原子的电负性及晶体的结合类型

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1、第二章晶体的结合2.1原子的电负性（1）原子的电子分布（2）电离能（3）电子亲和能（4）电负性2.2晶体的结合类型（1）共价结合（2）离子结合（3）金属结合（4）分子结合（5）氢键结合本节内容:（1）原子的电子分布氧的电子组态为1s22s22p4原子的电子组态，通常用字母s、p、d来表征角量子数l=0、1、2、3……,字母的左边的数字是轨道主量子数，右上标表示该轨道的电子数目。泡利不相容原理洪特定则包括自旋在内，不可能存在量子态全同的两个电子电子依能量从低到高依次进入轨道并先单一自旋平行地占据尽可能多的等价轨道。（2）电离能中性原子失去1个电子成为+1价离子时所需要的能量为第一

2、电离能，从+1价离子再移去一个电子所需的能量为第二电离能。电离能越大，原子对价电子的束缚能力越强。电离能4.3396.1116.007.889.879.75011.8413.996元素NaMgAlSiPSClAr电离能5.1387.6445.9848.14910.5510.35713.0115.755元素KCaGaGeAsSeBrkr电离能(单位:eV)小大（3）电子亲和能中性原子获得电子成为-1价离子时所放出的能量。B为电子亲合能。亲和过程不能看成是电离过程的逆过程元素HHeLiBeBCNOFNe理论值72.766-2159.824029113-58120312-315-29

3、实验值72.9＜059.8＜0231220±20141322＜0元素NaMgAlSiPSClArKCa理论值52-2304813475205343-3545-156实验值52.9＜04412074200.4348.7＜048.4＜0电子亲和能可以用来表示原子对价电子的束缚强弱。（4）电负性（用来表示原子得失电子能力的物理量）Mulliken（穆力肯）：原子的电负性=0.18(电离能+亲和能)Pauling提出计算办法：IAIIAIIIBIVBVBVIBVIIBLi1.0Na0.9K0.8Be1.5Mg1.2Ca1.0B2.0Al1.5Ga1.5C2.5Si1.8Ge1.8N3.

4、0P2.1As2.0O3.5S2.5Se2.4F4.0Cl3.0Br2.8电负性(1)周期表由上到下，电负性逐渐弱；(2)周期表越往下，一个周期内电负性的差别也越小。对比下表各个周期,可看出以下几个规律：(3)IA、IIA、IIIB电负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。(4)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。(5)周期表左端的元素负电性弱，易于失去电子；而右端的元素电负性强，易于获得电子，因此它们形成离子晶体。总结：原子的电负性电负性：是衡量原子得失电子难易的物理量.定义式

5、为：电离势：一个原子失去一个最外层电子所需的能量.电子亲和势：一个中性原子获得一个电子成为负离子所放出的能量.电负性可用来定性判断形成晶体所采取的结合类型：1.当2个成键原子的电负性差值较大时，晶体结合往往采取离子键，由周期表的最左端与最右端的元素结合成晶体，主要是离子键.2.1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.2.2电负性差值小的原子之间成键主要是共价键，像元素周期表中的相邻元素之间形成的主要是共价键，但是也有一定的离子键成分，价电子不仅为两个原子共享，而且还偏向电负性较大的原子一边.电负性＝0.18（原子电离能＋电子亲和势）§2.2晶体的结合

6、类型由电负性较大的同种原子结合成晶体时，最外层的电子都不会脱离原来的原子，称这类晶体为原子晶体。两个原子接近时,只有自旋方向相反的单电子可以相互配对(两原子轨道重叠),使电子云密集于两核间,系统能量降低,形成稳定的共价键。联结两个原子的一对电子称为配对电子，电子配对的方式称为共价键。如C,Si,Ge（1）共价结合（原子晶体和分子晶体）共价键的饱和性当一个原子与其它原子结合时，能够形成共价键的数目有一个最大值，这个最大值决定于它所含的未配对的电子数，这个特性称为共价键的饱和性。如原子满壳层电子数为8，若原子的价电子数N小于满壳层电子数的一半，即N＜4，则该原子最多可形成N个共价键

7、。如果原子的价电子数N≥4，则最多可形成（8-N）个共价键。常称此为8-N规则。共价键的方向性两个原子在以共价键结合时，必定选取尽可能使其电子云密度为最大的方位，电子云交迭得越厉害，共价键越稳固。这就是共价键具有方向性的物理本质。共价结合使两个原子核间出现一个电子云密集区，降低了两核间的正电排斥，使得体系的势能降低，形成稳定的结构。共价晶体的硬度高，熔点高，热膨胀系数小，导电性差。一种容易失去电子的元素和一种容易俘获电子的元素结合在一起，其中一个变成正离子，另一个变成负离子，最终形成离子晶体