《晶体的结》PPT课件

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1、3.4共价结合与共价晶体两个同样的原子（譬如氢原子）为什么会结合成分子？1926年量子力学建立以前没人明白这是怎么回事。1927年海特勒和伦敦首次用量子力学解释了氢分子存在的原因。将两个氢原子结合在一起的力是共价键，它是因两个原子共享它们的价电子而形成的。按照量子力学，在一定的量子态（成键态）中这种“共有”的价电子有较大的概率处在两原子核连线的中垂面附近，在那里形成密度较大的电子云。电子云是带负电的，把两边带正电的原子核拉在一起。这便是形成共价键大致的物理图象。虽然共价键的本质仍是静电力，但没有量子力学是说不清楚的。图3.5（C）2.共价键形成的原理

2、　　①电子配对原理　　②能量最低原理　　③原子轨道最大重叠原理不仅相同原子之间有共价键，在不同原子之间也会形成共价键。除了正、负电性很强的原子靠离子键结合外，原子结合成分子最普遍的形式是通过共价键。3.4.2共价键的饱和性和方向性头碰头肩并肩Φ（X、Y、Z），直角坐标Φ（r，θ，Φ），球坐标R，径向；θ，Φ角度R（r）·Y（θ，Φ）分离变量特点：ⅰ正负与位相无关，只是计算结果,表示Y（θ，Φ）的正负。ⅱ形状与n无关。ⅲ径向部分图示原子轨道径向部分图，就是R（r）随半径r变化图形反映波函数ψ距核远近。波函数的径向部分和角度部分共价键的饱和性N

3、<4N>4或N=4甲烷CH4sp3杂化3.4.3共价晶体的结构配位数等于原子的共价键数典型Ⅳ族元素C,Si,Ge形成的共价晶体结构特殊ANB8-N常见的原子晶体某些非金属单质：金刚石（C）、晶体硅(Si)、晶体硼（B）、晶体锗(Ge)等某些非金属化合物：碳化硅（SiC）晶体、氮化硼（BN）晶体某些氧化物：二氧化硅（SiO２）晶体3.4.4极性键及非极性键3.4.5共价晶体的内聚能3.5金属结合及金属晶体3.5.1金属结合价电子组成“电子云”Ⅰ族、Ⅱ族及过渡元素都是典型的金属晶体（Na，Mg）结合力主要是：原子实和电子云之间的静电库仑力光泽表面要求原子排

4、列最紧密。这样势能最低，结合最稳定。大多fcc与hcp结构，配位数12良好延展性金属晶体结构金属的内聚能与共价晶体的内聚能属于同一量级，比共价晶体内聚能小，体积弹性模量也要比共价晶体小些。3.6氢键结合与氢键晶体氢键：氢原子可以同时和两个负电性很大，而原子半径较小的原子（O,F,N）相结合。第一电离能特别大13.6eV>>同族Li，Na，K(5.4eV)∴难形成离子键1个外层电子与其它原子共价键→氢核暴露→通过库仑力与其他负电性较大的原子相结合→有饱和性．3.6.1氢键结合它比化学键弱而比范德华力强，其键能约在10~40kJ·mol-1。氢键的基本特征

5、是一种存在于分子之间也存在于分子内部的作用力。氢键的形成条件H原子与吸引电子能力强的原子相连几近“裸露”的H原子由与另一分子中吸引电子能力强的原子形成相互作用3.6.2氢键晶体---冰乙酸（CH3COOH）的沸点（118℃）比正庚烷（C7H14）的沸点高（98℃）而比正辛烷(C8H16)的沸点（125℃）低，但乙酸的相对分子质量（M=60）却比庚烷（M=100）或正辛烷（M=114）低，这是为什么？氢键对物质性质的影响对物质的溶解性的影响对物质的熔沸点的影响丙烷的相对分子质量与乙醇相近，为什么在常温下，丙烷是气体，而乙醇是液体？为什么乙醇可与水互溶，

6、但在汽油中溶解度较小？解释含有—OH的有机物在水中的溶解性的基本规律。DNA的基本组成单位是腺嘌呤脱氧核酸(A)、鸟嘌呤脱氧核酸(G)、胞嘧啶脱氧核酸(C)、胸腺嘧啶脱氧核酸(T)3.7同分异构体特殊的碳可产生乙炔石墨金刚石返回3.7.2C60分子及其固体C601985英国克罗托美国柯尔斯莫利每个C原子进行sp2杂化然后形成3个σ键另一个价电子和近邻的C形成π键3.7.3C60及A3C60固体碳纳米管CNT其独特的结构是理想的一维模型材料；巨大的长径比使其有望用作坚韧的碳纤维，其强度为钢的100倍，重量则只有钢的1/6；同时它还有望用作为分子导线，纳米

7、半导体材料，催化剂载体，分子吸收剂和近场发射材料等。科学家们预测碳纳米管将成为21世纪最有前途的一维纳米材料，纳米电子器件材料和新一代平板显示材料。石墨层状结构层内：六边形碳原子以共价键结合平面网状结构层间：分子间作用力熔点高容易滑动，硬度小能导电过渡型晶体或混合型晶体石墨既有分子晶体的性质，又有共价晶体，金属晶体的性质，是典型的混合型晶体。