1、金属键金属晶体中原子之间的化学作用力叫做金属键。金属键是一种遍布整个晶体的离域化学键。金属晶体是以金属键为基本作用力的晶体。电子气理论经典的金属键理论叫做“电子气理论”。它把金属键形象地描绘成从金属原子上“脱落”下来的大量自由电子形成可与气体相比拟的带负电的“电子气”，金属原子则“浸泡”在“电子气”的“海洋”之中。电子气理论定性地解释金属的性质：例如：金属具有延展性和可塑性；金属有良好的导电性；金属有良好的导热性；等等。电子气理论的缺点是定量关系差。,能带理论,导体存在电子部分填充的导带或存在相互交盖的满带和空带（Be,Mg)。,导带,满带和空带,半导体禁带较窄Eg3ev，光照或在外电场作用下
2、，满带上的电子很容易跃迁至空带，使满带产生少数空穴，空带有了少数电子，二者均未充满电子，故能导电。绝缘体只有满带和空带，且二者间的禁带宽度Eg5ev。,解释： 导电性导带中的电子向高能级跃迁 金属光泽价电子吸收光子后再放出光子 导热性电子传输热量 延展性、可塑性电子离域，一个地方的键破坏了，另一个地方又生成新键。,金属晶体的堆积模型把金属晶体看成是由直径相等的圆球状金属原子在三维空间堆积构建而成的模型叫做金属晶体的堆积模型。1、体心立方堆积体心立方堆积的晶胞。金属原子分别占据立方晶胞的顶点位置和体心位置。每个金属原子周围原子数(配位数)是8。,体心立方堆积,配位数为8，空间利用率68.02%,
3、Li,Na,K,Rb,Cs,Mo,W,Fe,2、六方最密堆积我们将第一层球称为A球，第二层球称为B球）。得到ABABAB的垛积（配位数为12）。这是两层为一个周期的垛积。,六方密堆积AB堆积，空间利用率74.05%，配位数为12,La,Mg,Co,Ti,Y,Zr,Hf,Cd等,3、立方面心最密堆积如果上述三维垛积取 ABCABCABCABC 三层为一周期的垛积方式（配位数为12），这种三层为一周期的最密堆积被称为面心立方最密堆积。,立方面心密堆积,ABC堆积，空间利用率74.05%，配位数为12,Sr,Ca,Pb,Ag,Au,AI,Cu,Ni,晶体(crystals)：具有整齐规则的几何外形，
4、各向异性，有固定熔点。 非晶体(non crystals) ：无整齐规则的几何外形，各向同性，没有固定熔点。,晶体与非晶体,单一的晶体多面体叫做单晶。有时两个体积大致相当的单晶按一定规则生长在一起，叫做双晶。许多单晶以不同取向连在一起，叫做晶簇。有的晶态物质（例如用于雕塑的大块“汉白玉”），看不到规则外形，是多晶，是许多肉眼看不到的小晶体的集合体。,晶体的特征,宏观：a. 自范性b. 各向异性c. 有确定的熔点微观：a. 平移对称性b. 晶面夹角不变定律,结点：晶体中的粒子（原子、分子、离子等）抽象为一个点，即为结点。 晶胞(unit cell)：能表现出晶体结构全部特征的最小单元（六面体）。
5、 晶格(lattice)：构成晶体的质点以一定的规则排列在空间的固定点上形成的格子。,晶体的几个基本概念,如何描述晶胞？晶胞参数,晶胞的大小与形状由晶胞参数a，b，c，表示。 a，b，c 为六面体边长。， 分别是bc ， ca , ab 所组成的夹角。,根据晶胞参数的不同，晶体可分为七大晶系（布拉维系）：立方晶系、四方晶系、正交晶系、三方晶系、单斜晶系、三斜晶系、六方晶系。,结点在六面体上的分布类型有四种。简单格子：只在八个顶角上有结点，P底心格子：除八个顶角上有结点外，上下两个平行面的中心各有一个结点，C体心格子：八个顶角和体心各有一个结点，I面心格子：八个顶角和六个面心上均有结点，F四种类
6、型用于七大晶系，可得到十四种晶格。,Simple or primitive cubic lattice,Body-centered cubic lattice,Face-centered cubic lattice,与晶胞有关的计算1.晶胞中质点数的计算 规则：晶胞内部质点为1，棱边上每个质点为1/4；晶胞面上的每个质点为1/2；顶角上的每个质点为1/8。,确定晶体类型的规则： 把晶胞中环境不同的质点分开看，观察它们各自的排列方式。CsCI:简单立方,CsCI,Cs+:1 CI-:81/8=1 Cs+:CI-=1:1,NaCI,NaCI:面心立方,Na+: 81/8+61/2=4 CI-: 1
7、+121/4=4 即一个NaCI晶胞中含4个NaCI分子。,2.配位数晶体中某一粒子周围最接近的粒子数 CsCI:8 NaCI:6,NaCI,例10：金的晶胞是面心立方，已知其原子半径是0.144nm,求晶胞边长。,解：设边长为a 2a2=（4r)2 a=0.4073nm,3.晶胞边长,晶胞边长为1,例11：已知KF晶体具有NaCI型结构，在20时，测出KF晶体密度为2.481gcm3,试计算KF晶胞的边长及在晶胞中相邻的K+和F-离子间的距离（已知K和F的相对原子量分别为39.10和19.00）。,解：一个晶胞中含4个KF分子,4.晶胞空隙的计算,例12：求简单立方晶胞中“空隙”所占的百分数
8、,解：设质点半径为r，晶胞总体积为（2r)3晶胞中的质点数为81/8=1质点体积（4/3）r3,例13.如图是闪锌矿型ZnS的晶体结构，请判断：闪锌矿型ZnS晶胞属于（ ）晶格，每个晶胞中含有（ ）个Zn2+离子。如果闪锌矿型ZnS晶胞的边长(a)是0.539nm,则正负离子间的距离(d)为（ ）nm。（山大2001年硕士研究生入学试题）,P135 立方面心；40.4330.539=0.233,分子晶体靠分子间力结合（有时可能含氢键）而成的晶体 类型:主要是一些共价型的非金属单质和化合物分子。如：稀有气体；大多数的非金属单质（H2、O2、X2、S8、P4等）；非金属间的化合物（HCI、CO2等
9、）；大多数有机化合物。,特点: 晶格上的质点分子 质点间作用力 分子间力（氢键） 配位数可高达12 晶体中存在独立的简单分子,性质: 熔点低，硬度小，易挥发，（分子间力弱），通常为电的不良导体，但一些强极性键的分子晶体（HCI）溶于水导电。,原子晶体 靠共价键结合的晶体 通常情况下是由“无限”数目的原子所组成的一类晶体，数量不多。 A：C Si Ge Sn等单质 A A A 彼此组成的某些化合物 金刚石、B、SiC、SiO2、BN、B4C、AIN,特点：晶格结点上的质点原子 质点间作用力共价键 配位数 一般为4 原子晶体中不存在独立分子,性质：熔沸点高，硬度大，一般溶剂中不溶， 是电的绝缘体或半导体。,混合型晶体,石墨晶体：具有原子晶体、金属晶体、分子晶体的特点。,
