《固体物理学》房晓勇主编教材课件-第二章 晶体的结合和弹性

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1、第海大纳道百致川远海南大学第2.1原子的电负性一、原子的电子壳层结构(atomicshellstructure)海原子内带正电的密实部分集中于一个很小的核，带负电大纳的电子分布于核外，中性原子的核外电子数等于原子序数道Z。Z个电子在核外分布:百致原子内的电子可处于各种可能的定态，电子的运动状态由川n、l、ml、ms4个量子数描述。远海南大学第n:主量子数,总能量的主要部分，描述轨道的大小主量子数取正整数1、2、3、4、5…；分别用大写字母K、L、M、N、O、P…等表示。海大l:角量子数，代表轨道的形状和轨道的角动量

2、；纳可取0、1、2、…n－1，共n个值，分别用s、p、d、f、道百g、h…表示。致川ml:轨道量子数可取－l、－l＋1、…、l，共2l＋1个远值，代表轨道有空间可能的取向。ms:自旋方向磁量子数ms=+1/2，-1/2。电子自旋量子数S=½，对所有电子均相同。海南大学第原子核外电子的排布遵从两条规律：①泡利不相容原理。原子内不可能有两个或两个以上的电子具有完全相同的四个量子数。由此可确定原子内每个支壳海层可容纳的电子数为2l＋1个，每个壳层可容纳的电子数为大纳2n2个，对于第1、2、3、4等壳层可容纳的电子数分别为

3、道百2、8、18、32、50。致②能量最低原理。电子尽可能先填充能量较低的状态，各川状态能量高低的顺序可由经验规律n＋0.7l值的大小加以判远断。由此可以确定随着原子序数增大，核外电子填充支壳层的顺序是：1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s5f…电子的壳层排布与元素周期表一致。海南大学第费密子与玻色子海大纳•凡是自旋为1/2或其它半整数的粒子都遵循泡利原理，这类道粒子称为费密子，例如电子、质子和中子都是费密子。还有百一些粒子的自旋为整数，则不受泡利原理的约束，这一类粒致川子称为玻色子，例

4、如光子、介子等。远海南大学第二、电离能与电子亲和能1.电离能气态原子失去一个电子成为一价气态正离子所需的最海大低能量，称为原子的第一电离能（I1）。纳衡量一个原子(或离子)丢失电子的难易程度。道百+−A(g)→A(g)+e(g)ΔH=I致1川+2+−远A(g)→A(g)+e(g)ΔH=I2影响电离能大小的因素①n相同，Z*增大，则l增大；②原子半径r增大，则l减小③电子层结构（价电子构型），稳定8电子结构l大海南大学第海大纳道百致川远海南大学第(1)稀有气体的I总是处于极大值(完满电子层)，碱金属的I处11于极小值

5、(原子实外仅一个电子)，易形成一价正离子。(2)除过渡金属外，同一周期元素的I基本随Z增加而增大(半1径减小)；同一族中随Z增加I减小。海1大(3)过渡金属的I不规则地随Z增加，同一周期中，最外层ns2纳1相同，核电荷加一，(n－1)d轨道加一电子，所加电子大部分道百在ns以内，有效核电荷增加不多，易失去最外层的s电子。致川(4)同一周期中，I有些曲折变化，如，Be,N,Ne都较相邻两元1远素为高，这是因为，Be(2s2,全满)，比Li的I高，B失去一个电1子后为2s22p0(s全满,p全空)，I反而比Be低；N为

6、2s22p3，I11高；O失去1个电子变为2s22p3，I比N小；Ne为2s22p6。1(5)I总是大于I，峰值向Z+1移动；碱金属的I极大；碱土金212属的I极小。2海南大学第2.电子亲和能气态原子获得一个电子成为一价负离子所放出的能量海称为电子亲和能(负值)。大纳Y值随原子半径减小而增大，但电子间的排斥力相应道百增大，所以同一周期和同一族内元素的Y值都没有单调变致川化的规律.远−−A(g)+e(g)=A(g)−ΔH=Y海南大学第电子亲和能变化与电离能变化规律基本一致海大纳道百致川远一般，非金属元素E的较大，示得

7、电子倾向强；1非金属元素I的较大，示难失电子；1海南大学第一般元素的第一电子亲和能<0，即放热，少数例外；所有元素的第二电子亲和能>0，即吸热，O(g)+e-→O-(g)E=-140.0kJ.mol-1海例如：1大纳O-(g)+e-→O2-(g)E=844.2kJ.mol-12道百？常见的氧化物和硫化物都是以-2价存在的，为什么？致川水合能弥补了吸热的电子亲合能的需要远？为什么第一电子亲合能最大的是Cl，不是F？F原子半径小，排斥力较大。海南大学第三、原子的电负性电负性：是衡量原子得失电子难易的物理量.穆力肯（Mu

8、lliken）定义原子的电负性为：海电负性χ＝0.18（原子电离能I＋电子亲和能E）大纳道百致川远海南大学第海大电负性可用来定性判断形成晶体所采取的结合类型：纳道1.当2个成键原子的电负性差值较大时，晶体结合往往采取百离子键，由周期表的最左端与最右端的元素结合成晶体，致川主要是离子键.远2.同种原子之间的成键，主要是共价键或金属键，因为原子的电负性一样大.3