发布时间 : 星期五 文章第五章 晶体结构更新完毕开始阅读e43b652c7cd184254b35354b
电子层结构等其它许多因素有关，很复杂。金属键的强弱可以用金属原子化热等来衡量。金属原子化热是指 1mol 金属变成气态原子所需要的热量。金属原子化热数值小时，其熔点低，质地软；反之，则熔点高，硬度大。例如：
金属可以吸收波长范围极广的光，并重新反射出，故金属晶体不透明，且有金属光泽。在外电压的作用下，自由电子可以定向移动，故有导电性。受热时通过自由电子的碰撞及其与金属离子之间的碰撞，传递能量，故金属是热的良导体。
金属受外力发生变形时，金属键不被破坏，故金属有很好的延展性，与离子晶体的情况相反。
（二）金属晶体的密堆积结构
金属晶体中离子是以紧密堆积的形式存在的，下面的刚性球模型来讨论堆积方式。 在一个层中，最紧密的堆积方式是，一个球与周围 6 个球相切，在中心的周围形成 6 个凹位，将其算为第一层。
第二层对第一层来讲最紧密的堆积方式是将球对准1、3、5 位（若对准2、4、6 位，其情形是一样的）。
关键是第三层，对第一、二层来说，可以有两种最紧密的堆积方式。第一种是将球对准第一层的球，于是每两层形成一个周期，即 ABAB 堆积方式，形成六方紧密堆积，配位数12（同层 6，上下各 3）。此种六方紧密堆积的前视图：
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另一种是将球对准第一层的 2、4、6 位，不同于 AB 两层的位置，这是 C 层。第四层再排 A，于是形成 ABCABC 三层一个周期。得到面心立方堆积，配位数 12。
这两种堆积都是最紧密堆积，空间利用率为 74.05 %。
还有一种空间利用率稍低的堆积方式，立方体心堆积。立方体 8 个顶点上的球互不相切， 但均与体心位置上的球相切，配位数 8，空间利用率为 68.02 %。
（三）金属键的能带理论 . 1、理论要点：
（1）电子是离域的
所有电子属于金属晶体，或说为整个金属大分子所共有，不再属于哪个原子。我们称电子是离域的。
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（2）组成金属能带（Energy Band） Na2 有分子轨道：
Na 晶体中，n个3s 轨道组成 n条分子轨道，这n 条分子轨道之间能量差小，由于跃迁所需能量小，这些能量相近的能级组成能带。能带的能量范围很宽,有时可达数百 kJ·mol –1。能带如下图：
（3）满带、导带和空带
（4）能带重叠
2、金属的物理性质 （1）导电性
导电的能带有两种情形，一种是有导带，另一种是满带和空带有部分重叠。如 Be，也有满带电子跃迁，进入空带中，形成导带，使金属晶体导电。
没有导带，且满带和空带之间的禁带 E > 5eV，电子难以跃迁，则为绝缘带；若禁带的 E < 3eV ，在外界能量激发下，看作可以穿越禁带进入空带，以至于能导电，则为半导体。
（2）其它物理性质
金属光泽：电子在能带中跃迁，能量变化的覆盖范围相当广泛，放出各种波长的光，故大
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多数金属呈银白色。
延展性：受外力时，金属能带不受破坏。
熔点和硬度：一般说金属单电子多时，金属键强，熔点高，硬度大。如 W和Re，m.p. 达 3500K， K 和 Na 单电子少，金属键弱，熔点低，硬度小。
金属能带理论中，成键的实质是，电子填充在低能量的能级中，使晶体的能量低于金属原子单独存在时的能量总和。金属能带理论属于分子轨道理论的范畴。
二、分子间作用力
（一）极性分子和非极性分子 1、极性分子和非极性分子
由两个相同原子形成的单质分子，分子中只有非极性共价键，共用电子对不发生偏移，这种分子称为非极性分子。由两个不同原子形成的分子，如HCl，由于氯原子对电子的吸引力大于氢原子，使共用电子对偏向氯原子一边，使氢原子一端显正电，氯原子一端显负电，在分子中形成正负两极，这种分子称为极性分子，双原子分子的极性大小可由键矩决定。
在多原子分子中，分子的极性和键的极性有时并不一致，如果组成分子的化学键都是非极性键，分子也没有极性，但在组成分子的化学键为极性键时，分子的极性就要取决于它的空间构型。如在CO2分子中，氧的电负性大于碳，在C—O键中，共用电子对偏向氧，C—O是极性键，但由于CO2分子的空间结构是直线型对称的（O==C==O），两个C—O键的极性相互抵消，其正负电荷中心重合，因此CO2是非极性分子。同样，在CCl4中虽然C—Cl键有极性，但分子为对称的四面体空间构型，分子没有极性，我们可把键矩看成一个矢量，分子的极性取决于各键矢量加合的结果。
分子的偶极矩是衡量分子极性大小的物理量，分子偶极矩的数据可由实验测定。 2、永久偶极、诱导偶极和瞬时偶极 （1）永久偶极
极性分子的固有偶极称永久偶极。 （2）诱导偶极和瞬时偶极
非极性分子在外电场的作用下，可以变成具有一定偶极的极性分子，而极性分子在外电场作用下，其偶极也可以增大。在电场的影响下产生的偶极称为诱导偶极。
诱导偶极用△μ表示，其强度大小和电场强度成正比，也和分子的变形性成正比。所谓分子的变形性，即为分子的正负电重心的可分程度，分子体积越大，电子越多，变形性越大。
非极性分子无外电场时，由于运动、碰撞，原子核和电子的相对位置变化，其正负电重
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