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2.4 金属键与金属晶体
2.4.1 金属键的改性共价键理论
2.4.2 金属键的能带理论
2.4.3 金属晶体的紧密堆积结构
2.4.1 金属键的改性共价键理论
金属键的特征：
金属晶体
金属原子
金属离子
自由电子
结合力
产生
金属键
没有方向性
没有饱和性
金属
光泽
导电性
导热性
延展性
金属光泽：
自由电子
可见光
吸收
基态
激发态
跃迁
跳回到
低能级
( 释放出可见光 )
金属一般显银白色光泽和对辐射有良好的反射性能
导电性：
自由电子
外加电场
定向流动
电流
某一部分 金属受热
自由电子运动加速
原子和离子振动加剧
其他自由电子
整个晶体
热能
导热性：
振动和碰撞
热能
延展性：
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
外力作用
滑动
自由电子不属于特定原子所有，
相对位移后，
不破坏化学键。
易于机械加工
2.4.2 金属键的能带理论
能量相近分子轨道的组合
满 带
能 量
E
空
满
导带
满带
导带
禁带
满带与导带之间的 能量空隙(范围)
电子不能停留于禁带
完全被电子占满的 能量较低的能带
部分被电子占满的 能量较高的能带
能带：
导体：
无禁带存在
(a)由未充满电子的能带形成的导带
(b)由满带与空带发生能级交错形成的复合导带
能 量
导 带
满带
空带
能 量
空带
满带
重叠
导体能带图
(a)
(b)
半导体：
半导体的能带图
导带是空的
满带
电 子
满带
满 带
能 量
E
导 带
禁带宽度很小
(E＜3ev)
空带
空带
空位
导带
满 带
能 量
E
导 带
绝缘体的能带图
导带是空的
满带
电 子
×
绝缘体：
禁带宽度很大
(E＞5ev )
导带
满 带
E
导 带
能
量
2.4.3 金属晶体的紧密堆积结构
a
b
第一层
第二层
金属原子
等径圆球
每一个球与六个球相切
有六个空隙
只能用去三个空隙
六方紧密堆积结构
配位数：12
空间占有率：
空间被晶格粒子占满的百分数
空间占有率越大，
粒子堆积得越紧密。
约74%
面心立方紧密堆积结构
配位数：12
空间占有率：
约74%
体心立方密堆积结构
配位数：8
空间占有率：
约68%

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