晶体为什么形成这么有序的结构？
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原子结合成晶体时，原子的外层电子要作重新
分布
不同分布产生了不同类型的结合
力
不同类型的结合力，导致了晶体结合
的不同类型。
+ = 原子
原子核+ 芯电子(稳定、满壳层)
价电子
原子外层的芯电子层对相互作用贡献不大，价电子的
相互作用
决定了原子间的相互作用后的性质。
同一种原子，不同的结合类型中具有不同的电子云分布，因此呈现出
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我们讲到：
原子外层的芯电子层对相互作用贡献不大，价电子相互
作用
决定了原子间相互作用的性质。
原来中性的原子能够结合成晶体，除了外界的压力和温度 等条件的作用外，主要取决于原子最外层电子的作用。没 有一种晶体结合类型，不是与原子的电性有关的。
下面我们来系统学习一下：18
各壳层容纳的电子数
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能量最低原理 “电子优先占据最低能态”
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原子捕获电子的能力(电性)
一、电离能
定义：使原子失去一个电子所需要的能量称为原子的电离能。 从原子中移去第一个电子所需要的能量为第一电离能，从正1 价离子中再移去一个电子所需要的能量为第二电离能。
Na + 5.14 eV Na+ + e
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电离能的大小可以用来度量原子对价电子的束缚强弱。 电离能越大，越难失去电子；电离能越小，越易失去电 子，金属性越强。 在一个周期内，从左到右，电离能不断增加。
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二、电子亲和能
定义：一个中性原子获得一个电子成为负离子所释放出的能 量称为电子亲和能，亲和过程不能看成是电离过程的逆过程。 电子亲和能越大，那么得到电子的能力越大。 电子亲和能一般随原子半径的减小而增大。因为原子半径小， 核电荷对电子的吸引力较强，对应较大的互作用势。
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•一个支壳层内电子可有(2l 1)2 种量子态
主量子数为 n的壳层可容纳的电子数为：
n1
Zn (2l 1) 2 2n2 l0
泡利原理是一个极其重要的自然规律是理解原子 结构和元素周期表的重要理论基础。
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由上式可知， 在n=1的K壳层上，最多能容纳两个电子， 以1s2表示。 在n=2的L壳层上，最多能容纳8个电子，其 中对于l=0的电子有两个，以 2s 2表示，而对 应l=1的电子有6个，以 2 p 6表示，以此类推， 下表为多电子原子中各个壳层中所能容纳的 电子数。
不同的原子半径和离子半径。
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自然界物质相互作用存在四种力：
万有引力、电磁力、强相互作用、弱相互作用
原子很小， 可以忽略
原子相互作用力
只存在基本粒子中
库仑吸引力(长程力)：库仑相互作用，大小正比于1/r2；
排斥力(短程力)：是由于泡利不相容原理造成强烈排斥。
平衡时，吸引力与排斥力相等。
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2.1 原子的电负性
例如：氧原子的电子组态为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。
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核外电子分布遵从泡利不相容原理、能量最低原理和洪特 规则。
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1、泡利不相容原理
一个原子内不可能有两个或两个以上的电 子有完全相同的状态；
Cl + e Cl- + 3.61 eV
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三、结合能
Na + Cl Na+Cl- + 7.9 eV
定义：孤立的中性原子结合释放的能量称为结合能，或者说 把晶体分解成一个个孤立的中性原子需要的能量。 结合能越大，原子结合越稳定，熔点越高。
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四、电负性
电离能和亲和能从不同角度表征了原子争夺电子的能力。如 何统一衡量原子得失电子的难易程度呢？为此，人们提出了 原子电负性的概念。 用电负性来度量原子吸引电子的能力。
或说 一个原子内不可能有四个量子数完全 相同的电子；
或说 不可能有两个或两个以上的电子处于 同一个量子态。
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2、各壳层可容纳的电子数
•同一个n组成一个主壳层（主量子数） 对应于n=1,2,3，...的各壳层 分别记作K,L,M,N,O,P...
•相同的n,l组成一个支壳层（角量子数） 对应于l=0,1,2,3,...的各支壳层 分别记作s,p,d,f,g,h...
哈密顿量中有5部分组成，前两项为电子的动能和 电子之间的相互作用能，三、四项为离子实动能 和相互作用能,第五项为电子与离子实之间的相互 作用能。这是一个非常复杂多体问题，不做简化 处理根本不可能求解。
预处理
绝热近似 —— 用一个均匀分布的负电荷产生的常量 势场来描述电子对离子运动的影响。将电子的运动和离 子的运动分开 。基于将离子、电子划分为两个子系统 而分别加以处理的理论简化方案，分别形成了晶格动力 学和固体电子论两大分支。
对一个双原子气体分子，其热运动包括平动(三个自由度)； 振动(一个自由度)；转动(二个自由度)；当气态分子凝固 成固态物质时，平动及转动消失，振动成为热运动的本质。
固体物质的振动强烈地影响着物质的比热、热导、热膨胀、 光反射等物理性质。
假定在晶体中有N个带正电荷Ze的离子实，相应 地有N×Z个价电子，那么该系统的哈密顿量为:
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电负性定义：
1、穆力肯(密里根Mulliken)定义:
电负性=0.18(电离能+亲和能)(eV)
0.18是为了使Li的电负性为1.0。
2、泡林(Pauling)定义:
E(A-B)=[E(A-A)*E(B-B)]1/2+96.5(xA-xB) 单位：kJ/mol
E是双原子分子的离解能。规定氟的电负性为4.0，那 么另一个原子的电负性即可求出。很多资料使用的电负 性都为泡林值。
第二章 晶体的结合
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在第一章节介绍晶体的微观结构中，为了便于 显示出晶体微观结构的内禀特征，将组成晶体的各 原子集团各用一个位置固定的几何点来代替构成 Bravais格子或将组成晶体的各个原子各用一个位置 固定的小球来代替构成晶格，这里显然忽略了原子 的运动。
实际上，物质是在不断运动的，量子力学告诉我们，即使 达到绝对零度，仍具有零点能的振动。
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（1）周期表从上到下，电负性减弱； （2）周期表越往下，一个周期内电负性的差别也越小。
电负性越大，得电子能力越强。反之，失电子能力越强，即金属性越好。 电负性相差越大，如：碱金属+卤族元素，易形成晶体。 因此，按电负性的相差大小，可以推断原子间的结合类型。