2022-2023学年高二物理竞赛课件：元素和化合物晶体结合的规律性

元素和化合物晶体结合的规律性 元素和化合物晶体结合的规律性 晶体基本结合方式 —— 取决于原子束缚电子能力的强弱 Mulliken原子负电性定义 电离能 —— 使原子失去一个电子所需要的能量 亲和能 —— 中性原子吸收一个电子成为负离子所放出的能量 原子的负电性 —— 标志原子得失电子能力的物理量 晶体总的势能 —— 非极性分子晶体的晶格常数、结合能和体变模量 晶格常数 平衡状态体变模量 晶体的结合能 相互作用势能 —— 勒纳－琼斯（Lennard-Jones）势 晶体总的势能 — N 个原子 1/2因子 —— 相互作用能为两个原子共有 A12和A6 —— 与晶格结构有关的求和项 1) 周期表中由上到下 —— 原子的负电性逐渐减弱 2) 周期表中愈往下 —— 一个周期内原子的负电性差别越小 —— I 族元素 —— 具有最低的负电性，对电子的束缚弱 —— 很容易失去电子成为正离子，形成金属性晶体 —— IV 族元素 —— 具有较强的负电性 束缚电子的能力较强，获取电子能力较强 —— 晶体的形成采取共价键形式 成键的电子为两个原子所共有，具有金刚石结构 —— 金刚石是美国GE公司 在1954年用金属催化剂和石墨在高压下合成 —— 的结构是先通过共价键形成层状结构 —— V 族元素 —— 外层有5个电子，有3个电子未配对，形成3个共价键 —— 具有3个共价键的原子不可能形成三维晶体 —— 包含A和B上下两层 A层中的1个原子通过共价键和B层中的3个原子结合 层状结构再叠加通过范德瓦耳斯力结合成三维晶体 —— 是先形成共价键分子 然后通过范德瓦耳斯力结合成晶体 —— 依靠共价键可以形成螺旋状长链结构 通过范德瓦耳斯力长链平行排列形成三维晶体 —— 还可以依靠共价键形成环状分子 再通过范德瓦耳斯力结合成三维晶体 —— VI 族元素 —— 原子外层有6个电子，有2个电子未配对 —— 有1个电子未配对, 只能先形成双原子分子 再通过范德瓦耳斯力结合成三维晶体 —— VII 族元素 —— VIII 族元素 —— 满壳层结构 只有在低温下通过范德瓦耳斯力将原子凝聚成晶体 —— IV族元素形成的共价晶体的负电性 C —— 负电性最强，具有最强的共价键，为绝缘体 —— 负电性较小，形成的晶体为半导体 Sn —— Pb —— 负电性最小，晶体为导体 $