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原子间的作用力(原子间的作用力与距离的关系)

原子间的作用力与距离的关系分子引力和分子斥力都属短程作用力,它们的作用范围:10^10m数量级.当分子间距离增大到10^9m数量级,分子力就减少到可以忽略不计的程度.范德华力(又称分子作用力)产生于分子或原子之间的静电相互作用。范德华力又可以分为三种作用力:诱导力、色散力和取向力。原子与原子之间的作用力不同的原子间作用力也不同,但所有类型的结合力本质上都是电磁力,万有引力太弱了,除非是天体尺度的物质,否则不可能凝聚氧原子结合成氧分子是靠共价键,需要用量子力学来解释,因为自旋相反地两个电子成对出现时体系的总能量最小,体系最稳定。于是两电子等效受到一个吸引力,这个吸引可以看做是量子态(主要是自旋)之间的吸引。但电子的波函数是与库仑势有密切关联的。以上是共价结合,除共价结合外还:有离子结合(离子间):(库仑力)范德瓦尔斯结合(稀有气体原子):原子间的诱导力、色散力等等,属于电磁多极矩作用,本质还是电磁力金属结合(金属原子):与库仑力有关原子作用力随距离变化库仑定律仅仅对于两个静止的电荷间作用力是成立的电荷一旦运动起来,库仑定律失效.因为运动的电荷会激起磁场,变动的磁场又激起电场,造成新的作用(这好比两个球漂浮在水面上,静止时,它们之间的作用力可以用万有引力计算,但如果你"摇动"一个球,它会因为激起了水波从而产生新的复杂的作用)此时可以用公式F=q(E+B×V)来计算电磁力,其中q=电荷量,E=电场强度,B=磁感应强度,V=电荷的速度,这个公式在任何情况下都是适用的原子间能量与距离关系应该是电子的轨道离原子核越远,能量就越大的,因为原子核是带正电荷的,而电子是带负电荷的,所以原子核和电子在电磁力的作用下是,相互吸引的,而电子是绕原子核运动的,越靠近原子核,说明电子的内能越低,越远离原子核,说明电子运动的内能越大原子间的相互作用力叫什么铁晶体粒子间作用力是分子间作用力。分子间作用力,又称范德瓦尔斯力(vanderWaalsforce)。是存在于中性分子或原子之间的一种弱碱性的电性吸引力。晶体以其内部原子、离子、分子在空间作三维周期性的规则排列为其最基本的结构特征。任一晶体总可找到一套与三维周期性对应的基向量及与之相应的晶胞,因此可以将晶体结构看作是由内含相同的具平行六面体形状的晶胞按前、后、左、右、上、下方向彼此相邻“并置”而组成的一个集合。晶体学中对晶体结构的表达可采取原子分立分布的方式,亦可用具连续分布的电子密度函数的方式。原子间作用力有多大因为重叠越大,键越稳定,能量越低轨道重叠了才会发生轨道的变形,也就会产生原子间作用力。此时的分子轨道和原来的原子轨道就有所不同,独立的原子就通过共价键形成了分子。波函数为同号的互相叠加才能得到强键,异号叠加不稳定无法成键,同号肯能同为正号或同为负号原子间相互作用力和相互作用能的关系下面仅讨论晶体,并先以原子晶体为例说明.内能是除去宏观动能之外,晶体(内部)所有形式能量的总和.通常考虑宏观静止的晶体,内能就是其全部能量.对于原子晶体,内能包括:1原子热振动动能,2原子间的相互作用势能(与共价键键能、原子结合能相关,但不是同一概念),3原子中内层电子的动能,4内层电子在核电场中的势能(上面3、4两部分只在涉及内层电子激发、电离的过程中,例如x射线发射或吸收,才会改变)、核内部粒子的动能和相互作用势能(这部分仅在核物理过程中才会变化).原子间相互作用势能包括价电子动能和价电子在核电场中的引力势能,价电子间的斥力势能和核间斥力势能.原子结合能是两个孤立原子形成化学键后释放的能量,就是化学键能(通常总是正值).是原子在成键前后价电子动能、势能、核间斥力势能总和的差,其中成键前,核间斥力势能为零.化学键能通常以每mol化学键键能总量表示.晶体结合能是晶体中所有原子从孤立原子形成晶体所释放的能量,近似等于晶体中所有化学键能的总和.通常晶体结合能以每摩尔物质的结合能表示.对于离子晶体、金属晶体情况与原子晶体相同,只不过化学键的类型不同.对于分子晶体,内能中还应增加一个层次,就是1分子热振动能(包括振动势能)2分子间相互作用势能3分子内部原子间相互作用势能(与化学键能相关,不考虑化学键的振动,这部分已考虑在分子振动能中)4以下层次同原子晶体.对分子晶体,晶体结合能通常理解为游离(气态)分子形成晶体后释放的能量.这些概念较透彻搞清不是很容易.如有不明欢迎追问.原子间力与原子间距关系密排面确实是最可能的滑移面。因为密排面Miller指数一般都很低,所以代入面间距公式,一般面间距都很大。“既然密排,结合力应该高”似乎不太对。不知道你是怎么推理出来的。结合力可以根据断键数大致估计,我觉得密排面断键数不大可能太高。(但是没实际算过。)同时,非密排面如果产生滑移还会有明显的原子阻挡作用,(说得高深一点就是Pauli不相容原理产生的斥力,)这样密排面还是比较容易滑移的。一个比较直观的解释是,密排面离得远,阻碍小,密排向的原子间距小,需要滑移的距离又近,所以滑移一般是密排面密排向。原子间的作用力与距离的关系是什么分子间的引力和斥力总是同时存在,并且都随分子间的距离的增大而减小,只不过减小的规律不同,斥力减小得快.当分子间距离等于平衡距离时,引力等于斥力,分子间作用力为零;当分子间距离小于平衡距离时,斥力、引力随分子间距离减小而增大,但斥力增加得快,所以表现出斥力;当分子间距离大于平衡距离时,斥力、引力随分子间距离增大而减小,但斥力减小得快,所以表现出引力.原子之间的相互作用力原子与原子之间是通过化学键,也就是电荷作用了;分子与分子之间一般是范德华尔斯力,还有氢键==,化学上有,实质都是电荷作用。化学键(chemical bond)。化学键是指分子中原子之间存在的一种吸引的、把原子结合成分子的强烈的相互作用。例如,两个氢原子和一个氧原子通过化学键结合成水分子。这里,“强烈的”是指化学键的键能很大,即打开这两个原子之间的键需要较大的能量。化学键有三种极限类型:离子键、共价键和金属键。离子键是由正负电荷之间的静电吸引作用形成的,例如氯和钠通过离子键结合成氯化钠(即食盐)分子。共价键是由两个或两个以上的原子通过共有若干电子构成的,共有的电子通常是成双的,典型的共价键是由两个原子借吸引一对电子而形成,例如两个氢核同时吸引一对电子而形成稳定的氢分子,共价键具有方向性和饱和性。金属键则是使金属结合在一起的相互作用,是由金属的自由电子和金属原子及离子组成的结晶格子之间的相互作用构成的,可以看成是高度离域的共价键。定位于两个原子之间的化学键称为定域键,由多个原子共用电子形成的多中心化学键称为离域键。除此之外,还有过渡类型的化学键:键电子偏向一边的极性共价键,由一方提供电子的配位键。离子键和非极性键上极性键的两个极端,定域键和金属键是离子键的两个极端。化学键的概念是在总结长期实践经验的基础上建立和发展起来的,用以说明原子为何以一定比例结合成具有确定几何形状、相对稳定和相对独立、性质与其组成原子完全不同的分子。

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