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第二章 固体的结合晶体结合的类型 晶体结合的物理本质固体结合的基本形式与固体材料的结构、物理和化学性质有密切联系 § 2.1 离子性结合元素周期表中第I 族碱金属元素（Li 、Na 、K 、Rb 、Cs ）与第VII 族的卤素元素（F 、Cl 、Br 、I ）化合物（如 NaCl ， CsCl ，晶体结构如图XCH001_009_01和XCH001_010所示）所组成的晶体是典型的离子晶体，半导体材料如CdS 、ZnS 等亦可以看成是离子晶体。
1. 离子晶体结合的特点以CsCl 为例，在凝聚成固体时，Cs 原子失去价电子，Cl 获得了电子，形成离子键。
以离子为结合单元，正负离子的电子分布高度局域在离子实的附近，形成稳定的球对称性的电子壳层结构；,,,Na K Rb Cs Ne Ar Kr Xe FClBrI++++−−−−⇒⇒⇒⇒离子晶体的模型：可以把正、负离子作为一个刚球来处理；离子晶体的结合力：正、负离子之间靠库仑吸引力作用而相互靠近，当靠近到一定程度时，由于泡利不相容原理，两个离子的闭合壳层的电子云的交迭会产生强大的排斥力。
当排斥力和吸引力相互平衡时，形成稳定的离子晶体； 一种离子的最近邻离子为异性离子；离子晶体的配位数最多只能是8（例如CsCl 晶体）；由于离子晶体结合的稳定性导致了它的导电性能差、熔点高、硬度高和膨胀系数小；大多数离子晶体对可见光是透明的，在远红外区有一特征吸收峰。
氯化钠型(NaCl 、KCl 、AgBr 、PbS 、MgO)(配位数6) 氯化铯型(CsCl 、 TlBr 、 TlI)（配位数8）离子结合成分较大的半导体材料ZnS 等（配位数4） 2. 离子晶体结合的性质 1）系统内能的计算晶体内能为所有离子之间的相互吸引库仑能和重叠排斥能之和。
以NaCl 晶体为例，r 为相邻正负离子的距离，一个正离子的平均库仑能：∑++−++321321,,2/122322222102)(4)1('21n n n n n n r n r n r n q πε ——遍及所有正负离子，因子1/2—库仑作用为两个离子所共有，一个离子的库伦能为相互作用能的一半。
海纳百川大道致远海纳百川大道致远2.1原子的电负性一、原子的电子壳层结构(atomic shell structure)原子内带正电的密实部分集中于一个很小的核，带负电的电子分布于核外，中性原子的核外电子数等于原子序数Z。
Z个电子在核外分布:原子内的电子可处于各种可能的定态，电子的运动状态由n、l、ml、ms4个量子数描述。
海纳百川大道致远n: 主量子数,总能量的主要部分，描述轨道的大小主量子数取正整数1、2、3、4、5…；分别用大写字母K、L、M、N、O、P…等表示。
l: 角量子数，代表轨道的形状和轨道的角动量；可取0、1、2、…n－1，共n个值，分别用s、p、d、f、g、h…表示。
ml: 轨道量子数可取－l、－l＋1、…、l，共2 l＋1个值，代表轨道有空间可能的取向。
ms : 自旋方向磁量子数ms = +1/2，-1/2。
电子自旋量子数S= ½，对所有电子均相同。
海纳百川大道致远原子核外电子的排布遵从两条规律：①泡利不相容原理。
原子内不可能有两个或两个以上的电子具有完全相同的四个量子数。
由此可确定原子内每个支壳层可容纳的电子数为2l＋1个，每个壳层可容纳的电子数为2n2个，对于第1、2、3、4等壳层可容纳的电子数分别为2、8、18、32、50。
②能量最低原理。
电子尽可能先填充能量较低的状态，各状态能量高低的顺序可由经验规律n＋0.7l值的大小加以判断。
由此可以确定随着原子序数增大，核外电子填充支壳层的顺序是：1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s5f…电子的壳层排布与元素周期表一致。
海纳百川大道致远费密子与玻色子•凡是自旋为1/2或其它半整数的粒子都遵循泡利原理，这类粒子称为费密子，例如电子、质子和中子都是费密子。
还有一些粒子的自旋为整数，则不受泡利原理的约束，这一类粒子称为玻色子，例如光子、介子等。
海纳百川大道致远二、电离能与电子亲和能气态原子失去一个电子成为一价气态正离子所需的最低能量，称为原子的第一电离能（I1）。
