2021-2022学年高二物理竞赛课件：晶体的结合.pptx

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1、晶体的晶体的结合合晶体结合的基本类型晶体结合的基本类型一、离子晶体特征：特征：结合力结合力：离子键：离子键(正、负离子间的静电相互作用正、负离子间的静电相互作用)晶体结构晶体结构：不等径球尽可能紧密的堆积。：不等径球尽可能紧密的堆积。例：例：NaCl,CsClNaCl,CsClNaCl,CsClNaCl,CsCl晶体特征晶体特征：结构稳定、硬度高、熔点高、导电：结构稳定、硬度高、熔点高、导电性能差。性能差。共价晶体特征：特征：结合力结合力：共价键：共价键(填满原子的外电子壳层的方式填满原子的外电子壳层的方式之一之一)，相邻两个原子各出一个电子为两个原子，相邻两个原子各出一个电子为两个原子实共用

2、。实共用。晶体结构晶体结构：饱和性，方向性：饱和性，方向性原子能够形成共原子能够形成共价键的数目不会超过价键的数目不会超过4 4 4 4个，配位数低。个，配位数低。晶体特征晶体特征：高熔点、硬度：高熔点、硬度/脆，导电性弱。脆，导电性弱。金属晶体特征：特征：结合力结合力：原子实和价电子云间的静电库仑力。：原子实和价电子云间的静电库仑力。(无饱和性和方向性无饱和性和方向性)晶体结构晶体结构：(每个金属原子的电子云分布基本上每个金属原子的电子云分布基本上是球对称的是球对称的)同一种金属原子同一种金属原子等径圆球堆积等径圆球堆积密堆积密堆积 面心立方，六角密堆，体心立方面心立方，六角密堆，体心立方晶

3、体特征晶体特征：稳定，密度大，硬度高，熔点高，：稳定，密度大，硬度高，熔点高，导电，传热，延展性。导电，传热，延展性。分子晶体特征：结合力：范德瓦尔斯力，结构单元瞬时偶极矩的相互作用。晶体结构：最密排方式。特征：熔点低，硬度小。特征特征：弱键弱键，解释某些，解释某些“精细精细”的结合特性时起重要作用。的结合特性时起重要作用。结合力结合力：氢键：氢键(氢原子同时和其它两个原子键合形成氢原子同时和其它两个原子键合形成)键的特点来源于氢原子的特性：键的特点来源于氢原子的特性：价电子电离能高价电子电离能高(13.6eV)(Na(13.6eV)(Na原子原子5.14eV)5.14eV)。只有一个价电子，

4、形成一个共价键，不能构成典型的共价晶体。只有一个价电子，形成一个共价键，不能构成典型的共价晶体。离子实很小。离子实很小。氢键晶体氢键晶体氢原子的价电子与其它原子形成共价键后，电氢原子的价电子与其它原子形成共价键后，电子云分布靠近共价键一边，另一边氢原子核暴子云分布靠近共价键一边，另一边氢原子核暴露在外，可以通过库仑力作用与另一个电负性露在外，可以通过库仑力作用与另一个电负性较大的原子相结合。较大的原子相结合。电离能电离能：使原子失去一个电子所必需的能量。：使原子失去一个电子所必需的能量。中性原子中性原子(e e e e)正离子正离子亲和能亲和能：一个原子获得一个电子成为负离子所：一个原子获得一

5、个电子成为负离子所放出的能量。放出的能量。中性原子中性原子 +(+(+(+(e e e e)负离子负离子原子的电负性负电性综合了电离能和亲和能，是反映原子负电性综合了电离能和亲和能，是反映原子得失电子能力得失电子能力的物理的物理量。量。定义：定义：负电性负电性=0.18=0.18=0.18=0.18(电离能电离能+亲和能亲和能)(eV)(eV)(eV)(eV)不同原子的负电性相对大小的变化趋势：不同原子的负电性相对大小的变化趋势：（1 1 1 1）同一周期内，负电性从左到右逐渐增强；）同一周期内，负电性从左到右逐渐增强；（2 2 2 2）同一族内，负电性由上至下逐渐减弱；）同一族内，负电性由上

6、至下逐渐减弱；（3 3 3 3）周期表中越往下，同一周期内元素的负电性差异越小。）周期表中越往下，同一周期内元素的负电性差异越小。原子的电负性元素和化合物晶体元素和化合物晶体结结合的合的规规律律纳米微粒纳纳米材料的特性：米材料的特性：(1)(1)小尺寸效小尺寸效应应：纳纳米尺寸的米尺寸的颗颗粒与粒与块块材料具有很多不同的性材料具有很多不同的性质质。(2)(2)表面与界面效表面与界面效应应：纳纳米材料中米材料中处处于表面的原子比例很大，有大量于表面的原子比例很大，有大量悬悬挂挂键键，大大增大大增强强了了纳纳米微粒的活性，很容易与其他原子米微粒的活性，很容易与其他原子结结合。合。(3)(3)量子尺寸效量子尺寸效应应：当微粒的尺寸减小到：当微粒的尺寸减小到纳纳米量米量级级，纳纳米微粒和米微粒和纳纳米固体的光米固体的光学性学性质质、电电学性学性质质等均与由尺寸决定的量子性等均与由尺寸决定的量子性质质有关。有关。(4)(4)库仑库仑阻塞效阻塞效应应：当：当纳纳米米颗颗粒足粒足够够小小时时，一个，一个纳纳米米颗颗粒就只能容粒就只能容纳纳一个一个电电子，子，一个一个纳纳米米颗颗粒被一个粒被一个电电子占子占领领，就阻塞了其他，就阻塞了其他电电子的子的进进入，即入，即库仑库仑阻塞效阻塞效应应。