金属键

金属键的能带理论是利用量子力学的观点来说明金属键的形成。因此,能带理论也称为金属键的量子力学模型,它有5个基本观点:

金属键

观点一

为使金属原子的少数价电子(1、2或3)能够适应高配位数的需要,成键时价电子必须是“离域”的(即不再从属于任何一个特定的原子),所有价电子应该属于整个金属晶格的原子共有。

观点二

金属晶格中原子很密集,能组成许多分子轨道,而且相邻的分子轨道能量差很小,可以认为各能级间的能量变化基本上是连续的。

观点三

分子轨道所形成的能带,也可以看成是紧密堆积的金属原子的电子能级发生的重叠,这种能带是属于整个金属晶体的。例如,金属锂中锂原子的1S能级互相重叠形成了金属晶格中的1S能带,等等。每个能带可以包括许多相近的能级,因而每个能带会包括相当大的能量范围,有时可以高达418kJ/mol。

观点四

按原子轨道能级的不同,金属晶体可以有不同的能带(如上述金属锂中的1s能带和2s能带),由已充满电子的原子轨道能级所形成的低能量能带,叫做“满带”;由未充满电子的原子轨道能级所形成的高能量能带,叫做“导带”。这两类能带之间的能量差很大,以致低能带中的电子向高能带跃迁几乎不可能,所以把这两类能级间的能量间隔叫做“禁带”。例如,金属锂(电子层结构为1s22s1)的1s轨道已充满电子,2s轨道未充满电子,1s能带是个满带,2s能带是个导带,二者之间的能量差比较悬殊,它们之间的间隔是个禁带,是电子不能逾越的(即电子不能从1s能带跃迁到2s能带)。但是2S能带中的电子却可以在接受外来能量的情况下,在带内相邻能级中自由运动。

观点五

金属中相邻近的能带也可以互相重叠,如铍(电子层结构为1s22s2)的2s轨道已充满电子,2s能带应该是个满带,似乎铍应该是一个非导体。但由于铍的2s能带和空的2p能带能量很接近而可以重叠,2s能带中的电子可以升级进入2p能带运动,于是铍依然是一种有良好导电性的金属,并且具有金属的通性。

根据能带理论的观点,金属能带之间的能量差和能带中电子充填的状况决定了物质是导体、非导体还是半导体(即金属、非金属或准金属)。如果物质的所有能带都全满(或最高能带全空),而且能带间的能量间隔很大,这个物质将是一个非导体;如果一种物质的能带是部分被电子充满,或者有空能带且能量间隙很小,能够和相邻(有电子的)能带发生重叠,它是一种导体。半导体的能带结构是满带被电子充满,导带是空的,而禁带的宽度很窄,在一般情况下,由于满带上的电子不能进入导带,因此晶体不导电(尤其在低温下)。由于禁带宽度很窄,在一定条件下,使满带上的电子很容易跃迁到导带上去,使原来空的导带也充填部分电子,同时在满带上也留下空位(通常称为空穴),因此使导带与原来的满带均未充满电子,所以能导电。

能带理论也能很好地说明金属的共同物理性质。向金属施以外加电场时,导带中的电子便会在能带内向较高能级跃迁,并沿着外加电场方向通过晶格产生运动,这就说明了金属的导电性。能带中的电子可以吸收光能,并且也能将吸收的能量又发射出来,这就说明了金属的光泽和金属是辐射能的优良反射体。电子也可以传输热能,表明金属有导热性。给金属晶体施加应力时,由于在金属中电子是离域(即不属于任何一个原子而属于金属整体)的,一个地方的金属键被破坏,在另一个地方又可以形成金属键,因此机械加工不会破坏金属结构,而仅能改变金属的外形,这也就是金属有延性、展性、可塑性等共同的机械加工性能的原因。金属原子对于形成能带所提供的不成对价电子越多,金属键就越强,反应在物理性质上熔点和沸点就越高,密度和硬度越大。

能带理论对某些问题还难以说明,如某些过渡金属具有高硬度、高熔点等性质,有人认为原子的次外层电子参与形成了部分共价性的金属键。所以说,金属键理论仍在发展中。

泊祎回收网遵循行业规范,任何转载的稿件都会明确标注作者和来源;

发布者:泊祎回收网,转载请注明出处:https://www.huishou5.net/jinshu/28161.html

(0)
打赏 微信扫一扫 微信扫一扫
泊祎回收网泊祎回收网
上一篇 2021年5月10日
下一篇 2021年5月10日

相关推荐

  • 电力电缆线的基本结构

    电力电缆线的基本结构一般由导体、绝缘层和护层三部分组成。对于6kV及以上电压等级的电力电缆线,导体在输送电能时,具有高电位。为了改善电场的分布情况,减小导体表面和绝缘层表面处的电场…

    2021年6月15日
    185
  • 全国集中回收有色金属的地区分析

    我们究竟需要何种再生金属(资源)回收模式?在目前发展我国循环经济的背景下,各级政府、行业协会以及企业界均在思考、探索这一问题,而一些市场先行者已为此迈出了重要步伐。珠江三角洲再生金属产业发展最快,除了传统上具有小五金产品的经营历史外,其长足发展要始于1987年,一批台商进入广东宝安地区开始从事废金属的进口贸易。1992年后

    2021年4月23日
    322
  • 都有哪些常见的电缆线种类

    众所周知,电缆线是一种用于电力传输的管路。其普遍被用于汽车和简单建筑的导线材料,而作为能源输送缆线,电缆线结构的复杂程度也是勿庸置疑。 根据目标功能的有所不同,电缆线种类具有以下一…

    2021年4月30日
    258
  • 有色金属业预计2010年全面复苏

    记者从第五届(2009)中国有色金属产业链发展论坛上获悉,预计2009年10月钢材市场会开始恢复生产,钢铁市场全面恢复之后的一个季度左右,将会成为有色金属行业全面复兴的一个关键时期…

    2021年8月24日
    267
  • 铝价五月涨幅32% 节后疲态尽显

    [泊祎回收回收]自去年11月24日,国内AOO现货铝价触底历史低点9710元/吨后便一直处于回升起,特别是春节过后,拉涨势头更为明显。据统计,今年国内AOO现货铝价高点12850元…

    2021年7月25日
    170
  • 电缆线故障在管道内时如何精确定位解析

    电缆线故障在管道内时如何精确定位 电力电缆线在施工中,如遇过路、穿墙等情况,都需要采取穿(金属)管保护措施。穿管敷缆施工必须十分小心,否则将对电缆线产生过度牵引、过度弯曲、表皮划伤…

    2021年6月11日
    212
电话

联系我们

1388-0022-916

在线咨询:点击这里给我发消息

邮件:1395700887@qq.com

工作时间:周一至周日,9:30-18:30,节假日无休

微信
微信
分享本页
返回顶部