固体物理电子教案

2.7 金属结合

2.7.1 金属结合

在金属晶体中，所有原子都把各自的价电子全部贡献出来。归

所有原子所共有，成为共有化电子。这些价电子可以在整个晶体中自由运动，成为“自由电子气”。去掉价电子后的正离子就浸沉在这些自由电子的电子云之中。通过带负电的电子云与正离子间酌库仑引力把各个正离子结合在一起成为金属晶体。

2.7.2 金属的晶体结构

因为金属结合主要依靠带负电的电子云与带正电荷的正离子

间的库仑引力，而这种引力是没有方向性的。所以对晶体结构没有什

么限制，只要求这些正离子排列得越密越好。排列得越紧，电子云与正离子之间的库仑吸引能的值就越大。故金属晶体常形成排列员紧密的面心立方结构及六角密积结构，配位数均为12。某些金属形成配位数稍低酌体心立方结构(配位数为8)。

2.7.3 金属的内聚能

与共价晶体一样，金属晶体的内聚能必须用量子力学方法进行计算。采用能带理论已能计算得到与实验值很好符合的内聚能及其他物理参数。下表列出了某些典型金属的内聚能、晶格常数及体积弹性模量。