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作者: 添加时间:2016/11/10 11:58:01 欣赏:

§4.6 分子和晶体的构成   59   22 f=1-2α=2β-1. i 当f=0时,是完全的共价键;当0<f<1时,共价键中有离子键的要素;当 ii f=1时,实际上是离子键. i   颠末共价键可以构成晶体.这种晶体称为共价晶体或原子晶体.共价晶体的组元是原子.在共价晶体中无法识别哪几个原子构成一个分子.共价键把晶体中的全部原子.脂肪利来最老的品牌共价键的连合能为每个原子几个电子伏特的量级,共价晶体中衔接原子的共价键的强度很大.因此共价晶体具有硬度大、熔点高、挥发性低、高温下电导率很低,随着温度的增长或掺入杂质电导率增长很快等特性.半导体元实质料硅、锗,半导体化合物质料砷化镓GaAs、锑化铟InSb等都是共价晶体. 金属键   

金属原子的价电子容易丧失,丧失结果部或全部价电子后,金属原子以正离子的情势连剖析结晶体.分开原子的价电子成为能在整个晶体内活动的、为全部正离子所共有的冷静电子.这些冷静电子的总体称为电子气.电子气和正离子之间的库仑相互作用力使离子连剖析金属晶体.由全部正离子共有,全部游离的价电子所构成的电子气的结协力称为金属键.  从金属键的物理机理可以看出,不约莫在两个原子之间构成金属键.也就是说,原子不克不及颠末金属键形要素子,只能是大批原子颠末金属键构成金属晶体.  以铝为例来看金属键的构成.铝原子的有效半径是0.366?,这是思量了价电子的孝敬后的有效半径,实测半径是1.43?.铝原子有3个价电子,去失这些价电子后的铝离子的有效半径是0.

利来最老的品牌163?,实测半径是0.51?.固体的金属铝中两个相邻的铝原子的平均距离是2.55?,因此在金属铝中相邻的铝离子之间有很大的空间可以供价电子活动.这时价电子并不被壮着实某一特定的铝离子相近,而是可以在金属铝内里四处周游,全部的冷静电子的总体构成 3+ 电子气,如图4-14所示.铝原子有3个价电子.大批的Al离子构成晶体, 3+3+ 全部的价电子分开原来属于的Al离子构成电子气.大批的Al离子和电子气一同构成金属晶体.  金属内的共有化电子可以在整个金属晶体内冷静活动,以是金属具有精良的导电性和导热性.由于金属中原子都是正离子,它们分列的细致情势没有格外的限定,金属一样伟大都具有很大的范性,可以承袭相称大的范性形变,具有精良的可塑性.金属键的作用较强,因此金属的硬度高、熔点高.  60     第四章 原子分子世界 图4-14 

金属铝晶体布局 范德瓦尔斯键   惰性气体原子和一些外层电子曾经饱和的分子在高温下可以连剖析晶体.这些电中性的分子或单原子分子之间的连合是颠末范德瓦尔斯力来完成的.范德瓦尔斯力实质上是由于电荷散布偏离对称带来的库仑吸引力和库仑排挤力的合结果.  中性原子中心是原子核,外表有很多电子构成球对称散布的电子云,因此原子没有电偶极矩.但由于电子的活动,在某时分原子会有瞬时的电偶极矩,固然这坎坷的电偶极矩对时间的平均值是零.中性原子在外电场E下将会被极化成一个电偶极矩p, p=αE,此中 α是该原子的极化率.要是有两此中性原子A和B,在某暂时分,原子A 具有瞬时电偶极矩pA,则将在原子B处孕育发生一个正比于pA3的电场.这个电场 r将使原子B极化,多么原子A和B之间的相互作用势能为 2 αp A VAB=-r6. 这是一个随距离削弱得很快的吸引力.  

两此中性原子之间范德瓦尔斯力表现为两个电中性的分子之间可以有很弱的吸引力,并且这吸引力随距离的增长极度机动地削弱.中性原子之间的范德瓦尔斯力相互作用势能为伦纳德-琼斯势, 126 V(r)=4ε σr- σr. 这个势能表现了近处排挤、远处吸引的性子.势能的极小值落于r=1.12225σ §4.7 分子的外形和体积   61   处,这情势能的数量为V=-ε.由此可见,σ的物理意义是作用的力程;ε min 的物理意义是连合能的量级.敷衍惰性气体氙(Xe),这两个参数为 σ=3.98?,ε=0.0200eV.这个参数标明:中性原子颠末范德瓦尔斯力连合在一同 -2 时,连合能是10eV的量级.室温下气体的平均动能就是这个量级,因此,颠末范德瓦尔斯力连剖析的分子晶体只能在很低的温度下才气存在,并且这种晶体容易被疏散.   §4.7 分子的外形和体积   在

利来最老的品牌原子世界中,利来最老的品牌看到了114种元素的原子,它们都是由一个原子核和在它左近活动的很多核外电子构成的.这么多种原子固然质量轻重相差很大,但每一个原子所占的体积约莫上差未几.这114种原子又颠末庞大的电磁相互作用连剖析一千多万种化合物的分子.  在原子世界中,种种元素在固体外形下平均每个原子所占体积相近,但它们构成的一千多万种化合物的分子所占的体积就千差万别了.多个原子结称要素子时,各原子基本上是相互紧贴着,极少堆叠.分子所占的体积基本上是构成它的各原子所占体积之和.  单原子分子所占体积和原子一样大,大批原子构成的高分子的体积就十分大了,由数百万个原子构成的高分子的体积可以大到原子体积的数百万倍以上.  聚异丁烯的分子由大批碳原子和氢原子构成,此中碳原子和氢原子的数量之比是1∶2,相 6 对分子质量为5.6×10.每一个异丁烯单位由4个碳原子和8个氢原子构成,聚异丁烯的分子是 由很多异丁烯单体单位相互衔接聚合而成.图4-15是聚异丁烯的布局,圆括弧中是异丁烯的 单体单位.n表现多么的单体单位衔接起来。  聚异丁烯分子的外形是长丝状,即可以类似地看作是一个很长的细圆柱体,圆柱的半径为 5 2.5?,长度为2.5×10?,多么一个分子所占63 的体积约为4.91×10?.聚异丁烯分子长度约为圆柱体半径的10万倍,要是增加来看,相称于一根长度为1000m、半径为1mm的钢丝.多么一根钢丝不约莫呈完全直线的伸展外形,总是带有自然弯 曲的倾向.分子的长丝状布局是很多高分子质料具有很好的弹性和热塑性的 图4-15 聚异丁烯  62     第四章 原子分子世界 底子. 6   聚异丁烯分子中约含1.2×10个原子,平均每个原子约占体积为4.1?3.这约莫上正是一样伟大原子体积的量级,这也表如今多个原子结称要素子时,各个原子还是相互分开的,只在相邻原子的边界区有大批的堆叠.  当人们研讨生物体时,发现无论是多么庞大、多么低级的植物体还是植物体,都是由庞大的细胞构成的.生物体中各局部有很多种差异模范的细胞,它们区分具有差异的结果,起差异的作用.一样伟大来说,细胞的体积是很小的,外形也是百般百般的,一样伟大

利来最老的品牌用肉眼是看不见的,要用增加几十到几百倍的显微镜才气望见.但是也有体积很大的细胞.鸡蛋、鸭蛋等种种鸟类的蛋都是单个的细胞,细胞的布局:细胞膜、细胞质、细胞核都能直接用肉眼看得一清二楚.探求物质的庞大布局,进入原子世界时,又遇到了十分类似的形状.种种物质都是由分子构成,外形也是千差万别的,一样伟大的分子体积是很小的,用电子显微镜都看不见,但是也有体积很大的分子,构成它们的原子的数量重复都很大.   §4.8 原子和分子的布局、能级和光谱 类氢离子的结讨论能级 氢原子的能级公式是 4 me e En=-2n(4πε0).. , n=1,2,3,. 222 m是电子的质量.原子序数为 Ζ的别的元素的原子核外要是只需一个电子,