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时间:2019-10-19
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1、第一节晶体结合能的普遍规律本节主要内容:2.1.1两个原子间的相互作用能2.1.3结合能与晶体几个常数的关系2.1.2晶体总的相互作用能§2.1晶体结合能的普遍规律晶体的结合能: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。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。2.1.1两个原子间的相互作用能1.原子间的相互作用力吸引力排斥力库仑引力库仑斥力泡利原理引起原子间的相互作用力r两原子间的距离;A、B、m、n>0,吸引能排斥能2.相互作用势能两原子间的相互作用力假设相距无穷远的两个自由原子间的相互作用能为零,相互作用
2、力为零。(a)互作用势能和原子间距的关系(b)互作用力和原子间距的关系斥力引力最大有效引力(r0平衡时原子间最近邻的距离。)r0(r=r0处相互作用能有最小值。)可知n>m,排斥作用是短程的。最大有效引力2.1.2晶体总的相互作用能则由N个原子组成的晶体的总的相互作用势能为:ij1234rij第i个原子与晶体中所有其它原子的相互作用势能为:设晶体中第i个原子与第j个原子之间的相互作用势能为u(rij),'因为晶体中原子数很多,因此晶体表面原子与晶体内部原子的差别可以忽略,上式近似为:'晶体体积的函数U(r)原子数目原子间距若取EN=0,则晶体的结合能:U(v)2.1.3结合能与晶体几
3、个常量的关系1.原胞体积r0v0v02.压缩系数和体积弹性模量(体积压缩模量)单位压强引起的体积的相对变化率。压缩系数:平衡时体积弹性模量:由热力学第一定律:体积弹性模量是压缩系数的倒数:
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