Page*大学物理学（第二版）电子教案Page第二十二章分子与固体*第1页，共24页，星期日，2025年，2月5日cm10-10m10-14m10-15mu10-19m10-9m物质分子原子核子夸克k重子电子10-19m质子、中子、介子等t,b,c,s,u,d夸克化学原子物理核物理粒子物理(强子)(轻子)液态物质气态固态晶体(crystallinesolid)非晶体(amorphoussolid)准晶体物质结构层次分子或原子严格按周期性排列分子或原子的排列完全无序介于晶体与非晶体之间第2页，共24页，星期日，2025年，2月5日22－1化学键*22－2晶体结构*22－3能带理论*第二十二章分子与固体22－4导体绝缘体半导体*第3页，共24页，星期日，2025年，2月5日化学键(chemicalbond)：原子间存在的一种相互吸引、能把原子结合成分子的相互作用。键能(bondenergy)：化学键形成时所释放德能量。解离能：破坏化学键所需德能量。设XA和XB分别表示A、B两种原子德最外层电子数则：离子键共价键22－1化学键*第4页，共24页，星期日，2025年，2月5日一、共价键(covalentbond)共价键：原子间通过共享电子而产生的化学结合作用。1916年，美国科学家Lewis提出共价键理论。1927年，美籍德国物理学家Heitler和美籍波兰物理学家London用量子力学处理H2气分子，解决了两个氢原子之间化学键的本质问题，使共价键理论从经典的Lewis理论发展到今天的现代共价键理论。GilbertNewtonLewis1875-1946FritzLondon1900-1954WalterHeitler1904-1981第5页，共24页，星期日，2025年，2月5日第6页，共24页，星期日，2025年，2月5日3)键能与离子键的差不多，150~400kJ/mol。特点：1)有方向性，使分子具有特定的几何形状；2)饱和性和短程性；共价键的分类（按共用电子数）单键：两原子间只共用一对电子，以“－”或“?”表示，如H－H；双键：两原子间只共用两对电子，以“＝”表示，如O=O；三键：两原子间只共用三对电子，以“?”表示，如N?N。性质：熔点高、质硬脆、导电能力差。第7页，共24页，星期日，2025年，2月5日二、离子键(ionicbond)WaltherKossel1881-1956离子键：借助阴、阳离子间的静电力而结合成分子的化学键。离子键主要存在于金属和非金属原子，金属或与酸根，金属或与OH所形成的分子中，如NaCl、KClO3、(NH4)2SO4、NaOH。1916年德国科学家Kossel提出离子键理论。第8页，共24页，星期日，2025年，2月5日作用力实质是静电引力，作用强、键能大（150~400kJ/mol）；所带电荷越多，间距越小，键能越强。特点：3.没有饱和性：只要是正负离子之间，则彼此吸引。2.无方向性：与任何方向的电性不同的离子相吸引。形成：性质：熔点和硬度均较高，良好电绝缘体。第9页，共24页，星期日，2025年，2月5日三、金属键(Metallicbond)电子共有化，既无饱和性又无方向性，形成低能量密堆结构。性质：良好导电、导热性能，金属光泽和延展性好。特点：金属原子最外层电子数很少，即价电子（valenceelectron）极易挣脱原子核之束缚而成为自由电子（Freeelectron），金属中自由电子与金属正离子之间构成的键合称为金属键。第10页，共24页，星期日，2025年，2月5日四、分子间的作用力JohannesDiderikvanderWaals1837-19231910NobelPrizeinPhysics1)键能小，约20kJ/mol；1)极性分子的永久偶极矩之间的相互作用；来源：2)分子极化产生诱导偶极矩的吸引作用；3)瞬时偶极矩的伦敦力或色散力。范德瓦耳斯力(VanderWaalsforce)：中性分子或原子间德一种弱的电性吸引。特点：2)没有方向性和饱和性；3)不属于化学键，但可影响物质的性质。第11页，共2