如图:
e
产生库仑吸引
e
e
产生库仑排斥
e
按照玻尔兹曼统计,温度越低,处于库仑吸 引状态的几率越大,所以在低温下形成晶体。 可以证明一对原子间的相互作用势,可以 表示为: 12 6 ( R ) 4 R为原子间距
R R
非极性分子被极性分子的电场极化而产生的诱 导偶极矩与极性分子永久偶极矩间的相互作用力 称为范德瓦尔斯---德拜力。
非极性分子的瞬时偶极矩间相互作用力称为范 德瓦尔斯-伦敦力。 以惰性气体为例作简略说明: 惰性气体原子的核外电子是球对称分布的, 正负电荷重心重合,平均电偶极矩为零;但在 某一瞬时,由于核周围电子运动的涨落,可产 生瞬时电偶极矩。
仿照离子晶体的做法,我们可以得到:
6 12 U ( R) 2 N A12 A6 R R N N / 1 1 A12 12 A6 / 6 Pj Pj j j
A6 , A12 是仅与晶体结构有关的常数。
分子晶体中通常存在以下3部分作用力: 1.静电力:固有分子偶极矩间的静电偶极相互作用力 2.诱导力:极性分子的固有偶极矩与其诱导产生的偶 极矩间的静电作用 3.色散力:非极性分子间的瞬时偶极矩间的相互作用 范德瓦尔斯力:分子偶极矩的静电吸引作用产生的力。 极性分子永久偶极矩间的相互作用力称为范德瓦尔斯葛生力。
对于某些固体来说(如固体氦),原子具有很大的零 点运动振幅,可以隧穿到邻近的格点上,在晶体中的 位置发生退定域,从而不可分辨,称为量子固体(晶 体)。原子位置发生退定域的现象,目前只是在3He、 4He量子晶体中被观察到了。量子晶体具有不同于普 通晶体的奇异现象,因而引起了人们的兴趣。 到目前为止,我们讨论的基本上都是理想状态的晶 体,每个格点都被原子填满了,且没有原子平面的畸 变等。但是,实际晶体并非如此,它们不可避免的存 在缺陷,从而导致了丰富多彩的物理世界。