固体物理学Ⅱ-第二章 [兼容模式].pdfVIP

第二章 固体的结合 • 电负性与晶体的典型结合方式 • 结合能与晶体的性质 •• 离子结合与离子晶体离子结合与离子晶体 • 共价结合与共价晶体 • 金属结合及金属晶体 • 范德瓦耳斯结合与分子晶体 • 氢键结合与氢键晶体 大数据与信息工程王学院电子科学系 2.1 电负性与晶体的典型结合方式 • 晶体的典型结合方式 •• 电负性电负性 • 电负性与元素结合规律 大数据与信息工程王学院电子科学系 1. 晶体的典型结合方式 • 化学键：晶体中原子间的相互作用使价电子几率 的几率分布发生变化，重新分布。 • + 化学键的本质：库仑相互作用 量子效应。 • 排斥力：主要来源于泡利不相容原理导致的短程 排斥力。 大数据与信息工程王学院电子科学系 • 吸引力的主要来源： • 离子键 （离子晶体）：正负离子间的库仑吸引作用； • 共价键 （原子晶体）：全同粒子的交换对称性 （共用电 子对的交换作用），量子效应； •• 金属键金属键 （（金属晶体金属晶体）：）：带正电的原子实与带负电的电子带正电的原子实与带负电的电子 云间的库仑吸引作用； • 分子键 （分子晶体）：偶极矩之间的相互作用； • 氢键 （氢键晶体）：裸露的氢核 （带正电）与电负性较 大的原子间的相互作用。 大数据与信息工程王学院电子科学系 2. 电负性 • 电负性：原子对核外电子的束缚能力大小的量度． • 电离能 （金属原子）：使一个价电子摆脱其原子核的 束缚，所必须施加的能量． A W A (e) ii • 亲和能 （非金属原子）：一个中性原子从外界获得一 个电子而变成负离子中所释放的能量．  A (e) A Wa • Mulliken定义电负性值为：   0 .18(Wi  Wa )   1 Li 大数据与信息工程王学院电子科学系 3. 电负性与元素结合规律 1) 元素电负性的变化规律 • 同一周期元 ，第I族元素电负性最小， 第VII族元素电负性最大． • 同一族元 ，随周期增加，电负性减小． • 周期表中位于右上角的 Ｆ元素电负性最大，而位于 左下角的Cs元素电负性最小． 大数据与信息工程王学院电子科学系 2) 电负性与元素结合规律： • 电负性差较大的两元素间多以离子键相结合，存在电 荷转移。（NaCl) •• 电负性相同的元素间以共价键相结合电负性相同的元素间以共价键相结合。。(C(C、、Si)Si) • 电负性相近的原子间主要以共价键相结合，但电荷在 两原子间的分布不均衡。实际上这种结合中既有离子 键成份，又有共价键成份，是一种极性键或混合键。 大数据与信息工程王学院电子科学系 2.2 结合能与晶体的性质 • 两原子间的相互作用 •• 晶体结合能晶体结合能 • 结合能与晶体性质的关系 大数据与信息工程王学院电子科学系 1. 两原子间的相互作用