固體物理-第二章-晶體的結(jié)合(編輯修改稿)
2024-09-01 04:16 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 總互作用勢能和系統(tǒng)的總動能，題中三者的范圍和概念均不一致，所以說原命題不正確。12. 是否有與庫侖力無關(guān)的晶體結(jié)合類型?答:共價結(jié)合中, 電子雖然不能脫離電負(fù)性大的原子, 但靠近的兩個電負(fù)性大的原子可以各出一個電子, 形成電子共享的形式, 即這一對電子的主要活動范圍處于兩個原子之間,通過庫侖力, 把兩個原子連接起來. 離子晶體中, 正離子與負(fù)離子的吸引力就是庫侖力。金屬結(jié)合中,原子實(shí)依靠原子實(shí)與電子云間的庫侖力緊緊地吸引著。分子結(jié)合中, 是電偶極矩把原本分離的原子結(jié)合成了晶體。電偶極矩的作用力實(shí)際就是庫侖力。氫鍵結(jié)合中，氫先與電負(fù)性大的原子形成共價結(jié)合后，氫核與負(fù)電中心不在重合, 迫使它通過庫侖力再與另一個電負(fù)性大的原子結(jié)合。可見,所有晶體結(jié)合類型都與庫侖力有關(guān)。13. 何理解庫侖力是原子結(jié)合的動力?答：晶體結(jié)合中, 原子間的排斥力是短程力, 在原子吸引靠近的過程中, 把原本分離的原子拉近的動力只能是長程力, 這個長程吸引力就是庫侖力. 所以, 庫侖力是原子結(jié)合的動力。14. 原子間的排斥作用取決于什么原因?答：相鄰的原子靠得很近, 以至于它們內(nèi)層閉合殼層的電子云發(fā)生重疊時, 相鄰的原子間便產(chǎn)生巨大排斥力. 也就是說, 原子間的排斥作用來自相鄰原子內(nèi)層閉合殼層電子云的重疊。15. 根據(jù)結(jié)合力的不同，晶體可分為哪幾種不同類型，并簡述它們的基本特點(diǎn)。答：根據(jù)晶體中原子間相互作用的性質(zhì)，晶體可分為五種基本結(jié)合類型：（1）離子晶體。它是由正負(fù)離子，靠靜電相互作用結(jié)合而成。在晶體中，異性離子靠庫侖吸引作用，同性離子互相排斥，正負(fù)離子相間排列，在相互作用達(dá)到平衡時，構(gòu)成穩(wěn)定的晶體。這種晶體結(jié)合力較強(qiáng)，配位數(shù)高，硬度大，熔點(diǎn)高，在高溫下靠離子導(dǎo)電。（2）共價晶體，靠共價鍵結(jié)合，有飽和性和方向性。共價鍵的強(qiáng)弱，決定于電子云的重疊程度，在電子云密度最大方向成鍵。這種晶體硬度大，熔點(diǎn)高，多是絕緣體或半導(dǎo)體。（3）金屬晶體。它是靠離子實(shí)與自由電子之間以及離子與離子之間，電子與電子之間的相互作用達(dá)到平衡構(gòu)成穩(wěn)定的晶體，即靠金屬鍵結(jié)合。導(dǎo)電性好，熔點(diǎn)高，致密度高。（4）分子晶體。晶體中的原子或分子之間靠范德瓦耳斯鍵結(jié)合。這種力的特點(diǎn)是原子或分子之間靠電矩間相互作用的平均效果。這種鍵無飽和性和方向性。所以分子晶體熔點(diǎn)很低，硬度也較小。（5）氫鍵晶體，靠氫鍵結(jié)合。由于氫原子只帶一個電子，所以當(dāng)這個電子與另一個原子的電子形成電子對后，氫核就裸露出來，可以與負(fù)電性較強(qiáng)的原子相互作用，一般認(rèn)為是氫鍵有方向性的較強(qiáng)的范德瓦耳斯鍵。？答：金屬原子結(jié)合成晶體時，每個原子的價電子將為所有的原子實(shí)所共有，金屬鍵通過共有化的價電子和原子實(shí)間的靜電相互作用形成，因此金屬鍵無確定的方向性，對晶體結(jié)構(gòu)無特殊要求。金屬結(jié)合中, 受到最小能量原理的約束, 要求原子實(shí)與共有電子電子云間的庫侖能要盡可能的低(絕對值盡可能的大)。 原子實(shí)越緊湊, 原子實(shí)與共有電子電子云靠得就越緊密, 庫侖能就越低。即，當(dāng)按密堆積規(guī)則排列時，可使相互作用能盡可能低，結(jié)合最穩(wěn)定。
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