p t i c a l a n d E l e c t r o n i c I n f o r m a t i o n 结合电负性,具体分析各族元素在结合中的反映： IA元素有最低的电负性,束缚电子的能力很弱, 电子很容易摆脱 原子束缚成为共有化电子,因此形成晶体时便采取金属性结合。 IV-VI族有较强的电负性,束缚电子的能力较强,适于形成共价键 ,满足8-N原则。 IV族元素最典型的结构是金刚石结构,共价结合的特点。 V族元素只能形成三个共价键,不能形成三维晶格结构。砷、锑 和铋首先通过共价键结合成层状结构,然后这些层状结构通过微 弱的范德瓦耳斯作用而结合成三维晶体。磷和氮首先形成共价 结合的分子,再由范德瓦耳斯作用结合成晶体。 S o l i d S t a t e P h y s i c s i n S c h o o l o f O p t i c a l a n d E l e c t r o n i c I n f o r m a t i o n VI族原子：两个共价键,只能把原子联结成为一个 链结构,长链通过范德瓦耳斯作用组成三维晶体。 硫和硒可以形成环状分子,再通过范德瓦耳斯作用 组成三维晶体。 VII族原子只能形成一个共价键,形成双原子分子, 再通过范德瓦耳斯作用组成晶体。 VIII族的惰性气体原子在低温下可以凝聚成晶体, 再通过范德瓦耳斯作用把原子结合起来。 S o l i d S t a t e P h y s i c s i n S c h o o l o f O p t i c a l a n d E l e c t r o n i c I n f o r m a t i o n 以上介绍的都是结合类型的定性分析, 相互作用如何如何进行具体的定量分析？也 就是说描述组成晶体的相互作用,其作用势 、作用力即结合力和结合能如何？ 下面进行系统的学习