固体物理复习题: 情况下达到电子饱和的状态,由此组成比较稳定和坚固的化学结构叫做共价键。 1、晶体结构。 当原子中的电子一旦配对后,便再不能再与第三个电子配对,因此当一个原2、原子间的排斥力主要是什么原因引起的? 子与其他原子结合时,能够形成共价键的数目有一个最大值,这个最大值取决于库仑斥力 与 泡利原理 引起的 它所含有的未配对的电子数。即由于共价晶体的配位数较低,所以共价键才有饱3、固体呈现宏观弹性的微观本质是什么? 和性的特点。另一方面,当两个原子在结合成共价键时,电子云发生交叠,交叠[解答]固体受到外力作用时发生形变, 外力撤消后形变消失的性质称为固体的弹越厉害,共价键结合就越稳固,因此在结合时,必定选取电子云交叠密度最大的方位,这就是共价键具有方向性的原因。 性. 设无外力时相邻原子间的距离为r0, 当相邻原子间的距离r>r0时, 吸引力起7、原胞中有 p个原子,在晶体中有3支声学波 3 p ?3 支光学波。 主导作用; 当相邻原子间的距离r<r0时, 排斥力起主导作用. 当固体受挤压时, 8、长光学支格波与长声学支格波本质上有何差别? r<r0, 原子间的排斥力抗击着这一形变. 当固体受拉伸时, r>r0, 原子间的吸答:长光学支格波的特征是每个原胞内的不同原子做相对振动, 振动频率较高, 引力抗击着这一形变. 因此, 固体呈现宏观弹性的微观本质是原子间存在着相互它包含了晶格振动频率最高的振动模式. 长声学支格波的特征是原胞内的不同原作用力, 这种作用力既包含着吸引力, 又包含着排斥力. 子没有相对位移, 原胞做整体运动, 振动频率较低, 它包含了晶格振动频率最低4、简述产生范德瓦斯力的三个来源,为什么分子晶体是密堆积结构? 的振动模式, 波速是一常数. 任何晶体都存在声学支格波, 但简单晶格(非复式答:来源:1、极性分子间的固有偶极矩产生的力称为Keesen力;2、感应偶极矩格子)晶体不存在光学支格波. 产生的力称为Debye力;3、非极性分子间的瞬时偶极矩产生的力称为London力。 9、什么是爱因斯坦模型?为什么爱因斯坦模型计算的热容在低温下与实验值不符? 由于范德瓦耳斯力引起的吸引能与分子间的距离r的6次方成反比,因此,答:爱因斯坦对晶格振动采用了一个极简单的假设,即晶格中的各原子振动都是只有当分子间的距离r很小时范德瓦耳斯力才能起作用。而分子晶体的排斥能与的,这样所有原子振动都有同一频率。 按照爱因斯坦温度的定义, 爱因斯分子间的距离r的12次方成反比,因此排斥能随分子间的距离增加而迅速减少。坦模型的格波的频率大约为 , 属于光学支频率. 但光学格波在低温时对热范德瓦耳斯力没有方向性,也不受感应电荷是否异同号的,因此,分子晶体容的贡献非常小, 低温下对热容贡献大的主要是长声学格波. 也就是说爱因斯坦的配位数越大越好。配位数越大,原子排列越密集,分子晶体的结合能就越大,没考虑声学波对热容的贡献是爱因斯坦模型在低温下与实验存在偏差的根源. 分子晶体就越稳定,在自然界排列最密集的晶体结构为面心立方或六方密堆积结10、晶格热容的爱因斯坦模型和德拜模型各自的假设是什么?两个模型各自的优构。
缺点分别是什么? 5、晶体结合类型及机理。周期表中元素和化合物晶体结合的规律性。(见课本) 答:爱因斯坦模型假设3N个格波振动的频率相等;德拜模型则把晶格看作连答:结合类型及机理:离子晶体—离子键 分子晶体—范德瓦尔斯力 共价晶体续媒质。爱因斯坦模型的优点是第一次从非经典物理学的角度解释了固体—共价键 金属晶体—金属键 氢键晶体—氢键。 的热容问题,所得的理论结果在能与实验结果定性的相符,且温度越高,6、试述共价键定义,为什么共价键具有饱和性和方向性的特点? 结果与实验越相符,缺点是在低温下理论值与实验值相比下降地太快;德答:共价键是化学键的一种,两个或多个原子共
同使用它们的外层电子,在理想拜模型的优点是在低温下是严格正确的,缺点是在高温下理论完全失效。 第一页(共4页)C卷