簡明結(jié)構(gòu)化學(xué)教程

前言

本書于2001年出版第二版，至今已過去10年了，今天看起來，書中有些內(nèi)容需要更新，有些內(nèi)容需要深入與加強，因此作者在原書的基礎(chǔ)上進行了大幅度的修改與補充，甚至有的整章重新編寫，作為第三版出版。本書以化學(xué)鍵理論、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系、結(jié)構(gòu)的測定方法三條主線編寫，仍然保持簡明的特點，突出主要內(nèi)容，全書共分九章。(1)&nbsp；重寫量子力學(xué)基礎(chǔ)一章。①增加了量子力學(xué)實驗基礎(chǔ)一節(jié)，介紹了黑體輻射，光電效應(yīng)內(nèi)容；②原書以假設(shè)形式介紹量子力學(xué)基本原理，大部分是二十年前的寫法。我們做了更新，選取張永德教授所著《量子力學(xué)》(2002年)采用的五點假設(shè)，認為更具有科學(xué)性。由于態(tài)疊加原理可包含在波函數(shù)假設(shè)中，本章不再作為五點假設(shè)提出，引入平均值假設(shè)(測量假設(shè))。因篇幅的限制，第五點假設(shè)選用泡利原理，不采用全同性原理。(2)&nbsp；修訂了第二章(原子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì))。①重寫了四個量子數(shù)的物理意義，更換了電子密度角度分布圖；②增加了“原子體系的自洽場方法”，主要目的是介紹中心平均力場近似；重寫了電子自旋假設(shè)；③說明了引入光譜項的原因：由于多電子原子體系薛定諤方程關(guān)于勢能項的計算不夠準確，因而解得的波函數(shù)精確度不夠，所以應(yīng)用波函數(shù)不能解釋光譜的精細結(jié)構(gòu)，采用角動量的耦合可較好地解釋光譜精細結(jié)構(gòu)。(3)&nbsp；修改第三章分子的對稱性，引入點群分類表。(4)&nbsp；修訂第四章分子軌道理論。①引入維里定理，討論Ｈ＋２形成過程中動能與勢能變化；②增加分子的電子組態(tài)和鍵級；③刪掉三張圖及相關(guān)內(nèi)容。(5)&nbsp；修訂第五章價鍵理論。增加了價鍵理論與分子軌道理論的比較。(6)&nbsp；修訂第六章配合物化學(xué)鍵理論，重寫了配合物分子軌道理論初步一節(jié)，增加了金屬夾心配合物、硼烷和缺電子多中心鍵各一節(jié)。(7)&nbsp；修訂了第七章分子的物理性質(zhì)及弱化學(xué)鍵。重寫了分子的磁學(xué)性質(zhì)，增加了次級鍵內(nèi)容，精簡了分子電學(xué)性質(zhì)與分子間作用力內(nèi)容。(8)&nbsp；將第八章結(jié)構(gòu)分析方法簡介分成兩部分：①分子光譜；②電子能譜（新增加的內(nèi)容）；刪去了多原子分子的振動光譜與紫外光譜中的部分內(nèi)容。(9)&nbsp；重寫了第九章晶體結(jié)構(gòu)。①強調(diào)應(yīng)用布拉維準則劃分十四種空間點陣型式，不能用它劃分晶系；②增加晶體的宏觀特性；③重寫了晶體微觀對稱性、X射線分析方法，增加了單晶結(jié)構(gòu)分析法；④重寫了固體能帶理論；⑤增加了等徑圓球密堆積空隙。本書各章習(xí)題詳細解答，參見《簡明結(jié)構(gòu)化學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo)（附習(xí)題及解答）》一書（化學(xué)工業(yè)出版社，2004年）。希望第三版的《簡明結(jié)構(gòu)化學(xué)教程》能夠做到基本概念、基本理論嚴謹，反映科學(xué)的進展，突出重點，深入淺出，有利于讀者的學(xué)習(xí)與理解。感謝化學(xué)工業(yè)出版社楊菁編輯對修訂教材出版給予的支持與幫助。夏少武2011年5月于青島科技大學(xué)第二版前言結(jié)構(gòu)化學(xué)，主要是研究原子、分子和晶體結(jié)構(gòu)以及結(jié)構(gòu)與性能之間相互關(guān)系的一門基礎(chǔ)科學(xué)。近幾十年，這門科學(xué)獲得迅速發(fā)展，結(jié)構(gòu)化學(xué)觀點不僅滲透到化學(xué)各個分支學(xué)科領(lǐng)域，同時在生物、材料、礦冶、地質(zhì)等技術(shù)科學(xué)中也得到應(yīng)用。本書對第一版的內(nèi)容進行了修改與補充，增加了分子對稱性一章(第三章)，重寫了配合物分子軌道理論初步介紹(第六章四節(jié))與金屬鍵和金屬的一般性質(zhì)(第九章九節(jié))兩節(jié)。增加了習(xí)題答案和索引，改正了原書的印刷錯誤。本書在內(nèi)容的選材上突出了實用性。選擇了化學(xué)鍵理論（第四、五、六章）、分子光譜(第八章)、晶體化學(xué)(第九章)等為主要內(nèi)容，使學(xué)生通過對化學(xué)鍵理論的學(xué)習(xí)，為深入學(xué)習(xí)有關(guān)的知識打下基礎(chǔ)；通過對分子光譜的學(xué)習(xí)，為應(yīng)用紅外、紫外可見光譜對物質(zhì)進行定性定量分析打下基礎(chǔ)；通過對晶體組成結(jié)構(gòu)與性能之間關(guān)系的學(xué)習(xí)，為催化、材料科學(xué)的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。考慮到物質(zhì)的物理性質(zhì)在工程中應(yīng)用較多，還編寫了分子的物理性質(zhì)及弱化學(xué)鍵一章(第七章)。其他章節(jié)的介紹都是為以上內(nèi)容服務(wù)的。如第一章只講清楚本書所必需的量子力學(xué)基礎(chǔ)知識。第二章主要介紹構(gòu)成化學(xué)鍵的基石——原子軌道。第三章通過對分子對稱性的介紹，目的是認識分子結(jié)構(gòu)的特點，以求說明分子的有關(guān)性質(zhì)，并為深入學(xué)習(xí)、廣泛應(yīng)用化學(xué)鍵理論、光譜和晶體結(jié)構(gòu)等打下基礎(chǔ)。章末附有習(xí)題，便于學(xué)生學(xué)習(xí)。結(jié)構(gòu)化學(xué)所介紹的理論內(nèi)容較深，開始學(xué)習(xí)有一定難度，尤其是第一章量子力學(xué)基礎(chǔ)知識，它是本書的難點。根據(jù)多年的教學(xué)體會，以戴維遜革末電子衍射實驗為中心講述電子的波粒二象性，闡明德布羅意波的統(tǒng)計解釋；以假設(shè)形式介紹量子力學(xué)基本原理，是比較成功的。本書主要是為40學(xué)時左右的選修課、65學(xué)時左右的必修課編寫的。對于有“”的標題，40學(xué)時選修課可不講；對有“”的標題，根據(jù)教學(xué)情況可講部分內(nèi)容。對于65學(xué)時必修課，則可考慮講授本書的絕大部分內(nèi)容。本書的主要對象是化工類及有關(guān)專業(yè)的大學(xué)生、研究生。在此特別要感謝南開大學(xué)趙學(xué)莊教授；福州大學(xué)陳天明教授；哈爾濱工業(yè)大學(xué)徐崇泉教授；北京化工大學(xué)曹維良教授；西北輕工業(yè)學(xué)院李臨生教授；廣東工學(xué)院黃柳書教授；華東理工大學(xué)馬樹人教授等提出的寶貴意見，作者根據(jù)這些意見對本書進行了修改和補充。本書是山東省改革試點課程系列教材之一，獲得２００１年山東省教學(xué)成果獎。由于本人水平有限，書中不當(dāng)之處難免，敬請讀者批評指正。夏少武２００１年于青島第一版前言結(jié)構(gòu)化學(xué)，主要是研究原子、分子和晶體結(jié)構(gòu)以及結(jié)構(gòu)與性能之間相互關(guān)系的一門基礎(chǔ)科學(xué)。近幾十年，這門科學(xué)獲得迅速發(fā)展，結(jié)構(gòu)化學(xué)觀點不僅滲透到化學(xué)各個分支學(xué)科領(lǐng)域，同時在材料、礦冶、地質(zhì)等技術(shù)科學(xué)中也得到應(yīng)用。自1978年化工類及有關(guān)專業(yè)開設(shè)結(jié)構(gòu)化學(xué)課以來，還沒有看到一本適合工科院校教學(xué)要求的教材?？紤]到工科院校的培養(yǎng)方向，筆者根據(jù)自己十余年的教學(xué)體會，編寫了這本書。本書在內(nèi)容的選材上突出了實用性。選擇了化學(xué)鍵理論（三、四、五章）、分子光譜(七章)、晶體化學(xué)(八章)等為主要內(nèi)容：使學(xué)生通過對化學(xué)鍵理論的學(xué)習(xí)，為深入學(xué)習(xí)有關(guān)的知識打下基礎(chǔ)；通過對分子光譜的學(xué)習(xí)，為應(yīng)用紅外、紫外——可見光譜對物質(zhì)進行定性定量分析打下基礎(chǔ)；通過對晶體組成結(jié)構(gòu)與性能之間關(guān)系的學(xué)習(xí)，為催化、材料科學(xué)的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)?？紤]到物質(zhì)的物理性質(zhì)在工程中應(yīng)用較多，還編寫了分子的物理性質(zhì)及弱化學(xué)鍵一章(六章)。其他章節(jié)的介紹都是為以上內(nèi)容服務(wù)的。如第一章只講清楚本書所必需的量子力學(xué)基礎(chǔ)知識；第二章主要介紹構(gòu)成化學(xué)鍵的基石——原子軌道。關(guān)于分子對稱性，考慮化工類專業(yè)特點及時數(shù)限制則不予以介紹。至于點群，則在晶體學(xué)點群中簡單講述。每章最后一節(jié)為基本例題解。章末附有習(xí)題，便于學(xué)生學(xué)習(xí)。本書的編寫始終遵循理論來自實踐又指導(dǎo)實踐的原則。因此在講述一些重要理論時，都要介紹理論的實驗基礎(chǔ)，并講述理論在具體問題上的應(yīng)用。本書所介紹的基本概念、基本原理要求清晰準確?？紤]工科院校課程設(shè)置多，學(xué)生閱讀時間較少，因此對認為應(yīng)該介紹的內(nèi)容，力爭作到較詳細地敘述，多利用一些圖表說明。文字要求深入淺出，盡量使學(xué)生不感到內(nèi)容抽象難懂，便于讀者自學(xué)。筆者認為一本大學(xué)教材，不僅要介紹知識，而且要適當(dāng)?shù)亟榻B思考問題的方法。因此，在編寫此書時對這一點作了初步嘗試，即在講述某些科學(xué)家的工作時，適當(dāng)?shù)亟榻B其創(chuàng)造性的思維方法，目的是培養(yǎng)學(xué)生用微觀結(jié)構(gòu)的觀點和方法來分析、解決化學(xué)問題的能力。結(jié)構(gòu)化學(xué)所介紹的理論內(nèi)容較深，開始學(xué)習(xí)有一定難度，尤其第一章量子力學(xué)基礎(chǔ)知識，它是本書的難點。根據(jù)多年的教學(xué)體會，以戴維遜革末電子衍射實驗為中心講述電子的波粒二象性，闡明德布羅意波的統(tǒng)計解釋；以假設(shè)形式介紹量子力學(xué)基本原理，是比較成功的。本書主要是為40學(xué)時左右的選修課、60學(xué)時左右的必修課編寫的。對于有“”的標題，40學(xué)時選修課可不講；對有“”的標題，根據(jù)教學(xué)情況可講部分內(nèi)容。對于60學(xué)時必修課，則可考慮講授本書的絕大部分內(nèi)容。對于本書內(nèi)容，曾在1994年7月青島化工學(xué)院召開的“工科(師范)結(jié)構(gòu)化學(xué)教學(xué)研究討論會”上討論過，代表們提出許多有益的建議。特別要感謝南開大學(xué)趙學(xué)莊教授；福州大學(xué)陳天明教授；哈爾濱工業(yè)大學(xué)徐崇泉教授；北京化工大學(xué)曹維良教授；西北輕工業(yè)學(xué)院李臨生教授；廣東工學(xué)院黃柳書副教授；化東理工大學(xué)馬樹人副教授；遼陽石油化工高等?？茖W(xué)校田春云、李晝副教授等提出的寶貴意見，作者根據(jù)這些意見對本書進行了修改和補充。在此，還要特別感謝鄧叢豪院士，他那獻身于科學(xué)與教育事業(yè)的精神催人前進，是他使筆者對量子化學(xué)的學(xué)習(xí)深入了一個層次，進而走向科研之路，因此才有可能編寫出本書。由于本人水平有限，書中不當(dāng)之處難免，敬請讀者批評指正。夏少武19946年于青島

內(nèi)容概要

　　本教材是《簡明結(jié)構(gòu)化學(xué)教程》的第三版，簡明介紹了結(jié)構(gòu)化學(xué)的相關(guān)理論知識，具體內(nèi)容包括量子力學(xué)基礎(chǔ)，原子的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，分子的對稱性，分子軌道理論，價鍵理論，配合物的化學(xué)鍵理論，分子的物理性質(zhì)及次級鍵，結(jié)構(gòu)分析方法簡介，晶體結(jié)構(gòu)。力求做到基本概念、基本理論嚴謹，反映科學(xué)的進展，突出重點，深入淺出，有利于讀者的學(xué)習(xí)和理解。
　　本教材適合用作高等院校結(jié)構(gòu)化學(xué)課程教材，也可供相關(guān)科研人員參考使用。

書籍目錄

第一章　量子力學(xué)基礎(chǔ)
　一、量子力學(xué)產(chǎn)生的背景
　　1?黑體輻射與光電效應(yīng)
　　2?實物粒子的波粒二象性
　　3?德布羅意波的統(tǒng)計解釋
　二、不確定關(guān)系
　　1?不確定關(guān)系的表述
　　2?應(yīng)用
　三、量子力學(xué)的基本假設(shè)
　　1?波函數(shù)
　　2?力學(xué)量的算符表示
　　3?量子力學(xué)的基本方程
　　4?平均值假設(shè)
　　5?泡利(Pauli)不相容原理
　四、一維無限深方勢阱
　　1?能量
　　2?波函數(shù)
　五、基本例題解
　　習(xí)題
第二章　原子結(jié)構(gòu)
　一、類氫原子
　　1?類氫原子的定態(tài)薛定諤方程
　　2?球坐標系的分離變量法
　　3?三個方程的求解與量子數(shù)
　　4?類氫原子的波函數(shù)
　二、量子數(shù)的物理意義
　　1?主量子數(shù)n
　　2?角動量與角量子數(shù)l
　　3?磁量子數(shù)m
　三、原子軌道和電子密度圖形
　　1?概述
　　2?原子軌道與電子密度徑向分布
　　3?原子軌道角度分布與電子密度角度分布
　四、多電子原子的結(jié)構(gòu)
　　1?氦原子的薛定諤方程
　　2?中心力場近似
　　3?屏蔽效應(yīng)
　　4?原子體系的哈特利(Hartree)自洽場方法
　五、電子的自旋與自旋波函數(shù)
　　1?施登?蓋拉赫(Stern?Gerlach)實驗
　　2?電子自旋假設(shè)
　　3?自旋與自旋在磁場方向分量的表達式
　　4?自旋軌道與自旋波函數(shù)
　六、基態(tài)原子核外電子排布的原則
　　1?泡利(Pauli)不相容原理
　　2?能量最低原理
　　3?洪德(Hund)規(guī)則
　七、原子的量子態(tài)和光譜項
　　1?電子組態(tài)與原子量子態(tài)
　　2?原子光譜項
　八、原子電離能、電子親和能和電負性
　　1?原子電離能和電子親和能的定義
　　2?原子的電負性
　九、基本例題解
　　習(xí)題
第三章　分子的對稱性與分子點群
　一、對稱操作與對稱元素
　　1?旋轉(zhuǎn)軸和旋轉(zhuǎn)操作
　　2?鏡面和反映操作
　　3?對稱中心和反演操作
　　4?象轉(zhuǎn)軸和旋轉(zhuǎn)反映操作
　二、分子點群
　　1?群的定義
　　2?對稱操作群
　　3?群的乘法表
　　4?分子點群的分類
　　5?分子點群的判別
　三、分子的偶極矩和旋光性的預(yù)測
　　1?分子的偶極矩
　　2?分子的旋光性
　四、基本例題解
　　習(xí)題
第四章　分子軌道理論
　一、氫分子離子
　　1?氫分子離子的薛定諤方程
　　2?變分法簡介
　　3?用線性變分法求解H+2的薛定諤方程
　　4?變分法處理H+2所得主要結(jié)果的分析
　二、簡單分子軌道理論
　　1?簡單分子軌道理論的要點
　　2?應(yīng)用簡單分子軌道理論處理H2的結(jié)果
　三、分子軌道的類型、符號和能級順序
　　1?類型和符號
　　2?能級順序
　四、雙原子分子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)
　　1?分子的電子組態(tài)與鍵級
　　2?同核雙原子分子
　　3?異核雙原子分子
　五、休克爾分子軌道法和共軛分子結(jié)構(gòu)
　　1?休克爾分子軌道法
　　2?離域π鍵形成條件和類型
　　3?離域效應(yīng)
　　4?超共軛效應(yīng)
　?六、前沿軌道理論與軌道對稱守恒原理
　　1?前沿軌道理論
　　2?分子軌道對稱守恒原理
　七、基本例題解
　　習(xí)題
第五章　價鍵理論
　一、海特勒?倫敦處理氫分子的結(jié)果
　　1?簡介海特勒?倫敦法解H2分子的薛定諤方程
　　2?氫分子的全波函數(shù)
　二、價鍵理論的要點及對簡單分子的應(yīng)用
　　1?價鍵理論的要點
　　2?價鍵理論對簡單分子的應(yīng)用
　三、價鍵理論與簡單分子軌道理論的比較
　　1?理論比較
　　2?實驗檢驗
　四、雜化軌道理論
　　1?雜化軌道理論要點
　　2?等性雜化軌道的主要類型
　　3? sp不等性雜化
　*五、價電子對互斥理論(VSEPR)
　　1? VSEPR判斷分子幾何構(gòu)型的規(guī)則
　　2?應(yīng)用VSEPR分析實例
　六、基本例題解
　　習(xí)題
第六章　配合物的化學(xué)鍵理論
　一、概述
　?二、配合物的價鍵理論
　三、晶體場理論
　　1?中心離子d軌道能級的分裂
　　2?中心離子d電子的排布——高自旋態(tài)和低自旋態(tài)
　　3?晶體場穩(wěn)定化能
　　4?姜?泰勒(John?Teller)效應(yīng)
　四、配合物的分子軌道理論初步
　　1?金屬離子的原子軌道分組
　　2?配體的σ群軌道
　　3?π分子軌道
　五、σ?π配鍵及有關(guān)配合物
　　1?金屬羰基配合物中的σ?π配鍵
　　2? π配合物的σ?π配鍵
　　3?金屬夾心配合物
　六、硼烷與缺電子多中心鍵
　　1?硼烷的定義與分類
　　2?三中心雙電子鍵
　　3?惠特規(guī)則
　七、基本例題解
　　習(xí)題
第七章　分子的物理性質(zhì)及次級鍵
　一、分子的電學(xué)性質(zhì)
　　1?偶極矩
　　2?小分子的極化
　　3?克勞修斯?莫索第方程與德拜方程
　　4?勞倫茲?勞倫茨方程
　*二、分子的磁學(xué)性質(zhì)
　　1?磁化率
　　2?物質(zhì)的磁性分類
　　3?分子磁矩
　　4?鐵磁性、反鐵磁性與亞鐵磁性
　　5?摩爾順磁磁化率與磁矩的關(guān)系
　三、分子間作用力
　　1?范德華力的組成
　　2?蘭納?瓊斯(Lennard?Jones)勢
　　3?分子間作用力對物質(zhì)物理性質(zhì)的影響
　　4?原子的范德華半徑
　四、次級鍵
　　1?氫鍵
　　2?其他種類的次級鍵
　五、基本例題解
　　習(xí)題
第八章　結(jié)構(gòu)分析方法簡介
　一、分子光譜
　　1?概述
　　2?吸收光譜的幾種表示法
　　3?雙原子分子的轉(zhuǎn)動光譜
　　4?雙原子分子的振動光譜
　　5?多原子分子的振動光譜
　　6?拉曼光譜簡介
　　7?紫外?可見光譜及其應(yīng)用
　二、光電子能譜（PES）
　　1? X射線光電子能譜(XPS)
　　2?紫外光電子能譜(UPS)
　三、基本例題解
　　習(xí)題
第九章　晶體結(jié)構(gòu)
　一、晶體結(jié)構(gòu)的周期性和點陣
　　1?晶體的宏觀通性
　　2?晶體結(jié)構(gòu)的周期性
　　3?點陣
　　4?十四種空間點陣型式
　二、晶胞、晶棱和晶面
　　1?晶胞和晶胞中微粒的位置
　　2?晶面指標
　　3?晶棱指標
　　4?點陣與晶體之間的對應(yīng)關(guān)系
　三、晶體的宏觀對稱性
　　1?晶體的宏觀對稱元素與對稱操作
　　2?晶體的32種宏觀對稱類型
　　3?七個晶系
　四、晶體的微觀對稱性
　五、實際晶體的缺陷
　　1?實際晶體與理想晶體
　　2?實際晶體的缺陷
　　3?單晶體、多晶體、微晶體
　六、 X射線晶體結(jié)構(gòu)分析原理
　　1? X射線的產(chǎn)生
　　2? X射線衍射的基本原理
　　3?布拉格方程
　　4?常用X射線衍射分析方法
　七、固體能帶理論
　　1?晶體中電子的能帶
　　2?絕緣體、導(dǎo)體、半導(dǎo)體
　　3?半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)
　八、等徑圓球的密堆積與最密堆積空隙
　　1?等徑圓球的密堆積
　　2?最密堆積空隙
　九、金屬晶體
　　1?金屬鍵
　　2?單質(zhì)金屬晶體的結(jié)構(gòu)和金屬原子半徑
　十、離子晶體結(jié)構(gòu)
　　1?離子晶體的幾種典型的結(jié)構(gòu)型式
　　2?點陣能的計算
　　3?離子半徑
　十一、離子晶體結(jié)構(gòu)的鮑林(Pauling)規(guī)則與離子晶體舉例
　　1?鮑林規(guī)則
　　2?離子晶體舉例——尖晶石結(jié)構(gòu)
　十二、共價晶體與分子晶體
　　1?共價晶體
　　2?分子晶體
　十三、基本例題解
　　習(xí)題
附錄1
附錄2參考習(xí)題答案
附錄3索引
參考文獻

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：插圖：前幾章介紹了原子、分子的性質(zhì)。然而通常物質(zhì)不是以單個原子或分子狀態(tài)存在，而是以大量原子、分子的聚集狀態(tài)——氣體、液體、固體等狀態(tài)存在。固體物質(zhì)可以分為晶體和無定形體兩大類。無定形體如玻璃、松香等，其分子像液體那樣不規(guī)則地排列著，可以看做過冷狀態(tài)的液體。自然界的固體物質(zhì)中，絕大多數(shù)是晶體，因此對晶體的研究是非常重要的。常見的晶體有食鹽、水晶（透明的二氧化硅晶體）等。晶體中的微粒（原子、離子、分子等）在空間有規(guī)律地排列著，晶體的許多特性都和微粒排列的規(guī)律性即結(jié)構(gòu)周期性有關(guān)。為了深入認識晶體結(jié)構(gòu)的周期性將其抽象為點陣，不同的晶體可能有不同的點陣結(jié)構(gòu)，點陣是從幾何角度研究晶體結(jié)構(gòu)的周期性?；诰w結(jié)構(gòu)的周期性，晶體具有對稱性。晶體的規(guī)則外形呈現(xiàn)出宏觀對稱性；晶體的點陣結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出微觀對稱性。大量微觀粒子（原子、離子、分子）緊密地有規(guī)則地結(jié)合成晶體的原因是微粒之間存在一定的相互作用，這些相互作用決定了微粒的堆積方式與晶體的結(jié)構(gòu)。微粒的堆積方式可分為等徑圓球堆積和不等徑圓球堆積。由微粒間的相互作用，可分為共價鍵、離子鍵、金屬鍵以及次級鍵。根據(jù)晶體結(jié)合鍵型的不同，可分為金屬晶體、離子晶體、共價晶體、分子晶體和次級鍵晶體等。如果把晶體看做一個大分子，由于晶體具有結(jié)構(gòu)周期性，使晶體中電子的運動受到限制，只有晶體的價電子才有可能不再束縛于個別原子，在晶體中共有化運動。采1.晶體的宏觀通性（1）具有確定的熔點將晶體加熱只有達到一定溫度才開始熔化，直到晶體全部熔化后溫度才開始上升，這個溫度就是熔點。非晶體如玻璃，隨著溫度升高逐漸變軟，進而變成流動性較高的液體，沒有固定的熔點。晶體與非晶體這種差別是由于晶體具有結(jié)構(gòu)周期性決定的。因為晶體各部分按同一方式排列，使得構(gòu)成晶體的微粒間有一定的結(jié)合能，當(dāng)溫度升高到微粒的熱運動達到結(jié)合能時晶體開始熔融，故有一定的熔點。非晶體由于無結(jié)構(gòu)周期性，因此無固定熔點。（2）各向異性與均勻性晶體的某些物理性質(zhì)與方向有關(guān)，如電導(dǎo)率、折射率、機械強度等，在不同的方向上具有不同的值。僅以石墨的電導(dǎo)率為例，在與層平行方向上的數(shù)值約為層垂直方向上的104倍。晶體的這種特性稱為各向異性。但是晶體也有一些物理性質(zhì)與方向無關(guān)。例如密度在各個方向都相同，晶體的這種性質(zhì)稱為均勻性。晶體的各向異性和均勻性，都取決于晶體結(jié)構(gòu)的周期性，由于使不同方向上微粒的排列方式不同，在宏觀上表現(xiàn)為各向異性。但與方向無關(guān)的物理量的測定是統(tǒng)計平均結(jié)果，在宏觀E表現(xiàn)為均勻性。

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