2-3-2-4-2-5(黃昆-固體物理)-教案

1、2.3金屬性結合金屬性結合2.4范德瓦耳斯結合范德瓦耳斯結合2.5元素和化合物晶體結合的規(guī)律性元素和化合物晶體結合的規(guī)律性1.教學目的和要求教學目的和要求:通過講解使學生理解并掌握金屬性結合和范德通過講解使學生理解并掌握金屬性結合和范德瓦耳斯結合；理解瓦耳斯結合；理解元素和化合物晶體結合的規(guī)律性元素和化合物晶體結合的規(guī)律性2教學重點：金屬性結合和范德瓦耳斯結合。教學重點：金屬性結合和范德瓦耳斯結合。3教學難點：范德瓦耳斯結合。教學難點：

2、范德瓦耳斯結合。4講授時間：講授時間：45分鐘。分鐘。5講授方式：講授方式：PPT文檔。文檔。6作業(yè)：學生課后復習。作業(yè)：學生課后復習。一金屬性結合一金屬性結合（1）金屬性結合的概念）金屬性結合的概念第I族、第II族元素及過渡元素都是典型的金屬晶體，它們的最外層電子一般為1~2個。組成晶體時每個原子的最外層電子為所有原子所共有，因此在結合成金屬晶體時，失去了最外層（價）電子的原子實“沉浸”在由價電子組成的“電子云”中。如圖XCH002_

3、004所示。這種情況下，電子云和原子實之間存在庫侖作用，體積越小電子云密度越高，庫侖相互作用的能愈低，表現為原子聚合起來的作用。（2）金屬晶體結合力）金屬晶體結合力金屬晶體結合力：主要是原子實和電子云之間的靜電庫侖力，對晶體結構沒有特殊的要求，只要求排列最緊密，這樣勢能最低，結合最穩(wěn)定。因此大多數金屬具有面心立方結構，即立方密積或六角密積，配位數均為12。立方密積（Cu、Ag、Au、Al）（面心立方結構）（配位數12）六角密積(Be、M

4、g、Zn、Cd)（3）范德瓦耳斯結合的能量）范德瓦耳斯結合的能量兩個惰性原子之間的相互作用勢能兩個相距為r的原子，雖然電子是對稱分布，但在某個瞬時具有電偶極矩。設原子1的瞬時電偶極矩：，在r處產生的電場，原子2在這個電場的作用下31~rpE將感應形成偶極矩：，?為原子的極化率。Ep??2兩個電偶極子之間的相互作用能：321rppE??216pr??相互作用能與的平方成正比，對時間的平均值不為零。這種力隨距離增加下降很快，兩個原子之間的相

5、互作用很弱。靠范德瓦耳斯力相互作用結合的兩個原子的相互作用勢能可以表示為：126)(rBrAru???其中為重疊排斥作用勢能，A和B為經驗參數，都是正數。12rB引入新的參量：??并且有BA??12644????，勒納－瓊斯（LennardJones）勢])()[(4)(612rrru?????晶體的（N個原子）總的勢能：（])()()[4(21)(661212rArANrU?????根據勢能函數的最小值可以確定晶格常數、結合能和體變模