结构化学基础金属的结构和性质
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金属的结构和性质
固体物理简介
玻恩、黄昆《晶格动力理论》
黄昆《固体物理学》
谢希德《固体能带理论》
计算程序： Crystal（意大利都灵大学） Wien2K等
球的堆积
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金属键
自由电子模型：
外层价电子在整个金属中运动, 类似于三维势箱中运动的粒子. 其Schrodinger方程为：
（自由电子模型）
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解此方程求得：
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能带理论
固体能带理论是关于晶体的量子理论
“近自由电子近似（NFE）”
“紧束缚近似（TBA）”
TBA更具有化学特色，可看成分子中LCAO-MO在晶体中的推广。
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能带理论
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单价金属Na的能带结构
导体的能带结构特征是具有导带．
Na的能带结构: 1s、2s、2p能带都是满带，而3s能带中只填充了其中 N／2个轨道，是部分填充电子的能带，即导带．
3s
2p
2s
1s
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Mg的3s能带虽已填满，但与3p空带重叠，总体看来也是导带．
为了与金属相对照，下面看看绝缘体和半导体的能带结构:
3s与3p
金属Mg的能带结构
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绝缘体
Eg > 5 eV
只有满带和空带，且Eg超过5 eV, 在一般电场条件下难以将满带电子激发入空带，因此不能形成导带.
不能填充电子的区域称为带隙.
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Eg < 3 eV
只有满带和空带，但Eg小于3 eV．易受光或热激发使满带中部分电子跃迁到空带，形成导带而导电．
半导体
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