《固体物理学》课程教学资源（讲义）第二章 固体的结合（2.3）金属性结合

圉体特理学_黄尾筇二章固体的鑪合_20050406 §23金属性结合 XCH002004 第I族、第Ⅱ族元素及过渡元素都是典型的金属晶体, 它们的最外层电子一般为1~2个。组成晶体时每个原子 的最外层电子为所有原子所共有,因此在结合成金属晶 体时,失去了最外层(价)电子的原子实“沉浸”在由 价电子组成的“电子云”中。如图XCH002004所示。 这种情况下,电子云和原子实之间存在库仑作用,体积 越小电子云密度越高,库仑相互作用的能愈低,表现为 NO sea of electrons O 原子聚合起来的作用 金属晶体结合力:主要是原子实和电子云之间的静电库仑力,对晶体结构没有特殊的要求,只要 求排列最紧密,这样势能最低,结合最稳定。因此大多数金属具有面心立方结构,即立方密积或六 角密积,配位数均为12 鼎立方密积(Cu、Ag、Al、Al)(面心立方结构)(配位数12) 鼎六角密积(Be、Mg、m、Cd 鼎体心立方结构(L、Na、K、Rb、CS、Mo、W)(配位数8) 良好的导电本领,结合能比前面两种晶体要低一些,过渡金属的结合能较大。 晶体的平衡是依靠库仑作用力和一定的排斥力而维持的。 排斥来自两个方面 但体积减小,电子云的密度增大,电子的动能将增加 当原子实相互接近到一定的距离时,它们的电子云发生显著的重叠,将产生强烈的排斥作用。 金属性结合对原子的排列没有特殊的要求,这使得容易造成原子排列的不规范性,使其具有很大的 范性。 REVISED TIME: 05-4 CREATED BY XCH

固体物理学_黄昆_第二章 固体的结合_20050406 § 2.3 金属性结合 第 I 族、第 II 族元素及过渡元素都是典型的金属晶体， 它们的最外层电子一般为 1~2 个。组成晶体时每个原子 的最外层电子为所有原子所共有，因此在结合成金属晶 体时，失去了最外层（价）电子的原子实“沉浸”在由 价电子组成的“电子云”中。如图 XCH002_004 所示。 这种情况下，电子云和原子实之间存在库仑作用，体积 越小电子云密度越高，库仑相互作用的能愈低，表现为 原子聚合起来的作用。 ♣ 金属晶体结合力：主要是原子实和电子云之间的静电库仑力，对晶体结构没有特殊的要求，只要 求排列最紧密，这样势能最低，结合最稳定。因此大多数金属具有面心立方结构，即立方密积或六 角密积，配位数均为 12。 ♣ 立方密积（Cu、Ag、Au、Al）（面心立方结构）（配位数 12） ♣ 六角密积(Be、Mg、Zn、Cd) ♣ 体心立方结构(Li、Na、K、Rb、Cs、Mo、W)（配位数 8） ♣ 良好的导电本领，结合能比前面两种晶体要低一些，过渡金属的结合能较大。 晶体的平衡是依靠库仑作用力和一定的排斥力而维持的。 排斥来自两个方面 —— 但体积减小，电子云的密度增大，电子的动能将增加 —— 当原子实相互接近到一定的距离时，它们的电子云发生显著的重叠，将产生强烈的排斥作用。 金属性结合对原子的排列没有特殊的要求，这使得容易造成原子排列的不规范性，使其具有很大的 范性。 REVISED TIME: 05-4-9 - 1 - CREATED BY XCH