第二章晶体的结合精选PPT.ppt

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1、第二章 晶体的结合1第1页，本讲稿共71页3.结合能的单位结合能的单位 晶体结合能的大小取决于粒子种类、结构和温度。晶体结合能的大小取决于粒子种类、结构和温度。结合能的单位有：结合能的单位有：kJ/mol，kcal/mol，eV/atom。4.研究晶体结合能的意义研究晶体结合能的意义(1)计算晶格常数和体积弹性模量。计算晶格常数和体积弹性模量。因为晶体的结合能和因为晶体的结合能和晶体的晶格常数晶体的晶格常数a、体积弹性模量、体积弹性模量K有关，因此，可以通有关，因此，可以通过结合能求出晶体的晶格常数和体积弹性模量。过结合能求出晶体的晶格常数和体积弹性模量。(2)通过实验和理论的比较，检验理论的

2、正确性。通过实验和理论的比较，检验理论的正确性。(3)对实际研究提供正确的理论指导。对实际研究提供正确的理论指导。第2页，本讲稿共71页2.1 晶体的结合类型晶体的结合类型1.晶体的结合类型晶体的结合类型 根根据据晶晶体体结结合合键键的的类类型型，晶晶体体的的结结合合类类型型可可以以分分为为五五大大类类：离离子子晶晶体体(NaCl)、原原子子晶晶体体(金金刚刚石石)、金金属属晶晶体体(Cu、Al)、分子晶体分子晶体(Ar)和和氢键晶体氢键晶体(冰冰)。2.粒子间相互作用的特点粒子间相互作用的特点 晶晶体体的的结结合合力力的的类类型型是是多多种种多多样样的的，但但粒粒子子间间相相互互间间作作用用

3、的的关关系系是是相相同同的的(或或相相似似的的)。可可以以分分为为吸吸引引和和排排斥斥。远远距距离离(大大于于几几个个)吸吸引引为为主主；近近距距离离(小小于于平平均均粒粒子间距子间距)排斥排斥为主。为主。第3页，本讲稿共71页一、离子晶体一、离子晶体1.离子晶体的结合力离子晶体的结合力 静电库仑力静电库仑力库仑吸引力作用。库仑吸引力作用。排排斥斥力力靠靠近近到到一一定定程程度度，由由于于泡泡利利不不相相容容原原理理，两两个个离离子子的的闭闭合合壳壳层层电电子子云云的的交交迭迭产产生生强强大大的的排排斥斥力力，排斥力和吸引力相互平衡时，形成稳定的离子晶体。排斥力和吸引力相互平衡时，形成稳定的离

4、子晶体。I 族碱金属元素族碱金属元素 Li、Na、K、Rb、CsVII 族的卤素元素族的卤素元素 F、Cl、Br、I 结合为离子晶体结合为离子晶体 NaCl、CsCl 半导体材料半导体材料 CdS、ZnS第4页，本讲稿共71页2.离子晶体的结合类型离子晶体的结合类型(1)NaCl型型NaCl、KCl、AgBr、PbS、MgO 两套面心立两套面心立方套构而成。方套构而成。配位数为配位数为6。第5页，本讲稿共71页NaCl晶胞结构示意图晶胞结构示意图第6页，本讲稿共71页(2)CsCl型型两套简立方套构而成。配位数为两套简立方套构而成。配位数为8。第7页，本讲稿共71页CsCl晶胞、原胞示意图第8

5、页，本讲稿共71页(3)ZnS型型两套面心立方套构而成。配位数为两套面心立方套构而成。配位数为4。第9页，本讲稿共71页3.离子晶体的特点离子晶体的特点(1)构构成成晶晶体体的的基基本本单单元元是是离离子子；电电子子分分布布高高度度局局域域在在离离子实的附近，形成稳定的球对称性的电子壳层结构子实的附近，形成稳定的球对称性的电子壳层结构(2)晶体的结合力是靠正负离子间的静电库仑力；晶体的结合力是靠正负离子间的静电库仑力；(3)离子晶体是复式格子，配位数不超过离子晶体是复式格子，配位数不超过8；(4)结构稳定，结合能约为结构稳定，结合能约为800kJ/mol；(5)导导电电性性差差、熔熔点点高高、

6、硬硬度度高高、膨膨胀胀系系数数小小、容容易易沿沿解解理面劈裂；理面劈裂；(6)一般对可见光透明，在远红外区有一特征吸收峰。一般对可见光透明，在远红外区有一特征吸收峰。第10页，本讲稿共71页二、原子晶体二、原子晶体(共价键晶体共价键晶体)1.原子晶体的结合力原子晶体的结合力 相相邻邻的的原原子子各各出出一一个个(或或数数个个)电电子子，组组成成公公用用电电子子对对，从从而而在在最最外外层层形形成成公公用用的的封封闭闭电电子子壳壳层层。此此种种原原子子键合称为共价键。键合称为共价键。2.原子晶体的类型原子晶体的类型(1)族族元元素素。金金刚刚石石、硅硅、锗锗等等是是典典型型的的共共价价晶晶体体，

7、其结构为金刚石结构。配位数为其结构为金刚石结构。配位数为4。(2)InSb近似为原子晶体。近似为原子晶体。第11页，本讲稿共71页3.原子晶体的特点原子晶体的特点(1)原子结合力是共价键；原子结合力是共价键；(2)共共价价键键具具有有饱饱和和性性(取取决决于于原原子子未未配配对对电电子子数数)、方方向性向性(共价键的方向为未配对电子云密度最大的方向共价键的方向为未配对电子云密度最大的方向);(3)原子晶体为复式格子；原子晶体为复式格子；(4)结构稳定，结合能约为结构稳定，结合能约为800kJ/mol;(5)低低温温导导电电性性差差，为为绝绝缘缘体体或或半半导导体体，熔熔点点高高、硬硬度度高高;

8、(6)能透射红外线。能透射红外线。第12页，本讲稿共71页三、金属晶体三、金属晶体1.金属晶体的结合力金属晶体的结合力 原原子子实实和和公公有有化化的的电电子子云云(价价电电子子形形成成的的电电子子云云)之之间的静电力。间的静电力。2.金属晶体的类型金属晶体的类型 大大多多数数金金属属晶晶体体都都是是面面心心立立方方、六六角角密密积积结结构构。配配位数为位数为12；少数为体心立方结构，配位数为；少数为体心立方结构，配位数为8。fccCu,Ag,Au,Al;hcpMg,Zn,Be;bccLi,Na,K,Mo,W;scPo。第13页，本讲稿共71页第14页，本讲稿共71页3.金属晶体的特点金属晶体

9、的特点(1)采取密堆积的形式；采取密堆积的形式；(2)结结合合能能较较高高。约约为为200kJ/mol；(3)导导电电性性好好、热热导导率率高、密度大、延展性好；高、密度大、延展性好；(4)对对红红外外线线和和可可见见光光反反射射能能力力强强，不不透透明明，能透紫外线。能透紫外线。第15页，本讲稿共71页四、分子晶体四、分子晶体1.分子晶体的结合力分子晶体的结合力 分子晶体分为极性分子晶体和非极性分子晶体。分子晶体分为极性分子晶体和非极性分子晶体。非非极极性性分分子子晶晶体体是是靠靠范范德德瓦瓦尔尔斯斯伦伦敦敦力力结结合合的的。对对于于非非极极性性分分子子，由由于于瞬瞬时时的的正正、负负电电子

10、子的的中中心心不不重重合合，呈呈现现出出瞬瞬时时的的偶偶极极矩矩，使使其其它它原原子子间间产产生生感感应应偶偶极极矩矩，由此而产生伦敦力。由此而产生伦敦力。2.分子晶体的类型分子晶体的类型 一般采取密堆积的形式。一般采取密堆积的形式。fccNe,Ar,Kr,Xe；bccHe。第16页，本讲稿共71页3.分子晶体的特点分子晶体的特点(1)fcc结结构构；惰惰性性元元素素具具有有球球对对称称，结结合合时时排排列列最最紧紧密密以使势能最低；以使势能最低；(2)结合能较低，约为几结合能较低，约为几kJ/mol，结合力弱；，结合力弱；(3)熔点低、沸点低、绝缘体、硬度小、易压缩；熔点低、沸点低、绝缘体、

11、硬度小、易压缩；(4)能透射从红外到远紫外。能透射从红外到远紫外。晶体NeArKrXe熔点(K)2484117161第17页，本讲稿共71页五、氢键晶体五、氢键晶体1.氢键晶体的结合力氢键晶体的结合力 氢氢外外层层只只有有一一个个电电子子，但但电电离离能能较较高高(13.595eV)，不不容容易易电电离离形形成成离离子子，容容易易形形成成共共价价键键，形形成成共共价价键键后后，大大半半个个原原子子核核暴暴露露在在外外，可可能能再再与与其其它它负负电电性性较较高高的的原原子结合，形成氢键。子结合，形成氢键。2.氢键晶体的特点氢键晶体的特点(1)饱和性饱和性只能形成一个氢键；只能形成一个氢键；(2

12、)氢键较弱；氢键较弱；(3)结合能较低，约为结合能较低，约为20kJ/mol；(4)熔点低、沸点低、硬度小、导电性差。熔点低、沸点低、硬度小、导电性差。第18页，本讲稿共71页2.2 结合力的一般性质结合力的一般性质一、两个原子间的相互作用一、两个原子间的相互作用1.粒子间的相互作用粒子间的相互作用(1)吸引作用吸引作用 在在远远距距离离(几几个个)吸吸引引作作用用是是主主要要的的。吸吸引引作作用用是是由异性电荷之间的库仑引力引起的。由异性电荷之间的库仑引力引起的。(2)排斥作用排斥作用 在在近近距距离离(小小于于平平均均粒粒子子间间距距)是是主主要要的的。一一是是同同性性电荷之间的库仑力，二

13、是泡利原理所引起的排斥。电荷之间的库仑力，二是泡利原理所引起的排斥。(3)平衡状态平衡状态 在在某某一一适适当当的的距距离离，两两种种作作用用相相互互抵抵消消，使使晶晶格格处处于稳定状态。于稳定状态。第19页，本讲稿共71页2.两原子间的互作用势能两原子间的互作用势能u(r)和作用力和作用力f(r)作用力的特点：作用力的特点：(1)当当rr0，引力引力;(3)当当r=r0时时，引引力力作作用用和和斥斥力力作作用用相相等等，总总的的作作用用力力等等于于零零。即即 f(r0)=0第20页，本讲稿共71页3.r0和和rm的物理意义的物理意义(1)r0的物理意义的物理意义r=r0时时，原子间的势能最低

14、，结构最稳定，原子间的势能最低，结构最稳定，r0即为原子即为原子间的间的平衡间距平衡间距。(2)rm的物理意义的物理意义r=rm时时，原子间的引力最大，即结合力最大，也即对应原子间的引力最大，即结合力最大，也即对应于结合强度。于结合强度。第21页，本讲稿共71页4.两原子间互作用势能的一般表达式两原子间互作用势能的一般表达式其中：其中：A、B、m、n均为大于零的常数。均为大于零的常数。第22页，本讲稿共71页二、晶体的相互作用势能二、晶体的相互作用势能U(r)1.两个原子的相互作用势能两个原子的相互作用势能 u(rij)表表示示晶晶体体中中第第i个个原原子子与与第第j个个原原子子间间的的互互作

15、作用用势能。势能。2.N个原子组成的晶体的总的相互作用势能个原子组成的晶体的总的相互作用势能U(r)因为因为u(rij)和和u(rji)是同一个相互作用能，分别求了两是同一个相互作用能，分别求了两次，所以，晶体总的势能表达式中引入了次，所以，晶体总的势能表达式中引入了1/2。第23页，本讲稿共71页3.一个原子和其它一个原子和其它(N-1)个原子的相互作用势能个原子的相互作用势能 ui表表示示晶晶体体中中第第i个个原原子子与与其其它它(N-1)个个原原子子的的互互作作用势能。用势能。如果忽略表面原子与其它如果忽略表面原子与其它(N-1)个原子间的作用能和个原子间的作用能和内层原子与其它内层原子

16、与其它(N-1)原子作用能的差别，即：原子作用能的差别，即：4.晶体相互作用势能晶体相互作用势能U(r)第24页，本讲稿共71页三、晶格常数三、晶格常数a(或或原胞体积原胞体积v)、体积弹性模量、体积弹性模量K、抗张、抗张强度强度Pm和结合能的关系和结合能的关系1.结合能和相互作用势能的关系结合能和相互作用势能的关系 Eb=EN-E0EN：N个原子孤立个原子孤立(或自由或自由)时的总能量；时的总能量；E0：N个原子结合成晶体时的总能量个原子结合成晶体时的总能量E动动+U(r)。在绝对零度时，忽略系统的动能，在绝对零度时，忽略系统的动能，E动动=0，EN=0则有：则有：Eb=U(r)要要把把一一

17、个个晶晶体体分分开开成成孤孤立立的的粒粒子子，就就要要克克服服其其之之间的相互作用势能间的相互作用势能U。第25页，本讲稿共71页2.原胞体积原胞体积v和结合能的关系和结合能的关系N:晶体中原子晶体中原子(或原胞或原胞)数；数；V:晶体体积；晶体体积；U:晶体的相晶体的相互作用势能；互作用势能；v:每个原胞的平均体积；每个原胞的平均体积；u:每个原胞的平每个原胞的平均相互作用势能；均相互作用势能；U=Nu;V=Nv 设在压强设在压强P的作用下，晶体体积增加为的作用下，晶体体积增加为 V，总能量，总能量增加增加 U，则晶体对外做功为：，则晶体对外做功为：PV=-U第26页，本讲稿共71页理想的无

18、外力应当是：理想的无外力应当是：P=0。实际条件是：实际条件是：P=101325Pa=0.1MPa。一一般般金金属属的的强强度度为为5001000MPa，相相比比而而言言，0.1MPa可可以以忽忽略略不不计计，求求出出的的P=0.1MPa时时的的原原胞胞的的体体积即为积即为v0。因此，可以通过因此，可以通过u求出求出v0，通过，通过v0求出晶格常数求出晶格常数a。第27页，本讲稿共71页3.体积弹性模量体积弹性模量K和结合能的关系和结合能的关系第28页，本讲稿共71页4.抗张强度抗张强度Pmax和结合能的关系和结合能的关系 晶格所能容耐的晶格所能容耐的最大张力最大张力，称为，称为抗张强度抗张强

19、度。它相应。它相应于晶格中原胞间最大于晶格中原胞间最大(有效有效)引力。引力。第29页，本讲稿共71页2.3 非极性分子的结合能非极性分子的结合能一、非极性分子晶体的结合力分析一、非极性分子晶体的结合力分析1.结合力结合力 范范德德瓦瓦耳耳斯斯伦伦敦敦力力。根根据据波波尔尔兹兹曼曼统统计计规规律律，温温度度愈愈低低，分分子子处处于于相相互互吸吸引引的的几几率率愈愈大大。相相互互排排斥斥的的几几率愈小，于是分子便结合成晶体。率愈小，于是分子便结合成晶体。+图图a:两分子间有一引两分子间有一引力。势能最低。力。势能最低。图图b:两分子间有一斥两分子间有一斥力。势能最高。力。势能最高。第30页，本讲

20、稿共71页二、一维非极性分子结合能的计算二、一维非极性分子结合能的计算1.一维线性谐振子模型一维线性谐振子模型+一维线性谐振子模型第31页，本讲稿共71页(1)每个线性谐振子的能量每个线性谐振子的能量(2)系统能量系统能量 当当r 较大时，谐振之间无相互作用，系统的能量为：较大时，谐振之间无相互作用，系统的能量为：(3)谐振子的频率谐振子的频率第32页，本讲稿共71页2.当两个线性谐振子有相互作用时当两个线性谐振子有相互作用时+(1)相互作用能分量相互作用能分量第33页，本讲稿共71页(2)总的相互作用能总的相互作用能第34页，本讲稿共71页(3)化简相互作用能表达式化简相互作用能表达式第35

21、页，本讲稿共71页第36页，本讲稿共71页(4)系统总能量系统总能量 第37页，本讲稿共71页3.用正则坐标表示的系统总能量用正则坐标表示的系统总能量(2)把把x1、x2代入总能量表达式代入总能量表达式第38页，本讲稿共71页第39页，本讲稿共71页第40页，本讲稿共71页(3)两个振子的频率两个振子的频率 引入正则坐标后，两个有相互作用的振子可以看引入正则坐标后，两个有相互作用的振子可以看成是以不同的频率振动的独立振子。成是以不同的频率振动的独立振子。4.系统的零点振动能系统的零点振动能(1)振子的总能量振子的总能量第41页，本讲稿共71页5.结果分析结果分析第42页，本讲稿共71页三、三维

22、非极性分子晶体互作用势能的计算三、三维非极性分子晶体互作用势能的计算1.两个三维振子的互作用势能两个三维振子的互作用势能2.两个分子总互作用势能两个分子总互作用势能u(r)的计算的计算 斥力比较难计算，实验证明排斥能与斥力比较难计算，实验证明排斥能与r-12成正比。成正比。第43页，本讲稿共71页 1.2 1.4 1.6 1.8 2.00.60.50.40.30.20.1 0-0.1-0.2NeArKrXe(eV)0.0031 0.0104 0.0140 0.0200()2.743.403.653.98、实验数据实验数据第44页，本讲稿共71页3.势参数的物理意义势参数的物理意义(1)的物理意

23、义的物理意义(2)的物理意义的物理意义第45页，本讲稿共71页四、四、U(r)的计算及其和的计算及其和K的关系的关系1.U(r)计算计算 设设R为晶体中两原子间的最短距离，为晶体中两原子间的最短距离，r1j是是“1”号原号原子与第子与第 j 号原子的距离，则有：号原子的距离，则有：r1j=aj R;aj1第46页，本讲稿共71页scbccfccA68.40 12.2514.45A126.209.1112.13第47页，本讲稿共71页最近邻有十二个：最近邻有十二个：fccA614.45A1212.13次近邻有六个：次近邻有六个：再次近邻有再次近邻有12个：个：第48页，本讲稿共71页2.根据根据

24、U(r)计算晶格常数计算晶格常数 R是是晶晶体体中中两两原原子子间间的的最最短短距距离离，晶晶体体结结构构一一旦旦确确定定，R和和晶晶格格常常数数 a 的的关关系系也也就就确确定定，因因此此，只只要要求求出出R，就可以确定晶格常数，就可以确定晶格常数 a。例如：例如：sc结构：结构：R=a;bcc结构：fcc结构：金刚石结构：金刚石结构：234第49页，本讲稿共71页(1)平衡时的晶格常数平衡时的晶格常数R0(2)平衡时的相互作用势能平衡时的相互作用势能U(R0)第50页，本讲稿共71页3.根据根据U(r)计算体积弹性模量计算体积弹性模量(1)体弹性模量和体弹性模量和u的关系的关系(2)原胞体

25、积原胞体积v和最短距离和最短距离R的关系的关系第51页，本讲稿共71页(3)求两阶导数求两阶导数(4)平衡时两阶导数平衡时两阶导数 平衡时，平衡时，v=v0,R=R0，一阶导数等于零。，一阶导数等于零。第52页，本讲稿共71页注意：注意：u为每个原子的平均互作用势能。为每个原子的平均互作用势能。第53页，本讲稿共71页(5)体弹性模量体弹性模量K的计算的计算第54页，本讲稿共71页代入面心立方结构体弹性模量表达式可得：代入面心立方结构体弹性模量表达式可得：第55页，本讲稿共71页4.结论结论(面心立方结构面心立方结构)A12=12.13,A6=14.15第56页，本讲稿共71页5.理论计算和实

26、验结果比较理论计算和实验结果比较以以Ne晶体为例：晶体为例：第57页，本讲稿共71页2.4 离子晶体的结合能离子晶体的结合能一、离子晶体结合能的计算一、离子晶体结合能的计算1.两个离子间相互作用能的计算两个离子间相互作用能的计算(1)离子晶体的特点离子晶体的特点原原子子得得失失电电子子后后，电电子子壳壳层层稳稳定定，而而且且是是球球对对称称的的，可作刚球处理。可作刚球处理。某离子最近邻离子必为异号离子。复式格子。某离子最近邻离子必为异号离子。复式格子。由由族族组组成成的的离离子子晶晶体体结结合合稳稳定定，导导电电性性差差，熔熔点高，硬度高，膨胀系数小，结合能约为点高，硬度高，膨胀系数小，结合能

27、约为800kJ/mol。第58页，本讲稿共71页(2)相互作用能的组成相互作用能的组成离子间的离子间的库仑能库仑能和电子云间的和电子云间的排斥能排斥能。(3)库仑能库仑能(4)排斥能排斥能 波恩由量子力学给出了电子云间的排斥能为：波恩由量子力学给出了电子云间的排斥能为：(5)相互作用能的一般表达式相互作用能的一般表达式第59页，本讲稿共71页2.N个正负离子组成的晶体的结合能个正负离子组成的晶体的结合能U(r)第60页，本讲稿共71页 通过实验测得：通过实验测得：、R0、K。由。由K求出求出n，再求出，再求出B，最后即可求出结合能最后即可求出结合能U。1.B的计算的计算二、平衡时晶体结合能的计

28、算二、平衡时晶体结合能的计算第61页，本讲稿共71页2.n的计算的计算设粒子的平均体设粒子的平均体积为积为:v=R3。每。每个粒子的作用能个粒子的作用能:第62页，本讲稿共71页第63页，本讲稿共71页第64页，本讲稿共71页3.平衡时的结合能平衡时的结合能离子晶体NaClCsClZnS马德隆常数1.7481.7631.638第65页，本讲稿共71页2.6 原子晶体的结合原子晶体的结合一、原子晶体结合的物理本质一、原子晶体结合的物理本质1.自旋方向相同的氢自旋方向相同的氢原子的相互作用原子的相互作用如图如图曲线所示，自曲线所示，自旋方向相同的两个氢旋方向相同的两个氢原子在任何间距时总原子在任何

29、间距时总是排斥的，两个自旋是排斥的，两个自旋方向相同的氢原子不方向相同的氢原子不可能结合成分子。可能结合成分子。1 2 3 4 5 -1.4-1.6-1.8-2.0-2.2-2.4自旋方向相同自旋方向相反第66页，本讲稿共71页2.自旋方向相反的氢原子的相互作用自旋方向相反的氢原子的相互作用 如图如图曲线所示，相互作用和距离有关。曲线所示，相互作用和距离有关。原来不是满壳层的两个氢原子，彼此占据了对方的自旋原来不是满壳层的两个氢原子，彼此占据了对方的自旋方向相反的方向相反的1s电子以后，便都具有了类似氦的稳定的封电子以后，便都具有了类似氦的稳定的封闭壳层而结合成分子闭壳层而结合成分子氢分子形成

30、共价键的物理本质。氢分子形成共价键的物理本质。第67页，本讲稿共71页3.价键理论价键理论(电子配对理论电子配对理论)价键理论认为：原子中未成对的电子，可以和另一价键理论认为：原子中未成对的电子，可以和另一个原子中一个自旋相反的未成对的电子配对，配对的电个原子中一个自旋相反的未成对的电子配对，配对的电子即形成一个共价键。子即形成一个共价键。4.共价健的分类共价健的分类 共价单键、共价双键、共价三键、共价四键。共价单键、共价双键、共价三键、共价四键。二、共价健的特点二、共价健的特点1.饱和性饱和性 根据泡利不相容原理，当原子中的电子一旦配对后，根据泡利不相容原理，当原子中的电子一旦配对后，便不能

31、与第三各电子配对，因此，当一个原子与其它原便不能与第三各电子配对，因此，当一个原子与其它原子结合时，它所形成的共价键的数目，有一个最大值，子结合时，它所形成的共价键的数目，有一个最大值，该最大值取决于所含有的未配对的电子数。该最大值取决于所含有的未配对的电子数。第68页，本讲稿共71页2.方向性方向性(1)原子只在特定的方向上形成共价键，各个共价键之原子只在特定的方向上形成共价键，各个共价键之间有确定的相对取向。间有确定的相对取向。(2)根据共价键的量子理论，共价键的强弱取决于形成共根据共价键的量子理论，共价键的强弱取决于形成共价键的两个电子轨道相互交叠的程度价键的两个电子轨道相互交叠的程度

32、一个原子在价电一个原子在价电子波函数最大的方向上形成共价键。子波函数最大的方向上形成共价键。(3)共价键的实质是电子云的交迭，交迭越大，结合越强，共价键的实质是电子云的交迭，交迭越大，结合越强，能量越低。所以，共价键沿电子云密度最大的方向取向。能量越低。所以，共价键沿电子云密度最大的方向取向。第69页，本讲稿共71页3.轨道杂化理论轨道杂化理论 C的电子组态为：的电子组态为：1s2222p2 只有只有2个电子是未配对的。而在金刚石中每个个电子是未配对的。而在金刚石中每个C原子原子和和4个近邻个近邻C原子形成共价键。有四个共价键，原因为：原子形成共价键。有四个共价键，原因为：一个一个2s电子被激发到电子被激发到2p态，使得未配对的电子有四个。态，使得未配对的电子有四个。每个共价键中含有每个共价键中含有(1/4)s和和(3/4)p的成分，所以四个的成分，所以四个共价键是等价的。这一理论称为轨道杂化理论。共价键是等价的。这一理论称为轨道杂化理论。电电子子云云分分别别集集中中在在四四面面体体的的4个个顶顶角角方方向向上上，2个个2s和和2个个2p电电子子都都是是未未配配对对的的，在在四四面面体体顶顶角角方方向向上上形形成成4个共价键。两个键之间的夹角：个共价键。两个键之间的夹角：109028。第70页，本讲稿共71页第71页，本讲稿共71页