1、第二章 晶体中原子的结合 总 结,晶体结合能的普遍规律,五种基本结合类型,元素和化合物结合的规律,晶体的结合能就是将自由的原子(离子或分子)结合成晶体时所释放的能量。,1.晶体的结合能,E0是晶体的总能量，EN是组成该晶体的N个原子在自由状态时的总能量，Eb即为晶体的结合能。,2.原子间相互作用势能,其中第一项表示吸引能，第二项表示排斥能。,A、B、m、n0,晶体结合能的普遍规律,吸引力-库仑引力；,3.N个原子组成的晶体相互作用势能,其中ui、u(rij)为第i个原子与其他所有原子间的相互作用势能及第i个原子与第j个原子间的相互作用势能。,4.由相互作用势能可以求的几个参量,设由N个原子组成
2、的晶体的体积为,r0,(1),(2),(3),五种基本结合类型,离子晶体一定是复式晶格。,(2)结合力：,离子键。,(3)配位数；,最大为8 。,(1)结构：,负电性相差较大的原子+库仑作用力。,(4)互作用势能：,1.离子晶体,(5)体积弹性模量,马德隆常数,(6)结合能,C：由外层电子主量子数决定的一个常数；,S：屏蔽系数；Z：原子序数。,多价离子半径,R：多价离子半径；n：玻恩指数；：离子的价数。,(7)离子半径,单价离子半径：,2.非极性分子晶体,(3)配位数：,(2)结合力：,通常取密堆积,配位数为12。,范德瓦尔斯-伦敦力。,具有饱和电结构的原子或分子+ 范德瓦尔斯-伦敦力。,(1
3、)结构：,(4)互作用势能：,式中,是仅与晶体结构有关的常数。,3.原子晶体、金属晶体和氢键晶体,结构：第族、第族、第族、第族元素都可以形成原子晶体。,结合力：,(1)原子晶体,结构：第族、第族及过渡元素晶体都是典型的金属晶体。,多采取配位数为12的密堆积，少数金属为体心立方结构，配位数为8。,(2)金属晶体,结合力：金属键。,结构：氢原子同时与两个负电性较大，而原子半径较小的原子(O、F、N等)结合，构成氢键。,氢键具有饱和性。,共价键,(3)氢键晶体,中性原子失去1个电子成为+1价离子时所需要的能量为第一电离能，从+1价离子再移去一个电子所需能量为第二电离能。,元素和化合物结合的规律,1.电离能：,中性原子获得电子成为-1价离子时所放出的能量。,负电性=0.18(电离能+亲和能),2.电子亲和能,3.负电性：,原子的负电性的大小表示原子得失电子能力的强弱。,IA 、IIA、 IIIB负电性低的元素对电子束缚较弱，价电子易于摆脱原子束缚成为共有化电子，因此在形成晶体时便采取典型的金属结合。,IVB、 VB具有较强的负电性，它们束缚电子的能力较强，适于形成共价结合。,周期表左端的元素负电性弱，易于失去电子；而右端的元素负电性强，易于获得电子，因此它们形成离子晶体。,
