工化第六章物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)

工化第六章物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)第一頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日教學(xué)內(nèi)容6.1原子結(jié)構(gòu)的近代理論6.2多電子原子結(jié)構(gòu)和元素周期系6.3化學(xué)鍵\晶體結(jié)構(gòu)6.4分子間作用力與表面張力第二頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日教學(xué)學(xué)時：6學(xué)時教學(xué)要求:(1)原子的核外電子運(yùn)動規(guī)律—四個量子數(shù)及核外電子的排布規(guī)律.(2)原子之間結(jié)合的化學(xué)鍵—共價鍵理論.(3)分子的空間結(jié)構(gòu)—雜化軌道理論.(4)分子間的相互作用力—范德華力和氫鍵.第三頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日6.1原子結(jié)構(gòu)的近代理論6.1.1氫原子光譜與玻爾理論

6.1.2微觀粒子運(yùn)動的波粒二象性和統(tǒng)計(jì)規(guī)律

6.1.3薛定諤方程式和波函數(shù)

6.1.4電子云

第四頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日6.1.1氫原子光譜與玻爾理論原子光譜產(chǎn)生：任何原子受帶電粒子的撞擊時都會發(fā)出特定波長的明線光譜.每一元素都有自已特定的線狀光譜,發(fā)出特定顏色的光.用于定性或定量分析元素.氫原子光譜:在可見光區(qū)（4000nm-7000nm）有四條比較明顯的譜線，其波長分別是410.2nm、434.1nm、486.1nm、656.5nm。第五頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日氫在電場激發(fā)下發(fā)光第六頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日玻爾理論要點(diǎn)1.電子在核外只能沿著特定的軌道繞核運(yùn)動,電子在該軌道上運(yùn)動處于穩(wěn)定態(tài),既不吸收能量也不放出能量;2.電子在不同軌道上運(yùn)動,具有不同的能量,電子運(yùn)動處于的能量狀態(tài)稱為能級.電子能量能級是量子化的不連續(xù)的.E=-2.18×10-18/n2Jn—主量子數(shù).只能取1\2\3---等正整數(shù).n=1是基態(tài),能量最低.n=2\3--激發(fā)態(tài)(H原子).第七頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日3.只有當(dāng)電子從一個軌道(能級)躍遷到另一軌道(能級)時才會放出或吸收能量.能量以光輻射的形式出現(xiàn)，其頻率由兩個軌道的能級差值決定：

△E=E2-E1=hυ=hc/λ第八頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日玻爾理論的局限成功處:玻爾將普朗克的量子論用于含核原子模型,根據(jù)輻射的不連續(xù)性和氫原子光譜有間隔的特性,大膽提出了原子能級和主量子數(shù)的概念,較好解釋了單電子氫原子光譜四條譜線.局限:電子是微觀粒子,他把電子的運(yùn)動局限在宏觀的固定軌道上的繞核旋轉(zhuǎn);對能級的描述很粗略,不能解釋氫光譜的精細(xì)結(jié)構(gòu)(強(qiáng)電場下為二條譜線)和多電子原子光譜.第九頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日6.1.2微觀粒子的波粒二象性光具有波粒二象性—粒子性和波動性.1924年德布羅依大膽提出電子\原子\分子等實(shí)物微粒也具有波粒二象性.λ=h/mvλ—波長;m---微觀粒子質(zhì)量;v–運(yùn)動速率.這種實(shí)物粒子具有的波稱為物質(zhì)波,或德布羅依波.第十頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日粒子的德布羅依波長粒子質(zhì)量(g)

速度(cm/s)

λ(cm)近似直徑(cm)

波動性電子9×10－28

108

7×10-8

較明顯1010

7×10-10

氫原子1.6×10－24

105

4×10-8

不明顯108

4×10-11

槍彈~10105

6×10-33<1基本沒有電子波長正好落在了X光波的波長范圍(10-12—10-8米）。第十一頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日1927年電子衍射實(shí)驗(yàn)證實(shí)了微觀粒子電子的波動性.第十二頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日不同于宏觀粒子的微觀粒子沒有固定的運(yùn)動軌道.具有量子化和波粒二象性的電子，不可能同時準(zhǔn)確測定電子在某時刻的位置和速率(動量)—海森堡測不準(zhǔn)原理.說明玻爾模型是不存在.微觀粒子的波動性具有統(tǒng)計(jì)規(guī)律,衍射強(qiáng)度大小即表示波的強(qiáng)度大小,也是電子出現(xiàn)概率的大小,物質(zhì)波又稱概率波。只能應(yīng)用量子力學(xué)研究核外電子運(yùn)動規(guī)律量子力學(xué)對微觀粒子運(yùn)動規(guī)律的描述第十三頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日6.1.3薛定鍔方程和波函數(shù)1927年，奧地利科學(xué)家學(xué)薛定諤根據(jù)光學(xué)和量子力學(xué)理論,建立了描述核外電子運(yùn)動規(guī)律的波動方程.——薛定鍔方程用波函數(shù)(Ψ)

描述核外穩(wěn)定態(tài)電子的運(yùn)動狀態(tài)。它是三維空間坐標(biāo)(x,y,z)的數(shù)學(xué)函數(shù)式。第十四頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日其中：E—電子總能量;V—是原子核對電子的吸引能(勢能);m是電子的質(zhì)量.求解薛定鍔方程式得到ψ波函數(shù)(它不是確定的數(shù)值)。電子運(yùn)動是量子化的，為求波函數(shù)的合理的解,需要合理的三個量子數(shù)--主量子數(shù)n,角量子數(shù)l,磁量子數(shù)m表述，即ψ(n,l,m)才是唯一合理的解。第十五頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日每一個合理的解表示該電子某一穩(wěn)定運(yùn)動的狀態(tài)。與該解相應(yīng)的能量值E即為該定態(tài)所對應(yīng)的能級。

在量子力學(xué)中確定了n,l,m參數(shù)值的波函數(shù)ψ(n,l,m)—稱為原子軌道。它指的是電子在核外空間可能出現(xiàn)的范圍，以及電子一個允許的能態(tài)，不能把它想象為某種確定的軌道或軌跡。第十六頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日四個量子數(shù)--主量子數(shù)n物理意義:決定了電子在核外出現(xiàn)幾率最大的區(qū)域離核的遠(yuǎn)近.它是決定原子軌道能級的主要參數(shù).取值:1\2\3---正整數(shù);值越大,離核越遠(yuǎn),能量越高.電子層:具有相同主量子數(shù)的各原子軌道并稱為同一電子層.常用K,L,M,N,O,P表示.n12345電子層KLMNO能量→

→升高第十七頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日角量子數(shù)l決定電子繞核運(yùn)動的角動量的大小.物理意義:說明同一電子層內(nèi)有不同運(yùn)動狀態(tài)電子,反映由它確定的原子軌道的形狀.取值:受n值的約束,取0,1,2,--(n–1)正整數(shù),表示同一電子層可有n個不同亞層.取值與原子軌道形狀的關(guān)系l值0123亞層符號spdf軌道形狀球形啞鈴形花瓣形無解第十八頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日磁量子數(shù)m物理意義:決定電子軌道角動量在磁場方向的分量值大小.即確定原子軌道在空間的伸展方向.取值：受角量子數(shù)l的約束,取l---0---(-l)的整數(shù)值.每一亞層有2l+1個伸展方向,即2l+1個軌道,每個軌道能量相同——等價軌道(簡并軌道).第十九頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日m與l與軌道數(shù)的關(guān)系lspdfm01,0,-12,1,0,-1,-23,2,1,0,-1,-2,-3方向1357軌道數(shù)1357

□□□□□□□□□□□□□□□□第二十頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日自旋量子數(shù)ms:決定自旋角動量的大小.物理意義:描述電子運(yùn)動的自旋方向.取值:-1/2,+1/2;表示方法:↑,↓注意:描述核外電子的運(yùn)動狀態(tài)必須用四個量子數(shù),缺一不可.例:電子(2,2,0,1/2)是否存在.n=2,l=?,m=1,ms=-1/2n=2,l=1,m=0,ms=1/2,原子軌道2pz1第二十一頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日n\l\m\軌道數(shù)的關(guān)系:nl亞層軌道軌道數(shù)（n2）101s120,12s,2p1+3=430,1,23s,3p,3d1+3+5=940,1,2,34s,4p,4d,4f1+3+5+7=162p——ψ(2,l,1)或

ψ(2,l,0)或ψ(2,l,-1)第二十二頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日

nlma210b22-1c301d20-1e232

nlmmsa

20+1/2b2

-1-1/2c420

d20

+1/2例題第二十三頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日（二）角度分布和徑向分布將直角坐標(biāo)ψ(x,y,z)用球極坐標(biāo)表示:x=r×sinθ×cosΦy=r×sinθ×sinΦ,z=r×cosθψ(r,θ,Φ)=R(r)×Y(θ,Φ)R(r)—只與電子離核距離有關(guān),稱為波函數(shù)的徑向部分.Y(θ,Φ)—只與兩個角度有關(guān),稱為波函數(shù)的角度部分第二十四頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日s軌道角度分布圖Y(θ,Φ)=(1/4π)1/2是常數(shù),與θ,Φ無關(guān).以(1/4π)1/2為半徑的球面就是s軌道角度分布圖.s軌道成鍵無方向性.第二十五頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日p軌道角度分布圖以pz軌道為例Y(θ,Φ)=(3/4π)1/2cosθ只與z軸夾角θ有關(guān).特點(diǎn):在z軸上出現(xiàn)極值,z方向?yàn)檎?反方向?yàn)樨?fù);在xy平面其值為零;其形狀是亞鈴形.pxpy與

pz類似.p軌道成鍵有方向性.第二十六頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日注意概念原子軌道的角度分布圖只與角量子數(shù)和磁量子數(shù)有關(guān),與主量子數(shù)無關(guān).因此不同n下的同種亞層原子軌道形狀相同.角度分布圖只是表示了單個電子的運(yùn)動狀態(tài)在不同方向上的變化情況,不可誤解為電子繞核運(yùn)動的軌跡.第二十七頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日6.1.4電子云1、電子云與幾率密度幾率密度：電子在核外空間某處單位體積內(nèi)出現(xiàn)的概率。其值與ψ2成正比。把ψ2在空間的分布圖形稱為電子云.電子云圖形一般用黑點(diǎn)的疏密程度表示不同的幾率密度。取90%等密度面表示電子云大小及形狀.第二十八頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日第二十九頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日電子云的角度分布圖Y2(θ,Φ)—電子云的角度分布函數(shù),表示電子在空間不同角度出現(xiàn)的幾率密度的大小。電子云角度分布圖與波函數(shù)角度分布圖的比較:①形狀相似;②Y2(θ,Φ)只有正值;③Y(θ,Φ)﹤1,Y2(θ,Φ)﹤Y(θ,Φ)﹤1電子云分布圖要瘦小些.第三十頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日電子云的徑向分布R2(r)—電子云徑向分布函數(shù)。表示電子在離核不同距離的區(qū)域出現(xiàn)幾率的大小.半徑r處的厚度為dr的球殼體積為4πr2dr。核外電子在該球殼中出現(xiàn)的幾率為D=4πr2R2dr，以4πr2R2dr對r作圖就可得到電子云的徑向分布圖。第三十一頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日節(jié)面峰數(shù)=n－l第三十二頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日電子云的徑向分布圖第三十三頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日電子云的徑向分布圖特點(diǎn)不同亞層的峰數(shù)不同,滿足n-l規(guī)律;隨n增大,電子離核的距離增大,能量顯著增大,1s﹤2s﹤3s;n相同的不同亞層,電子離核的距離比較接近,但隨峰數(shù)增多能量降低,3s﹤3p﹤3d；4s﹤3d鉆穿效應(yīng):距核近的小峰多,電子出現(xiàn)在距核近的區(qū)域的機(jī)會多,能量低,第三十四頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日6.2.1多電子原子能級多電子原子復(fù)雜性：受核的吸引和電子間的相互排斥。鮑林根據(jù)光譜實(shí)驗(yàn)結(jié)果于1939年總結(jié)出多電子原子軌道能級高低的一般情況。（鮑林：美國人，1901～1994，1954年獲諾貝爾化學(xué)獎,1962年榮獲諾貝爾和平獎）第三十五頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日多電子能級圖1s﹤2s﹤2p﹤3s﹤3p﹤4s﹤3d﹤4p﹤5s﹤4d﹤5p﹤6s﹤4f﹤5d﹤6p第三十六頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日能級決定因素：主量子數(shù)和角量子數(shù)能級規(guī)律：(1)E1s﹤E2s﹤E3s﹤E4s;E2p﹤E3p﹤E4p;E3d﹤E4d﹤E5d----(2)Ens﹤Enp﹤End﹤Enf;E3s﹤E3p﹤E3d(3)能級交錯:E4s﹤E3d;E5s﹤E4dE6s﹤E4f﹤E5d﹤E6p(能級交錯判斷方法:根據(jù)(n+0.7l)值,其值越大能量越高.如4s—4;3d---4.4)第三十七頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日屏蔽效應(yīng)核外任一電子除受核的吸引外,還受到同層電子\內(nèi)層電子的排斥,排斥的結(jié)果實(shí)為削弱了核對該電子的吸引作用——屏蔽效應(yīng)電子受到的實(shí)際核吸引力——有效核電荷數(shù):

Z★=Z－∑σσ為屏蔽常數(shù),表示屏蔽效應(yīng)的大小,其值采用經(jīng)驗(yàn)值.Z?值越大，表示受到的核引力越大，距離核越近，能量越低。能級能量：E=-2.10×10-18(Z?/n)2

第三十八頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日同層電子的σ=0.35(第一層取0.30);(n-1)層電子對n層電子的σ=0.85;(n-2)層及以內(nèi)的電子對n層電子的σ=1.0;外層電子對內(nèi)層電子的σ=0;對d,f上電子，位于它左邊每個電子的σ=1.0.如:k19：Z★=2.2(4s1);Z★=1.00(3d1)第三十九頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日17Cl1s22s22p63s23p5

Z﹡=17-(1.00×2+0.85×8+0.35×6)=6.1026Fe1s22s22p63s23p63d64s2

對4s電子

Z﹡=26-(1.00×10+0.85×14+0.35×1)=3.75

對3d電子

Z﹡=26-(1.00×18+5×0.35)=6.25第四十頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日6.2.2核外電子排布核外電子排布原則:能量最低原理:核外電子首先優(yōu)先占據(jù)能量最低的軌道,當(dāng)?shù)湍芗壾壍勒紳M后再依次進(jìn)入高能級軌道,原子能量最低.—基態(tài).保里不相容原理:每個軌道最多只能容納兩個自旋方向相反的電子.洪特規(guī)則:在同一亞層的各個軌道上,電子將盡量分占不同的軌道.自旋方向相同。第四十一頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日全充滿狀態(tài)(p6,d10,f14),半充滿(p3,d5,f7),全空狀態(tài)(p0,d0,f0).↑↓↑↓↑↑↑N7:1S2,2S2,2P3

第四十二頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日核外電子表示方法電子結(jié)構(gòu)式:表示電子在各亞層的分布.軌道表示法:表示電子占據(jù)原子軌道的情況.量子數(shù)表示:表示核外每個電子的運(yùn)動狀態(tài).N7:1S2,2S2,2P3;N7:[He](2,0,0,1/2)(2,0,0,-1/2)(2,1,1,1/2)(2,1,0,1/2)(2,1,-1,1/2)第四十三頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日S16:1S2,2S2,2P6,3S2,3P4;

或[Ne]3s2,3p4Cr24:1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s1,3d5(特例)Cu29:[Ar]4s1,3d10(特例)第四十四頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日6.2.3電子層結(jié)構(gòu)與元素周期表（一）周期表1、原子的電子層結(jié)構(gòu)和周期數(shù)元素所在周期數(shù)=核外電子的最高能級組數(shù)每周期元素?cái)?shù)目=最高能級組原子軌道所容納的最多電子總數(shù).如下表：第四十五頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日周期能級組能級組內(nèi)各原子軌道元素?cái)?shù)目111s2222s2p8333s3p8444s3d4p18555s4d5p18666s4f5d6p32777s5f6d…

23(未完)第四十六頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日2、原子的電子層結(jié)構(gòu)和元素分區(qū)

主族元素:S區(qū)(Ⅰ～ⅡA)—ns1～ns2P區(qū)(Ⅲ～ⅦA)—ns2np1～ns2np5

～

ns2np6(

零族)第四十七頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日副族元素(過渡元素）：d區(qū)：(n-1)d1ns2

～(n-1)d5ns2

～(n-1)d6-8ns2Ⅲ～ⅦB～ⅧBds區(qū)(第Ⅰ、第Ⅱ副族元素)：

(n-1)d10ns1

～(n-1)d10ns2(Ⅰ～ⅡB)f區(qū)（鑭系和錒系元素）：

(n-2)f1ns2

～(n-2)f14ns2第四十八頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日3.原子的電子層結(jié)構(gòu)和族數(shù)

a.主族元素的族數(shù)等于最外層ns+np電子總數(shù)；b.第Ⅰ/第Ⅱ副族元素的族數(shù)等于最外層ns電子數(shù)；c.第Ⅲ至第Ⅶ副族元素的族數(shù)等于最外層ns

電子數(shù)與次外層(n-1)d電子數(shù)之和；d.Ⅷ族元素的最外層ns電子數(shù)與次外層(n-1)d電子數(shù)之和為8至10,有三列；e.零族元素最外層電子數(shù)為2(ns2)

或8(ns2+np6)。第四十九頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日dsblock第五十頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日（二）元素性質(zhì)1、有效核電荷數(shù)Z★=Z－∑σ2、原子半徑:單質(zhì)分子或晶體中相鄰原子核間平均距離的一半.3、電離能I:反映元素原子失去電子難易程度的量.(氣態(tài)基態(tài))M-e→M+1氣態(tài)離子+I1

I1值小,易失電子M+1→M+2+I2

一般I1﹤I2﹤I3第五十一頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日4、電子親和能A:反映元素原子得到電子難易程度的物理量.(氣態(tài)基態(tài))M+e→M-1氣態(tài)離子+（-）A1M-1氣態(tài)離子+e→M-2氣態(tài)離子+A2A1小,易得到電子.A1﹤A2﹤A3第五十二頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日5、電負(fù)性:元素原子在形成分子時吸引成鍵電子對的能力.常用的是鮑林采用熱力學(xué)數(shù)據(jù)計(jì)算的.周期表中電負(fù)性最大的是F,為4;最小的是Cs\Fr,為0.7.一般把電負(fù)性為2作為區(qū)分元素金屬性與非金屬性的界線.﹤2為金屬性元素，﹥2為非金屬性元素。第五十三頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日（三）周期性規(guī)律同一周期,從左到右比較

有效核電荷數(shù):顯著增加(核對電子的吸引力增大)原子半徑減小電離能增大親和能減小電負(fù)性增大第五十四頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日有效核電荷數(shù):增加不大原子半徑顯著增大電離能減小親和能增大電負(fù)性減小同一主族,從上至下比較第五十五頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日6.3化學(xué)鍵與分子和晶體結(jié)構(gòu)

分子中相鄰的2個（或多個）原子或離子之間強(qiáng)烈的相互作用力稱為化學(xué)鍵。

化學(xué)鍵基本類型:離子鍵、共價鍵、金屬鍵、配位鍵。本節(jié)在原子結(jié)構(gòu)理論基礎(chǔ)上,討論分子的形成,離子鍵\共價鍵\金屬鍵及晶體性質(zhì).第五十六頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日6.3.1化學(xué)鍵（一）離子鍵（二）共價鍵1、現(xiàn)代價鍵理論2、共價鍵類型3、共價鍵的價參數(shù)第五十七頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日（一）離子鍵（1）離子鍵的形成和特征：正、負(fù)離子的靜電引力和排斥力達(dá)到平衡時，正、負(fù)離子便形成穩(wěn)定的離子鍵。以金屬鈉與氯氣的反應(yīng)為例。

1

Na(s)＋—Cl2(g)→NaCl(s)

2-nenNa(3s1)nNa+(2s22p6)靜電引力＋nenNaClnCl(3s23p5)nCl-(3s23p6)第五十八頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日Cl-+Na+→NaClNaCl的形成

離子鍵的本質(zhì)是正、負(fù)離子之間的靜電引力，離子的電荷越高，半徑越小，則形成的離子鍵越牢固。離子鍵既無方向性也無飽和性。第五十九頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日（二）共價鍵1、現(xiàn)代價鍵理論基本要點(diǎn)

當(dāng)兩個原子接近時,自旋方向相反的未成對電子可以相互配對,外層原子軌道彼此重疊,核間電子云密度較大,形成穩(wěn)定共價鍵。第六十頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日第六十一頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日一個原子有幾個未成對電子,那它只能和自旋方向相反的相同數(shù)目未成對電子配對成鍵——共價鍵飽和性.在形成共價鍵時原子軌道總是沿著重疊最多的方向進(jìn)行。重疊越多共價鍵越牢固?！矁r鍵方向性.決定了分子的空間構(gòu)型。原子軌道最大重疊原則:能量相近;對稱性匹配;最大重疊.第六十二頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日對稱性匹配原則原子軌道重疊必須考慮原子軌道的正負(fù)號，只有同號原子軌道才能實(shí)行有效的重疊。第六十三頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日共價鍵類型依據(jù)達(dá)到最大重疊的方式不同分類

σ鍵:兩原子軌道沿鍵軸方向進(jìn)行同號重疊(頭碰頭),重疊部分對鍵軸呈圓柱形對稱.有重疊程度大,鍵牢固特點(diǎn).π鍵:兩原子軌道沿鍵軸方向,在鍵軸兩側(cè)平行同號重疊(肩并肩)形成的共價鍵.重疊部分對等地分布在對稱平面的上下兩側(cè).與σ鍵相比,重疊程度小,不很穩(wěn)定,易斷鍵發(fā)生化學(xué)反應(yīng).第六十四頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日σ鍵和π鍵成鍵圖第六十五頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日共價鍵的價參數(shù)鍵長:分子中兩成鍵原子的平均核間距.鍵長值大,鍵越不牢固.HCl---127.4;HI---160.8鍵角:分子中成鍵原子鍵軸間的夾角,其大小反映分子的幾何結(jié)構(gòu).O—C--O夾角180°線性.鍵能:反映共價鍵強(qiáng)弱的物理量.其值越大,共價鍵越牢固.(在298.15k及100kpa下,斷裂1mol鍵所需的能量.)第六十六頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日鍵矩(偶極矩):反映鍵的極性大小的物理量.μ表示.定義：距離為l，電量為±q的兩個基本點(diǎn)電荷所構(gòu)成的電偶極子，其偶極矩μ=q×l，單位:C.m(庫.米)是向量,具有方向性（由正偶極子指向負(fù)偶極子）和加合性.其大小與兩成鍵原子的電負(fù)性有關(guān)。第六十七頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日第六十八頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日分子軌道理論(了解)分子軌道是由能量相近的不同原子軌道線性組合而成.組合時還要滿足軌道最大重疊和對稱性匹配。幾個原子軌道形成幾個分子軌道.分子軌道能級低于原子軌道的—成鍵軌道,分子軌道能級高于原子軌道的—反鍵軌道。分子軌道同樣有能級高低。分子中的電子也是最先占據(jù)能量最低的成鍵軌道,符合保里不相容原理和洪特規(guī)則.第六十九頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日分子軌道圖解形成σ分子軌道的線性組合類型：第七十頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日第七十一頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日第七十二頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日形成π分子軌道線性組合類型：第七十三頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日分子軌道能級圖（1）同核雙原子分子的分子軌道能級圖分子軌道的能量次序目前主要是由光譜實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定。2s和2p能量相差較小的N2的Eσ2p＞Eπ2p，而2s和2p能量相差較大的O2和F2的Eσ2p＜

Eπ2p

，它們的分子能級圖不一樣。第七十四頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日第七十五頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日第七十六頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日6.3.2共價分子的空間構(gòu)型（一）分子的極性當(dāng)為雙原子分子時，兩原子電負(fù)性差越大，鍵矩越大，分子極性越大；當(dāng)為多原子分子時，分子極性大小還與分子的空間構(gòu)型即對稱性有關(guān)?！痞?0,是非極性分子,正負(fù)電荷中心重合;∑μ≠0是極性分子.第七十七頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日第七十八頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日2、分子的空間構(gòu)型與雜化軌道理論現(xiàn)代價鍵理論闡明了共價鍵形成的實(shí)質(zhì)，解釋了共價鍵的方向性和飽和性。但對解釋分子的空間構(gòu)型、有機(jī)物官能團(tuán)的形成等有問題。第七十九頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日雜化軌道理論基本要點(diǎn)原子軌道在成鍵過程中,為提高成鍵能力,可將原子內(nèi)的類型不同但能量相近的原子軌道混合起來,重新分配成數(shù)目相同能量相等的新軌道——雜化軌道.以雜化軌道形成分子時,通常存在激發(fā)\雜化\軌道重疊成鍵等過程,過程是同時發(fā)生,n個原子軌道雜化后只形成n個雜化軌道.雜化軌道與其它原子的原子軌道重疊形成化學(xué)鍵。重疊是沿著原子軌道實(shí)現(xiàn)最大重疊的方向進(jìn)行，分子的空間構(gòu)型由最大重疊的方向決定。第八十頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日雜化軌道類型Sp雜化軌道:s□+p□→□□----2個Sp軌道,每個軌道能量相等,含有1/2s和1/2p成份.兩軌道間夾角為180°為直線型,分子為非極性分子(對稱結(jié)構(gòu)).如分子BeCl2,HgCl2,CO2等同類分子以Sp雜化方式形成直線型非極性分子.第八十一頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日第八十二頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日第八十三頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日Sp2雜化軌道s□+p□□→□□□----3個Sp2軌道,每個軌道能量相等,含有1/3s和2/3p成份.軌道間夾角均為120°呈平面三角形的對稱結(jié)構(gòu),分子是非極性.如BF3,BH3,BCl3為Sp2雜化成的分子第八十四頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日第八十五頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日第八十六頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日Sp3雜化軌道s□+p□□□→□□□□----四個Sp3軌道,每個軌道能量相等,含有1/4s和3/4p成份.軌道間夾角均為109°呈正四面體的對稱結(jié)構(gòu),分子是非極性.如CH4,SiH4,SiF4,CCl4等同類分子以Sp3雜化形成.第八十七頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日第八十八頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日等性雜化和非等性雜化參與軌道雜化的原子軌道均有不成對電子，這類原子軌道的雜化稱為等性雜化。如前所講的雜化形式。參與軌道雜化的原子軌道不僅包含有不成對電子，還有成對電子。這種原子軌道的雜化稱為不等性雜化。第八十九頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日Sp3不等性雜化NH3,H2O,H2S,PH3等同類分子以Sp3非等性雜化形成.特點(diǎn)：S軌道含有的孤對電子進(jìn)入Sp3雜化軌道,使含有孤對電子的雜化軌道能量與其它雜化軌道不同.以非等性雜化形成的分子一定是極性分子.因是非對稱結(jié)構(gòu).H2O,H2S是V字形,NH3,PH3是三角錐形.,第九十頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日第九十一頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日第九十二頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日第九十三頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日6.3.3晶體結(jié)構(gòu)(選講)固體物質(zhì)的分類及宏觀特征

晶體的微觀結(jié)構(gòu)晶體的基本類型晶體缺陷缺陷的應(yīng)用

第九十四頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日固體物質(zhì)分類及晶體概述第九十五頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日晶體—由原子\離子\分子等微粒在空間按一定規(guī)律周期性重復(fù)排列形成的具有規(guī)則的幾何外形的固體物質(zhì).晶體的X射線衍射研究表明，組成晶體的粒子是規(guī)則有序排列的并貫穿于整個晶體。而非晶體的粒子（如淀粉\玻璃）只在幾個原子間距的短距離內(nèi)處于有序狀態(tài)，在更大的距離范圍就混亂而不規(guī)則了。

晶體和非晶體第九十六頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日單晶體

單晶體是由一個微小的晶核各向均勻生長而成，其內(nèi)部的粒子基本上按其特有的規(guī)律整齊排列，具有典型的晶體結(jié)構(gòu)和突出的晶體的特性。第九十七頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日

多晶體由很多細(xì)小晶粒結(jié)合而成，晶粒間由界面相互隔開，晶粒的結(jié)構(gòu)和成份可以是同一的，也可以是異類的。多晶體中每一小晶粒雖有各向異性，但由于晶粒的混亂排列，總體上一般不表現(xiàn)出各向異性。天然礦物、工業(yè)中的金屬和陶瓷等材料都是多晶體物質(zhì)。多晶體第九十八頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日如炭黑及人工合成的粉體材料，其外觀并無規(guī)整外形，但結(jié)構(gòu)測定表明，它們是由微細(xì)晶體構(gòu)成的多晶態(tài)物質(zhì)，常稱為微晶體。微晶體第九十九頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日晶體的微觀結(jié)構(gòu)晶體—晶體粒子按一定方式在空間做周期性重復(fù)性排列.晶格—把晶體中微粒抽象成一個幾何點(diǎn)，找出周期性重復(fù)的方式，這些幾何點(diǎn)三維空間的規(guī)則排列構(gòu)成了點(diǎn)陣。也稱為晶格。點(diǎn)陣能形象而充分地反映晶體的結(jié)構(gòu)特征。

第一百頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日第一百零一頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日第一百零二頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日晶系邊長夾角晶體實(shí)例立方a=b=cα=β=γ=90°Cu,NaCl四方a=b≠cα=β=γ=90°Sn,SnO2正交a≠b≠cα=β=γ=90°I2,HgCl2三方a=b=cα=β=γ≠90°Bi,Al2O3六方a=b≠cα=β=90°γ=120°Mg,AgI單斜a≠b≠cα=γ=90°β≠90°S,KClO3三斜a≠b≠cα≠β≠γ≠90°CuSO4.5H20晶胞參數(shù)與晶系第一百零三頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日第一百零四頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日晶體物質(zhì)的特征

整齊規(guī)則的幾何外形;2.確定的熔點(diǎn):在晶體中結(jié)點(diǎn)上的粒子通過化學(xué)鍵或分子間力相互結(jié)合，破壞晶格所需要的能量也是一個定值。3.各向異性：在不同方向上有不同的傳熱\導(dǎo)電\機(jī)械強(qiáng)度等性能；晶體內(nèi)部粒子在相同方向上按確定的規(guī)律規(guī)則地周期性排列，而在不同方向上粒子排列的方式往往有所不同，因而造成晶體的各向異性。4.對稱性—對稱中心、對稱面、對稱軸第一百零五頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日一.晶體的基本類型1.離子晶體結(jié)構(gòu)特點(diǎn):晶格結(jié)點(diǎn)上交替地排列著正離子和負(fù)離子，正、負(fù)離子之間有靜電引力（離子鍵）相互吸引著。在離子晶體中不存在單個的離子化合物。絕大多數(shù)鹽和金屬氧化物的固體是離子晶體.性質(zhì):較高的熔點(diǎn)\沸點(diǎn)\硬度.多數(shù)離子晶體易溶于水,熔融液導(dǎo)電(晶體結(jié)點(diǎn)上的離子只能在附近振動,不能自由移動,晶體不導(dǎo)電);雖硬但比較脆。第一百零六頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日類型配

位

情

況NaCl型正離子與負(fù)離子的配位數(shù)均為6CsCl型正離子與負(fù)離子的配位數(shù)均為8ZnS型正離子與負(fù)離子的配位數(shù)均為4CaF2型正離子的配位數(shù)8;負(fù)離子的配位數(shù)為4TiO2型正離子的配位數(shù)6;負(fù)離子的配位數(shù)為3離子晶體的分類第一百零七頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日外形立方體，是面心立方晶格。8個角上和6個面的中心為氯離子所占據(jù)。離子晶體中任何一個離子在空間各個方向都可以施展它的引力，所以離子鍵是沒有方向性、飽和性的。

典型的離子化合物NaCl晶體結(jié)構(gòu)第一百零八頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日離子晶體應(yīng)用舉例

屬離子晶體的物質(zhì)一般為活潑金屬的含氧鹽、鹵化物、氧化物，如：

NaBr紅外光譜儀棱鏡

MgO耐火材料

CaCO3

建筑材料

NaClBaCl2

熔融態(tài)作高溫鹽浴劑第一百零九頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日2.原子晶體結(jié)構(gòu)特點(diǎn):晶格結(jié)點(diǎn)上排列著中性原子，原子間以牢固的共價鍵相結(jié)合。一般原子半徑小外層電子數(shù)較多的原子組成的單質(zhì)是原子晶體。如：單質(zhì)硅（Si）\金鋼石（C）一般半徑小性質(zhì)相似的元素組成的化合物是原子晶體。如：二氧化硅（SiO2）\碳化硅（SiC）\氮化硼B(yǎng)N（立方）等。第一百一十頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日性質(zhì):很高的硬度\熔點(diǎn),化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定.一般不導(dǎo)電不傳熱。應(yīng)用:在工業(yè)上多被用作耐磨、耐熔或耐火材料。金剛石、金剛砂都是極重要的磨料；SiO2是應(yīng)用極廣的耐火材料；石英和它的變體，如水晶、紫晶、燧石和瑪瑙等，是工業(yè)上的貴重材料；SiC、BN（立方）、Si3N4等是性能良好的高溫結(jié)構(gòu)材料。

第一百一十一頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日第一百一十二頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日3.分子晶體結(jié)構(gòu)特點(diǎn):晶格結(jié)點(diǎn)上排列的都是中性分子,分子內(nèi)部各原子以強(qiáng)的共價鍵相結(jié)合，但分子間是以較弱的范德華力或氫鍵相結(jié)合的。一般非金屬單質(zhì)和化合物在固態(tài)為分子晶體。如：Cl2,I2,CO2,H2S,H2O,NH3。有機(jī)化合物是分子晶體.第一百一十三頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日性質(zhì):硬度小,熔點(diǎn)低,有較大的揮發(fā)性,常溫以氣態(tài)或液態(tài)存在.即使在常溫下呈固態(tài)的，其揮發(fā)性大，常具有升華性。如碘（I2）/萘（C10H8）等。分子晶體結(jié)點(diǎn)上是電中性分子，故固態(tài)和熔融態(tài)時都不導(dǎo)電，它們都是性能較好的絕緣材料。第一百一十四頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日晶體呈面心結(jié)構(gòu)，CO2分子分別占據(jù)立方體的8個頂點(diǎn)和6個面的中心位置，分子內(nèi)部是以C=O共價鍵結(jié)合，而在晶體中CO2分子間只存在色散力。

二氧化碳分子晶體第一百一十五頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日4.金屬晶體結(jié)點(diǎn)上排列的粒子為金屬原子或正離子,這些原子或正離子和從金屬原子上脫落下來的自由電子以金屬鍵結(jié)合而成。金屬鍵無飽和性和方向性,大多數(shù)金屬單質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)緊密堆積結(jié)構(gòu)。一般是六心密堆晶格、體心立方緊堆晶格、面心立方緊堆晶格三種基本構(gòu)型。第一百一十六頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日第一百一十七頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日

1.金屬具有不透明性和銀白光澤（自由電子吸收可見光，又會輻射出各種波長）；

2.良好導(dǎo)電性,導(dǎo)熱性,(自由電子的運(yùn)動)；

3.機(jī)械加工性能（良好的延展性和可塑性）(外力作用只使晶體內(nèi)部各層粒子間發(fā)生相對滑動，各層間仍保持著不具方向性的金屬鍵力);4.金屬的熔點(diǎn)\硬度\延展性與金屬鍵強(qiáng)弱有關(guān).如:W(3410℃熔點(diǎn)最高)；Hg(-38.87℃熔點(diǎn)最低);Cr的硬度(9.0)最大；Cs的硬度(0.2)最小。

金屬特性第一百一十八頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日純金屬的強(qiáng)度與硬度不能滿足工程要求,常在金屬冶煉中加入另一種或幾種金屬或非金屬熔合成合金屬.固溶體合金:指一種金屬與另一種金屬或非金屬雜質(zhì)在熔融時相互溶解，凝固時形成組成均勻的固體,其中含量多的金屬稱溶劑金屬;含量少的雜質(zhì)稱溶質(zhì)。根據(jù)雜質(zhì)在晶體的存在形式不同，固溶體可分成間隙固溶體和取代置換固溶體。合金晶體第一百一十九頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日取代固溶體：若溶劑金屬與雜質(zhì)晶格類型相同、原子半徑和電負(fù)性都相近，雜質(zhì)原子易取代晶格中溶劑金屬原子的某些位置。如:Cu、Zn形成的黃銅合金就屬于這種類型.間隙式固溶體：若雜質(zhì)原子比溶劑原子小得多,如H、C、V、B則易與金屬形成間隙式固溶體。如碳原子溶入γ-Fe中形成的鐵素體、金屬氫化物就是間隙固溶體.

第一百二十頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日金屬化合物合金屬.如Mg2Pb、CuZn、Ag3Al等。機(jī)械混合物合金屬。熔融時可互溶凝固時各自結(jié)晶出來。如用作焊錫的錫鉛合金。合金化可大大改進(jìn)金屬的性能。第一百二十一頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日5.混合型晶體定義:結(jié)點(diǎn)上質(zhì)點(diǎn)間靠多種作用力(共價鍵\離子鍵\分子間力)結(jié)合成晶體.。結(jié)構(gòu)特殊性:網(wǎng)絡(luò)狀\層狀\鏈狀第一百二十二頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日石墨層狀結(jié)構(gòu)每個C以sp2雜化形成三個sp2雜化軌道,其間夾角為120°構(gòu)成正六邊形的平面結(jié)構(gòu);每個C的2P軌道平行且都垂直于平面,肩并肩重疊成大π鍵,π電子在層間移動使之有金屬性質(zhì).層間作用力是分子間力,較弱,層間易斷開滑動,有潤滑性.作用力:共價鍵,大π鍵,分子間力第一百二十三頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日天然硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)每個硅以sp3雜化與四個氧形成[SiO4]正四面體結(jié)構(gòu);當(dāng)各個四面體以兩頂點(diǎn)氧與另兩個四面體的硅原子相連在一維方向無限延伸形成單鏈狀結(jié)構(gòu)[用(SiO3)n2n-

表示]；鏈狀陰離子間通過相隔較遠(yuǎn)的金屬陽離子以離子鍵結(jié)合，因此鏈間結(jié)合力比鏈內(nèi)結(jié)合力弱，解離時易形成纖維。

第一百二十四頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日由于帶負(fù)電荷的長鏈與金屬正離子之間的離子鍵比鏈內(nèi)共價鍵弱，因此沿平行于鏈的方向用力，晶體往往易裂開成柱狀或纖維狀。石棉就是類似這類結(jié)構(gòu)的晶體。石棉是鎂、鐵、鈣硅酸鹽礦物的總稱，常用作耐火材料、石棉水泥制品、石棉保溫材料和絕緣材料等。第一百二十五頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日

若每個硅氧四面體之間以三個頂點(diǎn)相互連接也可以形成層狀結(jié)構(gòu)，云母和許多種粘土就有這種結(jié)構(gòu)。

第一百二十六頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日二.晶體缺陷理想晶體：晶格的每個結(jié)點(diǎn)上都有正確的分子/原子/離子等。純凈物質(zhì),在0K溫度存在。不論自然界存在的還是人工制備的晶體一般總是有缺陷的。晶體缺陷:實(shí)際晶體偏離了理想的周期性重復(fù)排列結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象.第一百二十七頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日按晶體缺陷的幾何形狀分為點(diǎn)缺陷、線缺陷、面缺陷和體缺陷。

按晶體缺陷的化學(xué)組成分為整比缺陷和非整比缺陷。第一百二十八頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日1、點(diǎn)缺陷分類本征缺陷或熱缺陷—任何高于OK的實(shí)際晶體的結(jié)點(diǎn)上粒子在平衡位置附近做熱運(yùn)動，而使粒子脫離其平衡位置形成的缺陷?？瘴弧㈤g隙粒子、錯位缺陷。雜質(zhì)缺陷—外來雜質(zhì)進(jìn)入晶體而引起的缺陷。雜質(zhì)缺陷是點(diǎn)缺陷中數(shù)目最多的一類。半徑較小的雜質(zhì)粒子常以間隙粒子進(jìn)入晶體。

（一）點(diǎn)缺陷第一百二十九頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日本征點(diǎn)缺陷第一百三十頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日化學(xué)雜質(zhì)缺陷第一百三十一頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日線缺陷線缺陷：晶體中某區(qū)域發(fā)生一列或若干列粒子有規(guī)律地錯排現(xiàn)象.當(dāng)晶體受切應(yīng)力時，則在滑移面與未滑移部分交界線周圍發(fā)生。第一百三十二頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日面缺陷面缺陷：是晶體中不同區(qū)域間晶粒取向過渡形成的。是原子或離子在一個交界面的兩側(cè)出現(xiàn)不同排列的缺陷。多晶體中存在面缺陷。第一百三十三頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日非整比化合物及缺陷化學(xué)計(jì)量化合物—又稱整比化合物，即各元素原子數(shù)均為簡單整數(shù)比。整比缺陷——整比化合物中不因缺陷引入而改變組成。如本征點(diǎn)缺陷第一百三十四頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日非整比化合物——非化學(xué)計(jì)量化合物。原子數(shù)偏離整數(shù)比的化合物?；瘜W(xué)組成可用化學(xué)式AmBn(1+б)表示,б是一個很小的正值或負(fù)值。產(chǎn)生原因:晶體中某些元素多余或不足,或由其它原子取代。非整比化合物伴有晶體缺陷。形成非整比化合物有如下三種情況。第一百三十五頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日過渡金屬常有多種氧化值，可形成組成非整比化合物。如FeS中Fe2+被Fe3+所代替，為保持電中性，F(xiàn)e原子數(shù)少于1?；瘜W(xué)式為Fe(1-x)S,產(chǎn)生陽離子空位的缺陷。第一百三十六頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日陰離子缺少，產(chǎn)生的空位由電子代替形成非整比化合物。鈉摻入氯化鈉晶體形成NaCl(1-x)?？瘴簧系碾娮幽芪湛梢姽馐咕w變色。第一百三十七頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日引入氧化值不同的雜質(zhì)后，為保持電中性，原來離子氧化值發(fā)生變化，產(chǎn)生非整比化合物。如在絕緣體NiO中摻入少量Li2O后為保持電中性Ni氧化，形成LixNi2+(1-2x)Ni3+x成為半導(dǎo)體。因晶體中每二個Li+產(chǎn)生一個正“空穴”（3Ni2+→2Ni3+）。第一百三十八頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日

P-型半導(dǎo)體:少量Ga(3電子)取代Si(4電子)后產(chǎn)生空穴,電子填充使空穴移動導(dǎo)電.將少量ⅢA元素?fù)饺擘鬉元素中，如Si（B/Al/Ga）、Ge（Ga）等。

N-型半導(dǎo)體:As(5電子)取代Si(4電子)后多出電子在晶格中移動導(dǎo)電.將少量ⅤA元素?fù)饺擘鬉元素中，如Si（P，As）、Ge（As）等。

摻雜半導(dǎo)體與信息材料第一百三十九頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日半導(dǎo)體材料示意圖第一百四十頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日

非整比化合物中所含正離子和負(fù)離子數(shù)目不等，晶體的電荷平衡靠額外的電子或離子補(bǔ)償。

如:TiO2-x、ZrO2-x、Zn1xO等是正離子過剩，需電子補(bǔ)償，n—型半導(dǎo)體；

NiO1+x、PdH1+x等負(fù)離子過剩，具有正離子空穴，p—型半導(dǎo)體。非整比化合物半導(dǎo)體第一百四十一頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日利用晶體缺陷的特殊材料如：固體電解質(zhì):在AgI晶體中摻入+1價雜離子取代部分Ag+可使在常溫下有較強(qiáng)導(dǎo)電能力.ZnS晶體與藍(lán)色熒光粉:ZnS中摻入0.0001%的AgCl,使Ag+和Cl-占據(jù)Zn2+和S2-位置,造成缺陷,在陰極射線作用下,放出450nm熒光,是彩色電視機(jī)的藍(lán)色熒光粉.二氧化鋯—ZrO2多晶體面缺陷,耐高溫材料ZrO2中加入Cr2O3形成復(fù)合陶瓷,耐熱性提高4倍.鈦白粉—TiO2超細(xì)粉末(10-60),用于高檔涂料和化妝品.由此可見研究固體化學(xué)的重要性。第一百四十二頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日6.4分子間作用力與表面張力6.4.1分子間力6.4.2氫鍵6.4.3表面張力和表面活性劑(自學(xué))氣體能凝結(jié)成液體/固體表面有吸附現(xiàn)象/粉末壓成片等現(xiàn)象說明分子間存在作用力。分子間力是分子與分子之間存在著的一種較弱的作用力，又稱為范德華力

。第一百四十三頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日（一）分子的極化6.4.1分子間力第一百四十四頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日分子的極化：在外加電場的作用下，分子中正﹑負(fù)電荷中心距離拉大產(chǎn)生變形,這一過程稱為分子的極化。分子變形使分子產(chǎn)生偶極,所形成的偶極稱為誘導(dǎo)偶極。當(dāng)外電場取消時，則誘導(dǎo)偶極消失。非極性分子的極化：在外加電場的作用下產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極。第一百四十五頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日μ誘導(dǎo)=α×Eα是分子在電場作用下變形大小的量度—極化率,分子電子數(shù)越多,電子越分散,分子越易極化.E—外電場強(qiáng)度.第一百四十六頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日極性分子的極化：極性分子本身存在偶極—固有偶極;在外場作用下電荷發(fā)生取向移動(定向極化)—取向作用；同時在外場作用下正負(fù)電荷中心距離拉大變形—誘導(dǎo)偶極;極性分子的極化是分子的取向和變形的總結(jié)果。極性分子偶極=固有偶極+誘導(dǎo)偶極,極性增強(qiáng).第一百四十七頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日分子的極化在相鄰分子間也可發(fā)生.因?yàn)槿魏畏肿佣加姓?fù)電荷中心，都有偶極。這些分子的偶極相當(dāng)于無數(shù)個微電場。根據(jù)偶極類型不同，分子間作用力分為三類：色散力、誘導(dǎo)力、取向力。第一百四十八頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日2、分子間力類型（1）色散力瞬時偶極:在瞬間電子云和核發(fā)生相對位移,產(chǎn)生瞬時變形極化。非極性分子和極性分子都存在瞬時偶極

色散力—瞬時偶極之間的相互作用.非極性分子間的作用力---只有色散力第一百四十九頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日（2）誘導(dǎo)力極性分子與非極性分子相鄰時,非極性分子發(fā)生極化產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極。誘導(dǎo)力—固有偶極與誘導(dǎo)偶極間的相互作用極性分子與非極性分子間作用力——色散力和誘導(dǎo)力第一百五十頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日（3）取向力極性分子與極性分子相鄰時,分子發(fā)生取向變形.取向力:固有偶極與固有偶極間的相互作用。極性分子與極性分子間的作用力——色散力和誘導(dǎo)力和取向力第一百五十一頁，共一百七十一頁，編輯于2023年，星期日3、分子間力的特點(diǎn)強(qiáng)度為0.2～50kJ·mol-1,較共價鍵的鍵能(一般為100～450kJ·mol-1)小1～2個數(shù)量級；分子間作用力均為電性引力，沒有方向性和飽和性；作用距離小(約為0.