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公司公告

拍打式无菌均质器范围内运动

 个钠原子用一个3s轨道参与组合, 184第四章 结构化学  22 可得到约3×10个分子轨道,其中一半为成键轨道,一半为反键轨道。因此,分 子轨道的数目巨大,使得各相邻分子轨道间的能级非常接近。它们实际上连成 一片,构成了一个具有一定能量界限(即一定宽度)的能带。按能量最低原理, 金属的价层电子将优先排入晶体的成键分子轨道,即将优先在能带下半部的低 能轨道中排布,使整个体系能量降低。这就形成了金属键。这样解释即为金属 键的能带理论。能带的下半部充满电子,叫做满带,其中的电子无法自由流动、 跃迁;而能带上半部分子轨道能量较高,可部分填充电子或是全空的能带,称做 导带或空带。通常有两种情况,一种情形是金属的价电子能带是半满的,另一半 空着(如金属钠);另一种情形是金属的价电子能带虽满,但与上面一个能级的 空带部分重叠,形成了一个未满的导带(如在金属镁中3s能带与3p能带的部分 重叠),见图433。导带中的电子在外电场作用下,可在整个晶体拍打式无菌均质器范围内运动 而形成电流,这就是自由电子。因此,金属是电、热的良导体。 图433 Na和Mg的能带结构图434 导体、半导体和绝缘体的 能带结构特征   在半导体和绝缘体中,满带与空带并不直接相连,其间还隔有一段空隙,被 称为禁带。半导体的禁带能量宽度小于3eV,电子容易获得能量从满带越过禁 带而被激发进入导带,造成导电条件。温度越高,半导体受到的热激发越强,电 子跃迁到空带中的概率越大,电导率也随之增大。绝缘体禁带能量宽度通常 ≥5eV,满带中的电子难以被激发跃迁到空带,因此,通常不能导电,见图434。   5.混合键型晶体   还有相当多的晶体是由不同的键型混合组成的,称为混合键型

 

晶体,或混合 型晶体。  第四节 晶体结构185 2   混合型晶体的典型例子是石墨晶体,石墨中的碳原子采用sp杂化,每个碳 原子与相邻三个碳原子以 σ键结合,形成不断延伸的正六角形蜂巢状的平面结 构层(见图435)。这时每一个碳原子还有 2 一个垂直于sp杂化轨道平面的2p轨道,并 具有一个2p电子。这些互相平行的p电子 云互相重叠,即形成遍及整个平面的离域 π 键(或称大 π键),这些 π电子可以在每一层 平面内自由运动,产生类似金属键的性质。 而平面结构层与层之间靠范德华力结合,再 形成石墨晶体。石墨晶体中既有共价键又有 金属键的作用,而层间结合又是靠范德华力, 因此石墨是混合键型晶体。石墨既有金属光 泽,在层平面方向又有很好的导电性和导热 性。且由于层间结合力较弱,容易滑动,兼有 图435 石墨的层状结构 金属晶体和分子晶体的特性。 三、晶体缺陷和晶体材料   晶体中一切偏离理想的点阵结构都称为晶体的缺陷。“缺陷”一词是贬词, 晶体的缺陷确实影响到晶体的性质,使晶体的某些优良性能下降。例如,金属晶 体中存在位错,原子间的结合力减弱,使金属的机械强度降低。但是,缺陷可以 改变晶体的性质,在晶体中存在种种缺陷,就可以使晶体的性质有着各种各样的 变化,这一点也可以为人类所利用。晶体的许多重要应用正是人们有意识的利 用晶体缺陷产生的。改变晶体缺陷的种类和数量,可制得某些特殊性能的晶体。 所以,晶体缺陷正是人们改造晶体使之具有特定性能材料的用武之地。   ①晶体缺陷的种类 晶体缺陷的种类繁多,若按几何形式分类有:点缺陷 (如杂原子置换、空位、填隙原子)、线缺陷(如位错)、面缺陷(如堆垛层错、晶粒 边界等)和体缺陷(如包裹杂质、空洞等)等。若按缺陷的形成和结构分类有:本 征缺陷 ———指不是由外来杂质原子形成而是晶体结构本身偏离点阵结构造成 的;杂质缺陷 ———指杂原子进入基质晶体中所形成的缺陷。   ②晶体缺陷造成晶体性质的变化 晶体缺陷使得晶体在光、电、磁、声、热 学上出现新的特性。例如,单晶硅、锗都是优良半导体材料,而人为地在硅、锗中 掺入微量砷、镓形成的有控制的晶体缺陷,更成为

 

晶体管材料,是集成电路的基 础。离子晶体的缺陷有时可使绝缘性发生变化,如在AgI中掺杂+1价阳离子 后,室温下就有了较强的导电性,这类固体电解质能在高温下工作,可用于制造 燃料电池、离子选择电极等。杂质缺陷还可使离子型晶体具有绚丽的色彩。如 186第四章 结构化学  αAlO中掺入CrO呈现鲜艳的红色,常称“红宝石”,可用做激光器的晶体材 233 料。晶体缺陷带来晶体性质的变化,给新材料的开发提供了可能。 第五节 超分子作用与超分子化学简介 一、超分子物与超分子化学的特点   超分子物是自然界中,复杂的物质结构大厦中一个发现不久的新层面。虽 然在20世纪80年代以前,“超分子”这一词汇曾被引用来描述由配位已饱和的 物质进一步结合而得到的组合体,但这与现代超分子化学的概念相差甚远。真 正赋予超分子以严格定义,全新的概念,并阐明这类新物质的组成、结构、性质、 变化的基本规律,及其潜在应用前景,从而开辟了当代超分子化学这一全新的前 沿研究领域,则应当分别归功于由法国的莱恩(J.M.Lehn)教授和美国的克拉姆 (D.J.Cram)教授所领导的科研组所作的开创性工作。   由于他们在人工合成各种具有环状或窝穴状分子内空腔的有机大环化合物 (如冠醚Crownether,穴状物Cryptand等),及研究它们与金属离子或中性小分 子间的作用规律方面所作出的卓越的开创性贡献,美国的佩特森(C.Pedersen) 教授和法国的莱恩教授及美国的克拉姆教授三人共同分享了1987年诺贝尔化 学奖。在诺贝尔奖授奖仪式上,莱恩教授作了题为“超分子化学—— ——内容及展 望:分子,超分子和分子装置”的主题演讲,从而首次提出,并系统阐述了超分子 化学(supramolecularchemistry)的基本概念,主要内容及基本规律,开创了这一 全新的研究领域。而与此同时,克拉姆教授在同一场合作了题为“分子主体、客 体及其络合物的设计”的主体演讲,阐述了主体分子与客体分子间相互作用的 规律,并创建了主客体化学(hostguestchemistry)。应该指出的是,莱恩提出的

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点击次数:  更新时间:2016-11-22 09:05:12  【打印此页】  【关闭