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chapter5 物质结构基础

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2011-03-27 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《chapter5 物质结构基础ppt》,可适用于高等教育领域

第五章第五章物质结构基础物质结构的近代概念电磁波谱(Electromagneticspectrum)物质结构的近代概念电磁波谱(Electromagneticspectrum)物质结构的近代概念物质结构的近代概念分光(Spectroscopy)-连续光谱物质结构的近代概念氢原子光谱-线状光谱物质结构的近代概念氢原子光谱-线状光谱物质结构的近代概念普朗克理论物质结构的近代概念普朗克理论年,普朗克(MaxPlanck-德国物理学家年Nobelprize)提出量子化理论:物质吸收或发射能量是不连续的即只能以单个的、一定份量的方式也就是量子化的。一个量子的能量E=hνh-普朗克常数×-J·s物质结构的近代概念光电效应(photoelectric)学说物质结构的近代概念光电效应(photoelectric)学说年爱因斯坦(AlbertEinstein-)运用普朗克量子论解释光电效应实验提出光同时具有波和粒子的性质。即E=hν(光子的能量)(光子的动量)物质结构的近代概念卢瑟福原子模型物质结构的近代概念卢瑟福原子模型年卢瑟福(Rutherford)物质结构的近代概念玻尔原子结构物质结构的近代概念玻尔原子结构年玻尔(NielsBohr丹麦物理学家)在普朗克量子论、爱因斯坦光子学说、卢瑟福有核原子模型的基础上解释线状光谱提出有关原子结构的假设:电子不是在任意轨道而是在符合一定条件的轨道(稳定轨道)上绕核运动在稳定轨道上运动时不放出能量电子的轨道离核越远原子的能量越大。原子在稳定状态时(基态)各电子尽可能在离核最近的轨道上原子的能量最低只有电子从较高的能级跃迁到较低能级时原子才会以光子形式放出能量hν=EE反之则需吸收相应的能量。物质结构的近代概念微观粒子的波粒二象性-德布罗意波物质结构的近代概念微观粒子的波粒二象性-德布罗意波年德布罗意(LouisdeBroglie,,法国物理学家)提出实物粒子也有波粒二象性。这种物质微粒所具有的波称为德布罗意波或物质波。物质结构的近代概念电子衍射(Diffraction)实验物质结构的近代概念电子衍射(Diffraction)实验年美国物理学家戴维逊(DJDavisson)等通过电子衍射实验证明了电子运动具有波动性:当高速运动的电子束穿过晶体光栅投射到感光底片上时得到的不是一个感光点而是明暗相间的衍射环纹与光的衍射图相似。物质结构的近代概念物质结构的近代概念若用慢射电子枪取代电子束进行类似实验发现每个电子在感光底片上弹着的位置是无法预料的说明电子运动没有固定轨道但单个的电子不断发射以后在感光底片上仍然可以得到明暗相间的衍射环纹这说明电子运动是有规律的。亮环纹处衍射强度大说明电子出现的机会多亦即概率大暗环纹处则相反。物质结构的近代概念海森堡测不准原理(UncertaintyPrinciple)物质结构的近代概念海森堡测不准原理(UncertaintyPrinciple)年海森堡(WernerHeisenberg-德国物理学家)提出人们不可能同时准确地测定电子的速度和空间位置。即只能用概率而不能用途径来描述它们的运动状态。物质结构的近代概念波函数物质结构的近代概念波函数量子力学认为:原子中单个电子运动的轨迹是无法确定的但原子中电子在原子核外的分布是有规律的:核外空间某些区域电子出现的概率较大而另一些区域电子出现的概率较小电子在原子核外空间某处单位体积内出现的概率称为概率密度。物质结构的近代概念波函数物质结构的近代概念波函数波函数年奥地利物理学家薛定谔(ErwinSchrÖdinger,~),根据波粒二象性的概念提出了一个描述微观粒子运动的基本方程──薛定谔波动方程:V-势能核对电子的吸引V=ZerΨ-波函数薛定谔方程的解是原子周围空间位置(x,y,z)的函数波函数的空间图像是原子轨道原子轨道的表示式是波函数Ψ可以反映电子在核外空间某处单位体积内出现的概率即概率密度。物质结构的近代概念波函数物质结构的近代概念波函数量子数在不同条件(不同量子数)下求解薛定谔方程可以得到不同的E和Ψ。①主量子数n描述原子中电子出现的概率最大的区域离核的远近n相同则能量相同n的取值范围为正整数即…n决定了电子层数:n=即K层n=即L层n=即M层…。物质结构的近代概念波函数物质结构的近代概念波函数②角量子数l表示了原子轨道(电子云)的形状l取值受n限制n-…l决定了同一电子层中具有不同状态的亚层l=即s轨道l=即p轨道l=即d轨道l=即f轨道。物质结构的近代概念波函数物质结构的近代概念波函数③磁量子数m表示了原子轨道(电子云)在空间的取向m取值受l限制±±…±lm决定了原子轨道在空间的取向:px、py、pzdxy、dyz、dzx、dxy、dz。物质结构的近代概念波函数物质结构的近代概念波函数④自旋量子数ms表示了电子的自旋状态取值仅有±。TheregioninwhichanelectronwiththespecificenergywillmostprobablybelocatediscalledanatomicorbitalThedesignationoftheorbital“location”ofanelectronrequiresfourquantumnumbersIndependentofanyexperiencedevidence,threeofthemarisefromsolutionoftheSchrödingerequationAfourthquantumnumber,thespinquantumnumberms(=),isneededtocompletethedesignationofeachindividualelectronwithinanatom(becausetheelectroncanoccupytheorbitalintwodifferentorientations)Thefirstquantumnumber,Theprincipalquantumnumbern,identifiesthemainenergylevel(likethebalconies)Thesecond,thesubshellquantumnumberl(=,,,…,n)(traditionallycalledeithertheangularmomentumorazimuthalquantumnumber)identifiessublevelsofenergywithinthemainenergylevel(liketherowsineachbalcony)Thethirdquantumnumberistheorbitalquantumnumberm(l,…,,…,l)(traditionallycalledthemagneticquantumnumber)-itpinsdownthelocationofindividualelectronsinorbitals(liketheseatsineachrow)物质结构的近代概念波函数物质结构的近代概念波函数波函数角度分布图Ψ(x,y,z)可以用球坐标Ψ(r,θ,φ)表示。x=rsinθcosφy=rsinθsinφz=rcosθ则Ψ(r,θ,φ)=R(r)·Y(θ,φ)R(r)是波函数的径向部分Y(θ,φ)表示波函数的角度部分。物质结构的近代概念波函数物质结构的近代概念波函数氢原子基态波函数:s轨道即n=l=将角度部分按θ,φ变化作图可得原子轨道角度分布图。物质结构的近代概念波函数物质结构的近代概念波函数p原子轨道角度分布图d原子轨道角度分布图s原子轨道角度分布图物质结构的近代概念电子云物质结构的近代概念电子云概率密度与电子云Ψ与电子在核外空间某处单位体积内出现的概率即概率密度。对氢原子基态波函数:可见离核越近概率密度越大。以黑点的疏密表示概率密度分布的图形叫做电子云。物质结构的近代概念电子云物质结构的近代概念电子云氢原子激发态-p轨道电子云物质结构的近代概念电子云物质结构的近代概念电子云氢原子激发态-d轨道电子云物质结构的近代概念电子云物质结构的近代概念电子云电子云角度分布图-Ψ的角度部分随θ,φ变化的图形。与波函数角度分布图相同:只表示空间伸展方向(l,m)与离核距离(n)无关与波函数角度分布图差别:形状“瘦小”无正负之分波函数有。物质结构的近代概念电子云物质结构的近代概念电子云电子云径向分布图只能反映电子出现概率的大小与离核距离(n)的关系不反映与角度(l,m)的关系。关于原子模型的发展历程关于原子模型的发展历程多电子原子的电子分布方式和周期系多电子原子轨道的能级多电子原子的电子分布方式和周期系多电子原子轨道的能级氢原子轨道能级多电子原子轨道能级多电子原子的电子分布方式和周期系核外电子分布原理和核外电子分布方式多电子原子的电子分布方式和周期系核外电子分布原理和核外电子分布方式核外电子排布的三个原理原子轨道能量主要与主量子数(n)有关。对多电子原子(除H外)原子轨道的能量还与角量子数(l)、原子序数(核电荷数)有关。根据原子光谱实验的结果总结出核外电子分布的规律基本遵循三个基本原理。多电子原子的电子分布方式和周期系核外电子分布原理和核外电子分布方式多电子原子的电子分布方式和周期系核外电子分布原理和核外电子分布方式①泡利(Pauli)不相容原理(,Exclusionprinciple)在同一原子中不可能有四个量子数完全相同的电子存在。每一个轨道内最多只能容纳两个自旋方向相反的电子每一层内最多可能容纳n个电子。多电子原子的电子分布方式和周期系核外电子分布原理和核外电子分布方式多电子原子的电子分布方式和周期系核外电子分布原理和核外电子分布方式②能量最低原理多电子原子处在基态时核外电子的分布在不违反泡利原理的前提下总是尽先分布在能量较低的轨道以使原子处于能量最低的状态。多电子原子的电子分布方式和周期系核外电子分布原理和核外电子分布方式多电子原子的电子分布方式和周期系核外电子分布原理和核外电子分布方式年鲍林Pauling近似能级图多电子原子的电子分布方式和周期系核外电子分布原理和核外电子分布方式多电子原子的电子分布方式和周期系核外电子分布原理和核外电子分布方式徐光宪(中国化学家)归纳得到近似规律:(n+l)值首位数相同的原子轨道为一个能级组。原子轨道近似能级图(核外电子填入轨道顺序图)多电子原子的电子分布方式和周期系核外电子分布原理和核外电子分布方式多电子原子的电子分布方式和周期系核外电子分布原理和核外电子分布方式③洪德规则(Hund’srule)原子在同一亚层的等价轨道(n、l相同的所有m)上分布电子时将尽可能单独分布在不同的轨道而且自旋平行(ms相同)这样体系的能量最低。等价轨道在全充满、半充满或全空的状态比较稳定。多电子原子的电子分布方式和周期系核外电子分布原理和核外电子分布方式多电子原子的电子分布方式和周期系核外电子分布原理和核外电子分布方式核外电子分布方式和外层电子分布式核外电子分布方式:Sc:sspspdsTi:sspspds外层电子分布式(外层电子构型):Ti:ds(因内层电子已经充满)。可用该元素前一周期的希有气体的元素符号作为原子实基态阳离子的轨道能级与原子的轨道能级有所不同形成离子时失电子从最外层开始:Ti:spdTi:sp多电子原子的电子分布方式和周期系核外电子分布原理和核外电子分布方式多电子原子的电子分布方式和周期系核外电子分布原理和核外电子分布方式特殊情况Cu电子分布为ds而不是ds(全满)Cr的电子分布为ds而不是ds(半满)多电子原子的电子分布方式和周期系核外电子分布原理和核外电子分布方式多电子原子的电子分布方式和周期系核外电子分布原理和核外电子分布方式徐光宪得到近似规律:(n+l)值判断离子外层电子的能量高低。多电子原子的电子分布方式和周期系原子的结构与性质的周期性规律多电子原子的电子分布方式和周期系原子的结构与性质的周期性规律原子结构与元素周期律①周期(period)元素的周期即其原子核外电子的层数(能级组)。②族(group)若元素原子最后的电子填入s或p亚层则该元素为主族元素以A表示若元素原子最后的电子填入d或f亚层则该元素属副族元素又称过渡元素(填入f亚层的又称内过渡元素)以B表示。族号:主族及Ⅰ、Ⅱ副族=最外层电子数零族最外层电子数为其它副族=最外层电子与次外层d电子之和。③区(block)根据元素原子外层电子构型不同把元素所在位置分成spdds和f五个区。多电子原子的电子分布方式和周期系原子的结构与性质的周期性规律多电子原子的电子分布方式和周期系原子的结构与性质的周期性规律同周期的主族元素,自左向右,原子半径逐渐减小同周期的d区过渡元素,从左向右,原子半径略减小从IB族起,由于次外层(n)d轨道已充满,显著地抵消核电荷对外层ns电子的引力,原子半径反而增大。原子半径(多以共价半径计也有金属半径、范德华半径,均为核间距的一半)多电子原子的电子分布方式和周期系原子的结构与性质的周期性规律多电子原子的电子分布方式和周期系原子的结构与性质的周期性规律同一族渐大。镧系收缩。多电子原子的电子分布方式和周期系原子的结构与性质的周期性规律多电子原子的电子分布方式和周期系原子的结构与性质的周期性规律元素的氧化值主族元素原子只有最外层的电子为价电子能参与成键因此主族元素(F、O除外)的最高氧化数等于该原子的价电子总数(亦即族数)。随着原子核电荷数的递增主族元素的氧化数呈现周期性的变化。多电子原子的电子分布方式和周期系原子的结构与性质的周期性规律多电子原子的电子分布方式和周期系原子的结构与性质的周期性规律副族元素的氧化值ⅢB~ⅦB族元素原子最外层的s亚层和次外层d亚层的电子均为价电子元素的最高氧化数也等于价电子总数。多电子原子的电子分布方式和周期系原子的结构与性质的周期性规律多电子原子的电子分布方式和周期系原子的结构与性质的周期性规律元素的电离能(I)气态原子要失去电子变为气态阳离子(即电离)必须克服核电荷对电子的引力而消耗能量这能量称为电离能(I)单位为kJ·mol。从基态(能量最低的状态)的中性气态原子失去一个电子形成气态阳离子所需要的能量称为原子第一电离能(I)由氧化数为的气态阳离子再失去一个电子形成氧化数为的气态阳离子所需要的能量称为原子的第二电离能(I)余类推。多电子原子的电子分布方式和周期系原子的结构与性质的周期性规律多电子原子的电子分布方式和周期系原子的结构与性质的周期性规律电离能的大小反映了得失电子的难易程度电离能越大越难失去电子则金属性越弱反之则金属性越强。同一周期主族元素从左向右电离能逐渐增大副族元素从左向右变化不十分规律。同一族主族元素从上往下原子的电离能逐渐减小副族元素从上往下电离能变化没有较好的规律。多电子原子的电子分布方式和周期系原子的结构与性质的周期性规律多电子原子的电子分布方式和周期系原子的结构与性质的周期性规律元素的电负性(electronegativity)某原子难失去电子不一定就容易得到电子反之难得到电子也不一定就容易失去电子。为了能比较全面地描述不同元素原子在分子中对成键电子吸引的能力鲍林提出了电负性的概念。所谓电负性是指分子中元素原子吸引电子的能力。指定最活泼的非金属元素原子(F)的电负性为通过计算得到其它元素原子的电负性值。非金属大于金属一般小于。某元素的电负性越大表示它的原子在分子中吸引成键电子(即习惯说的共用电子)的能力越强。多电子原子的电子分布方式和周期系原子的结构与性质的周期性规律多电子原子的电子分布方式和周期系原子的结构与性质的周期性规律元素原子的电负性:主族元素:同一周期从左向右电负性逐渐增大同一主族从上往下电负性逐渐减小副族元素:ⅢB~ⅤB族变小ⅥB~ⅡB族从上往下电负性变大。多电子原子的电子分布方式和周期系原子光谱多电子原子的电子分布方式和周期系原子光谱基态:原子中所有电子都处于能量最低的轨道上激发态:原子中某些电子处于能量较高的轨道上时则称此原子处于激发态。△E=hν化学键与分子间作用力化学键化学键与分子间作用力化学键原子或离子之间某种强烈的作用力将多个原子或离子结合成分子这种力即化学键。化学键分离子键、共价键、金属键三种。化学键与分子间作用力化学键化学键与分子间作用力化学键离子键(ionicbonds)电负性较小的金属原子和电负性较大的非金属原子靠近时前者易失去外层电子成正离子后者易获得电子成负离子正负离子之间靠静电引力结合在一起形成离子化合物。本质是正﹑负离子之间的静电引力是一种较强的相互作用力外层电子构型有、~和电子构型三种类型。特征是既无方向性又无饱和性。化学键与分子间作用力化学键化学键与分子间作用力化学键共价键(covalentbonds)同种非金属元素或电负性相近的不同元素一般以共价键结合形成共价型单质(H、Cl、N)或共价型化合物(HCl、HO)。化学键与分子间作用力化学键化学键与分子间作用力化学键价键理论(valencebondtheory)俗称电子配对法相邻原子间电子相互配对。化学键与分子间作用力化学键化学键与分子间作用力化学键H分子基态时的核间距离d=pm小于两个H原子半径之和(pm×=pm)表明在H分子中两个H原子的s轨道之间发生了重叠。成键电子轨道的重叠使两核间形成了一个电子出现的概率密度较大的区域。既削弱了两核间的正电排斥力还增强了两核对核间电子云的吸引使体系能量降低。化学键与分子间作用力化学键化学键与分子间作用力化学键价键理论内容:组成分子的两个原子必须具有未成对的电子且自旋方向相反。故成键数目取决于原子中未成对电子数即具饱和性如N≡NNH化学键与分子间作用力化学键化学键与分子间作用力化学键原子轨道相互重叠形成共价键时原子轨道要对称性匹配(原子轨道符号相同)并满足最大重叠的条件(沿重叠最大的方向)。因p、d、f轨道都有一定的空间取向故成键具方向性。化学键与分子间作用力化学键化学键与分子间作用力化学键σ键:原子轨道沿两核连线方向以“头碰头”的方式进行重叠π键:原子轨道沿两核连线方向以“肩并肩”的方式进行重叠。HC≡CH化学键与分子间作用力化学键化学键与分子间作用力化学键N≡N化学键与分子间作用力化学键化学键与分子间作用力化学键分子轨道理论分子中的电子不再从属于某个原子而是在整个分子空间范围内运动。电子进入分子轨道后若体系总能量降低即能成键。分子轨道由组成分子的各原子轨道组合而成。分子轨道总数等于组成分子的各原子轨道数目的总和。分子轨道的形状可以通过原子轨道的重叠分别近似地描述。化学键与分子间作用力化学键化学键与分子间作用力化学键分子轨道理论化学键与分子间作用力分子的极性和分子的空间构型化学键与分子间作用力分子的极性和分子的空间构型共价键参数键能(E)─衡量化学键强度的键参数。键的离解能(D)─在K和kPa下的气态物质断裂单位物质的量的化学键而生成气态原子时所需要的能量。对双原子分子而言其键能数值等于该键的解离能。分子中若有多个相同的键则该键的键能为同种键逐级解离能的平均值。化学键与分子间作用力分子的极性和分子的空间构型化学键与分子间作用力分子的极性和分子的空间构型键长(Lb)─分子中成键原子核间的距离。也反应了键的强度。两个确定的原子之间形成的不同的化学键其键长值越小键能就越大键就越牢固。化学键与分子间作用力分子的极性和分子的空间构型化学键与分子间作用力分子的极性和分子的空间构型键角─分子中相邻两键之间的夹角。键角和键长是描述分子几何结构的两个要素。化学键与分子间作用力分子的极性和分子的空间构型化学键与分子间作用力分子的极性和分子的空间构型分子的极性和电偶极矩分子总体呈电中性但从分子内部看:化学键与分子间作用力分子的极性和分子的空间构型化学键与分子间作用力分子的极性和分子的空间构型对极性分子其极性用电偶极矩(μ)表示。等于分子中电荷中心(正电荷中心或负电荷中心)上的电荷量(q)与正、负电荷中心间距离(l)的乘积:   μ=q·l  数值可通过实验测出单位库·米(C·m)。依其判断分子有无极性和极性大小:非极性分子的偶极矩等于极性分子偶极矩越大分子的极性越强。化学键与分子间作用力分子的极性和分子的空间构型化学键与分子间作用力分子的极性和分子的空间构型!注意:键的极性与分子的极性未必一致HO键是极性键HO是极性分子CH键是极性键CH却是非极性分子。分子的极性与键的极性有关还与分子的空间构型有关。化学键与分子间作用力分子的极性和分子的空间构型化学键与分子间作用力分子的极性和分子的空间构型分子的空间构型与杂化轨道(hybridorbitals)理论杂化轨道理论形成分子时同一原子中若干能量相近(同一能级组)的原子轨道可以相互混杂(杂化)形成同样数目的能量完全相同的新的原子轨道。杂化─轨道的相互叠加过程。杂化轨道─原子轨道叠加后产生的新的原子轨道。化学键与分子间作用力分子的极性和分子的空间构型化学键与分子间作用力分子的极性和分子的空间构型分子的空间构型BeF分子-实验事实:直线型分子。化学键与分子间作用力分子的极性和分子的空间构型化学键与分子间作用力分子的极性和分子的空间构型BF分子化学键与分子间作用力分子的极性和分子的空间构型化学键与分子间作用力分子的极性和分子的空间构型CH分子化学键与分子间作用力分子的极性和分子的空间构型化学键与分子间作用力分子的极性和分子的空间构型NH分子和HO分子中心原子sp杂化但键角均小于°’。孤对电子的存在使各个杂化轨道中所含的成分不同的杂化叫做不等性杂化。化学键与分子间作用力分子的极性和分子的空间构型化学键与分子间作用力分子的极性和分子的空间构型杂化轨道理论:形成的杂化轨道的数目等于参加杂化的原子轨道数目杂化轨道角度分布的图形与原来s轨道和p轨道的不同由杂化轨道形成的共价键比较牢固。化学键与分子间作用力分子间相互作用力化学键与分子间作用力分子间相互作用力分子间力取向力、色散力、诱导力(统称范德华力VandeWaals)、氢键、疏水作用。键:原子间力形成分子或晶体分子间力:分子间较弱的相互作用力。化学键与分子间作用力分子间相互作用力化学键与分子间作用力分子间相互作用力色散力:由于原子核、电子的不停运动正负电中心不能总是保持重合会有瞬间偶极存在。瞬间偶极间的异性相吸而产生的分子间力即色散力。存在于所有分子之间。取向力:两个极性分子靠近时由于同极相斥异极相吸使分子在空间处于异极相邻的状态。由于固有偶极之间的作用而产生的分子间力叫做取向力。诱导力:在相邻分子的固有偶极作用下使每个分子的正、负电荷中心更加分开产生了诱导偶极。诱导偶极与固有偶极之间的分子间力即诱导力。固有偶极只有极性分子才有故诱导力存在的前提是极性分子。均是吸引作用。化学键与分子间作用力分子间相互作用力化学键与分子间作用力分子间相互作用力非极性分子之间只有色散力极性分子和非极性分子之间存在诱导力、色散力极性分子间则有色散力、诱导力、取向力化学键与分子间作用力分子间相互作用力化学键与分子间作用力分子间相互作用力氢键在分子间或分子内存在的与分子间力大小接近的作用力氢原子与电负性较大的X原子以极性共价键相结合的同时还能吸引另一个电负性较大、半径又较小且有孤对电子的Y原子。X-H……Y化学键与分子间作用力分子间相互作用力化学键与分子间作用力分子间相互作用力氢键具有方向性和饱和性。化学键与分子间作用力分子间相互作用力化学键与分子间作用力分子间相互作用力分子间力和氢键对物质性质的影响氢键弱于化学键强于分子间力。物质的熔点和沸点同类型单质和化合物其熔、沸点一般随摩尔质量增大而升高原因在于色散力增大。含氢键物质会出现反常。化学键与分子间作用力分子间相互作用力化学键与分子间作用力分子间相互作用力物质的溶解性相似相溶-极性相同者易互溶。晶体结构晶体结构晶体:具有一定的几何形状和一定的熔点以及各向异性。物质微粒的排列表现出周期性和对称性。晶胞:晶体中最小的周期单位。晶体结构晶体的基本类型晶体结构晶体的基本类型离子晶体物质微粒:正、负离子作用力:离子键即静电引力特性:熔点高、硬度大、延展性差水溶液和熔融态均导电。而熔点、硬度等物理性质与晶格能相关。晶格能:KPa和K时由气态正、负离子形成单位物质的量离子晶体所释放的能量。晶体结构晶体的基本类型晶体结构晶体的基本类型原子晶体物质微粒:原子作用力:共价键特性:不存在独立的原子或分子。晶体结构晶体的基本类型晶体结构晶体的基本类型物质微粒:分子作用力:分子间力(范德华力和氢键)特性:存在独立的分子硬度较小熔点较低固态和熔融态不导电。分子晶体晶体结构晶体的基本类型晶体结构晶体的基本类型物质微粒:金属原子或金属正离子结合力:金属键特性:不透明具有金属光泽延展性好、导电导热。没有单独存在的原子。自由电子:最外层价电子脱离原子的束缚而在金属晶粒间自由运动也称离域电子。金属键:自由电子与原子(或正离子)间的作用力。金属晶体晶体结构晶体的基本类型晶体结构晶体的基本类型晶体结构过渡型晶体晶体结构过渡型晶体链状结构晶体链内作用力为共价键链带负电链间充填着金属正离子链与链靠静电作用相结合。易于沿链的平行方向裂开。晶体结构过渡型晶体晶体结构过渡型晶体层状结构晶体-石墨每个碳原子以sp杂化形成个杂化轨道分别与相邻的个碳原子形成个sp-sp键键角°每碳原子还有一个p原子轨道垂直于sp杂化轨道相互重叠形成遍及整个平面层的离域大π键每个p轨道中各有一个电子这些电子可以沿平面层移动。故石墨具导电、导热性有金属光泽。

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