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1、,第七章 固体结构与性质,7.4 金属晶体,7.4.1 金属晶体的内部结构,ABCA,ABA,ABA,配位数=12 配位数=12 配位数=8,面心立方密堆积 六方密堆积 体心立方密堆积,金属键自由电子气把金属阳离子“胶 合”成金属晶体的结合力,7.4.2 金属键,应用分子轨道理论研究金属晶体中原子间的结合力,逐渐发展成金属键的能带理论,7.4.1 金属键能带理论,能带概念,假如一块锂金属有n个原子组成,n个2s 原子轨道组成n个分子轨道,这n个分子 轨道的能级非常接近,几乎形成能量连 续的能带。,能带由n条能级相同的原子轨道组成 能量几乎连续的n条分子轨道,2s 能带由2s 原子轨道组成的能带
2、,如 Li 1s22s1 1s分子轨道能带,按能带的能级和电子在能带中的分布不同, 能带有多种:满带,导带和禁带,能带种类,如 Li 1s22s1 2s分子轨道能带,有空的分子轨道存在,在这种能带的电子, 只要吸收微小的能量,就能跃迁到带内能 量稍高的空轨道上运动,从而使金属具有 导电、导热作用,如 Li 1s22s1 1s能带和2s能带之间的间隙,禁带是电子的禁区, 电子是不能在此停留的。,若禁带不太宽, 电子获能量可从满带越过禁 带跃迁到导带; 若禁带太宽, 跃迁难以进行,能带的重叠,金属的紧密堆积结构 使金属原子核间距一般都很小, 使形成的能带之间的间隙一般也都很小, 甚至会出现重叠现象,能带理论可解释金属的某些物理性质,导体:在外电场下,导带中的电子在能带中做定向运动,形成电流而导电,绝缘体:电子都在满带上,且禁带较宽,难以跃迁, 不能导电,半导体: 禁带较窄, 满带中的电子易被激发,越过禁带到导带上,增加导电能力,能带理论可解释金属的某些物理性质,光照时,导带中的电子可吸收光能跃迁到能量较高的能带上,当电子返回时把吸收的能量又发射出来,使金属具有金属光泽,能带理论可解释金属的某些物理性质,局部加热时,电子运动和核的振动,可进行传热,使金属具有导热性,能带理论可解释金属的某些物理性质,受力作用时,原子在导带中自由电子的润滑下,可以相互滑动,而能带并不被破坏,