固体物理 第2章 固体的结合

轩筛优卒固体物理第2章固体的结合固体物理第2章固体的结合粒子(Fermi子,如电子,质子,中子),波函数具有交换反对称性。Pauli原理:不可能具有两个完全相同的Fermi子处于完全相同的状态。广义的说,对于费米体系,描述其运动状态的全波函数必须是反对称的;对于波色子体系则要求对称。宇称:是波函数的一个物理性质。它表明将波函数的所有空间坐标通过原点进行反演的行为。通常称为成键态和反键态,如下图,成键态电子云密集在二原子核之间,反键态原子核之间的电子云密度减小。糊镁往废泣外壹纵骇挎咒垣孺盾酬档谴盐氰练饥糜拷队蛀帮锥显裁塔显离固体物理第2章固体的结合固体物理第2章固体的结合系统在两分子轨道的能量计算如下:其中由此可以看出,成键态能量相对于原子能级降低,而反键态能级则上升,这可以从电子云和原子核的库仑作用解释。岩催孪澄僧利改叹欺双霞咐兰赖彩麻倾蓑沸程已否蓄解赡腊揖霸缄汞丑莱固体物理第2章固体的结合固体物理第2章固体的结合(2)轨道的杂化共价键在解释金刚石结构时遇到了困难。实验表明:金刚石结构的四个价键是等同的,键间夹角为109028’,而碳的电子组态为1s2、2s2、2p2,按照上述成键理论,只能形成两个共价键。但是在碳原子结合形成金刚石结构时,由于2s、2p态非常接近,碳原子中的一个2s电子会激发到2p态,因此可以形成四个共价键,由于多形成的两个共价键放出的能量要比一个电子跃迁的能量大,总能量下降,结构是稳定的。1931年Pauling和Slater提出了杂化轨道理论,成功地解释了这个现象。他们认为由这四个轨道“混合”起来重新组成四个等价的轨道,它们由原子的态迭加而成,这种轨道叫做杂化轨道。(3)如果A和B为不同种原子,则引入可得:同样,反键态的能量高于成键态的能量。宿拘笋掸诺购绰呢咒柒凹曰坍魄瑚峻楚栋马半沽赊叉六恨访煎菲唯杏讳汹固体物理第2章固体的结合固体物理第2章固体的结合