第二章晶体的结合
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Eb EN E0
E0是晶体的总能量，EN是组成该晶体的N个原子在自由状 态时的总能量，Eb即为晶体的结合能。
晶体总的相互作用能
设晶体中第i个原子与第j个原子之 间的相互作用势能为u(rij )，
1 2 34 i
第i个原子与晶体中所有其它原子 j
rij
的相互作用势能为：
N
ui ' u(rij )
1.结构 结合力：金属键 第Ⅰ族、第Ⅱ族及过渡元素晶体都是典型的金属晶体。
金属晶体多采取配位数为12的密堆积，少数金属为体心立 方结构，配位数为8。
2.特点 良好的导电性和导热性，较好的延展性，硬度大，熔点高。
四．分子结合（范德瓦尔斯键结 合）
对于具有稳定结构的原子（如有满壳层 结构的惰性元素）之间或价电子已用于形成 共价键的饱和分子之间结合成晶体时，原来 原子的电子组态不能发生很大变化。而是靠 偶极矩的相互作用而结合的，这种力通常称 为范德瓦尔斯力。
金刚石中的C原子，不是上述单独C原子的 基态为基础的。
每个碳原子与周围形成四个等价的共价键， 前提条件为每个C原子首先需存在四个自旋 未配对的价电子，则只能认为，金刚石的C 原子的价电子组态先变成为2S1、2P3，然后 这四个价电子产生所谓轨道杂化。杂化后的 每个价电子含有（1/4）S和（3/4）P，这样 也才与C原子有四个等价的键不矛盾，这样 的电子轨道称为SP3杂化轨道。
第二章 晶体结合
§2.1 原子的电负性
原子的电负性是用来表示原子得失电子能力的物理量。 1.电离能
让原子失去电子所必需消耗的能量。 中性原子失去1个电子成为+1价离子时所需要的能量为第一 电离能，从+1价离子再移去一个电子所需的能量为第二电离能。
z A z e 其中A为第一电离能
电离能越大，原子对价电子的束缚能力越强。
列（能量低）
范德瓦尔斯键： 低熔点、低沸点、易 惰性原子， 惰性（气 弱
分
由 偶 极 矩 的 作 用 压 缩 、 电 绝 缘 ， 对 原 周 期 表 右 下 体）晶体， ～0.1ev/
子
聚合
子 排 列 无 特 殊 要 求 ， 方 负 电 性 大 Ar ， 有 键
晶
故一般取密堆积排列。 的原子之间
机化合物
假设相距无u穷(r)远 的rAm 两 rB个n 自f (由r)原 子dud间(rr)的相互作用能为零，相
互作用力为零。
u(r )
(a)相互作用势能和原子间距的关系
r
(a)
(b)相互作用力和原子间距的关系 r r0 , f (r) 0 , 斥力
f (r)
r r0 , f (r) 0 , 引力
能把两个原子结合在一起的一对为两 个原子所共有的自旋相反配对的电子结构， 称为共价键。
共价键的特性:
饱和性：一个原子所能形成的共价键的数目有
一个最大值。
若价电子壳层未达到半满，则所有价电子都可 能是未配对的，则
可成价数＝价电子数N 若价电子壳层等于或超过半满，满壳层时最多 可容纳8个电子，未配对的电子数决定于未填 充的量子态数，若价电子数为N，则能形成的 共价键数目符合（8－N）规则。
IIA
IIIA
IVA
VA VIA
VIIA
Li
Be
B
C
N
O
F
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
Na
Mg
Al
Si
P
S
Cl
0.9
1.2
1.5
1.8
2.1
2.5
3.0
K
Ca
Ga
Ge
As
Se
Br
0.8
1.0
1.5
1.8
2.0
2.4
2.8
IA 、IIA、 IIIA电负性低的元素对电子束缚较弱，价电子 易于摆脱原子束缚成为共有化电子，因此在形成晶体时便采取 典型的金属结合。
例：NaCl
三.金属结合
由于电负性小的元素易于失去电子，而 难以获得电子，所以当大量电负性小的原子 相互接近组成晶体时，各原子给出自己的电 子而成为带正电的原子实，价电子则在整个 晶体中运动为所有原子所共有，因此可以认 为金属晶体是带正电的原子实规则分布在价 电子组成的电子云中。晶体的结合力主要为 带正电的原子实与负电子云之间的库仑力。
范德瓦尔斯力的表现形式
1.葛生（Keesom)相互作用力：固有偶极 矩间的作用力;极性分子间 2. 德拜（Deyey)相互作用力：也称诱导 力。感应偶极矩间的作用力；极性分子 与非极性分子间 3.伦敦（London)相互作用力：也称色散 力。瞬态偶极矩间的作用力；非极性分 子间
五．氢键结合
氢原子的电子参 与形成共价键后， 裸露的氢核与另 一负电性较大的 原子通过静电作 用相互结合。
U(r)
N 2
ui
N 2
N 'u(rij )
j 1
其中ui、u(rij)为第i个原子与其他所有原子间的相互作用
势能及第i个原子与第j个原子间的相互作用势能。
原子数目 U(r) 原子间距
晶体体积的函数 U(v)
若取EN=0，则晶体的结合能： Eb EN E0 E0 U ( r0 )
说明：
（1）为什么一定要提出“杂化轨道”概念？
答：只有这样所得结论，才与实验结果（金刚石 有四个共价键且四个键等价指向四面体顶角方向） 一致。
(2) 孤立C原子的2S态能量E2s低于2P态能量E2P 即E2s< E2P，孤立C原子中的电子从2s态跃迁到2P 态，需吸收能量，即系统总能量上升，而在形成 金刚石晶体的过程中，各原子自旋“未配对”的 电子云交叠，系统能量反而下降，所以才可以结 合成稳定的晶体。
j 1
“ ‘ ” 表示求和不包括j=i的项。
则由N个原子组成的晶体的总的相互作用势能为：
u(r)
1 2
N
ui
i 1
1 2
N i 1
N
' u(rij )
j 1
N
ui ' u(rij )
j 1
因为晶体中原子数很多，因此晶体表面原子与晶体内部原
子的差别可以忽略，上式近似为：
u(r)
A rm
B rn
d2u ( dr 2 )
m(m 1)(n m)A (m 1)r0m2
0
可知 n >m，排斥作用是短程的。
( df dr
)
(
d2u dr 2
)
rm
0
r rm , f (rm )
最大有 效引力
二、结合能
晶体的结合能就是将自由的原子(离子或分子)结合成晶 体时所释放的能量。
r0
r r rm , f (rm ) 最大有效引力
rm
(b)
r r0 , f (r) 0, u(r)min
u(r)
(a) f (r)
r0
rm
(b)
r r
du ( dr ) |r r0 0
r0
(r0平衡时原子间最近邻的距离。)
d2u ( dr 2 )r0
0
(r=r0处相互作用能有最小值。)
方向性：
相邻原子只在特定方向上形成共价键。
成键时，电子云发生交叠，交叠越多 键能越大，系统能量越低，键越牢固。
#例：金刚石的共价键
碳原子的价电子组态为2S22P2，2S2态是 填满的，即电子处于自旋已配对的状态，
2P态最多可填充6个电子[（2 l +1）个，P 为 l =1]。
而碳原子2P态只有二个电子，则可以认 为，这二个电子均是处于自旋均未配对的 状态，这时，它最多与其它原子间形成二 个共价键。
由此可知
对同种元素，孤立原子和组成晶 体后的原子的最低能量状态的电 子云分布可以不同（电子态可不 同）。
二．离子结合
当电负性较小的原子与电负性较大的 原子相互接近时，形成正、负离子。
正、负离子由于库仑引力而相互靠近， 但当它们近到一定程度时，二闭合电子壳 层的电子云因重叠而产生排斥力，当吸收 力和排斥力平衡时，就形成稳定的离子键。
结合能与晶体几个常量的关系
1.原胞体积
U (r ) r |r r0 0
a r0
(晶格常量)
U (v)
v
|vv0 0
v0
2.压缩系数和体积弹性模量(体积压缩模量)
压缩系数: 单位压强引起的体积的相对变化率。
k
1 V
( V P
)T
体积弹性模量是压缩系数的倒数:
1
P
K
k
体
吸引。
好的离子导电性。
子之间形成
结合。
强 数ev/键
共价键：两原子
完整晶体硬度大， 熔点一
负电性接近
共
共有的自旋相反
般较高，低温下导电性能
且较大的原
金刚石
强
价 晶
配对的电子结构。
较差，为绝缘体或半导体。 化学惰性大，由于饱和性、 方向性，决定了原子排列
子或同种原 子相互结合。
Si Ge
数ev/键
体
体
数大。
合形成一个
构造基元。
弱 ～ 0.1ev/ 键
§2.3 结合力及结合能
一、结合力的共性
1.原子间的相互作用力
吸引力 排斥力
库仑引力 库仑斥
A rm
B rn
r 两原子间的距离； A、B、m、n>0,
A rm
B
吸引能
rn
排斥能
两原子间的相互作用力 f (r ) du(r ) dr
实验事实
（1）金刚石中每个原子与周围四个原子形成结合。 （2）周围四个原子的排列呈四面体结构，具有等
同性，即碳原子与周围原子具有四个等价的共 价键。C原子的葫芦状杂化轨道必定大头相对， 以保证最大的电子云交叠，系统能量最低。
同为C原子，不会形成离子键，由其物理特 性也排除了金属键
我们只能认为 ：
11.84 13.996
大
中性原子获得电子成为-1价离子时所放出的能量。
y e y 1 B
B为电子亲合能。
3.电负性
电负性=0.18(电离能+亲和能) 对比下表各个周期,可看出以下两个特性：
(1)周期表由上到下，电负性逐渐弱；
(2)周期表越往下，一个周期内电负性的差别也越小。
电负性
IA
IVA、 VA具有较强的电负性，它们束缚电子的能力较强， 适于形成共价结合。
周期表左端的元素负电性弱，易于失去电子；而右端的 元素负电性强，易于获得电子，因此它们形成离子晶体。
§2.2 晶体的结合类型
一．共价结合
当二个电负性相同或接近（尤其是负 电性又都较大）彼此靠近时，各贡献一个 电子，为两个原子所共有，从而使其结合 在一起，这种结合称为共价结合。
晶体结合的基本类型
类型
结合力
特点
形成
代表
结合能
离
稳 定 的 正 、 负 离 熔 点 高 ： 硬 度 大 ， 膨 周 期 表 左 右 NaCl
子
子 相 间 排 列 通 过 胀 系 数 小 ， 易 沿 解 理 两 边 电 负 性 CsCl
晶
库 仑 静 电 力 相 互 面 劈 裂 ， 高 温 下 有 良 差 异 大 的 原 LiF
只能取有限的几种形式。
InSb
金
金属键：价电子离 电 导 率 热 导 率 高 、 密 电 负 性 小 的 Na，Cu
较强
属
化形成的共有化负 度 大 、 延 展 性 好 ， 对 原子形成
Ag.，Au ～1ev/键
晶
电子云与处在其中
原子排列无特殊要求，
Fe
体
的正离子实通过库
故原子尽可能密集排
仑力而键合。
电离能 (单位:eV)
元素 Na Mg Al Si P
S
Cl Ar
电离能 5.138 元素 K
7.644
Ca
5.984 8.149 10.55
Ga Ge As
10.357 13.01 15.755
Se Br kr
电离能 4.339 6.111 小
2.电子亲和能:
6.00 7.88 9.87
9.750
体
结合。
晶体
氢键：氢原子的电子
熔点和沸点介于离子
氢原子和负
冰
氢 键 晶
参与形成共价键后， 裸露的氢核与另一负 电性较大的原子通过 静电作用相互结合。
晶 体 和 分子 晶 体之 间 ， 电 性 很 大 的 H2F
密度小，有许多分子
原子（O、F、 H2N
聚 合 的 趋 势 ， 介 电 系 N 、 Cl ） 结
AH B
共价键
1.结构 氢原子同时与两个负电性较大，而原子半
径较小的原子(O、F、N等)结合，构成氢键。
2.特征 氢键具有饱和性。
说明：
1． 由上讨论可知，原子结合成晶体时，是以上哪种结合力结 合，很大程度上决定于它电负性特性。 2． Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ族元素也可以形成共价键，但由于共价键的饱 和性，Ⅴ族元素只能形成三个共价键，Ⅵ、 Ⅶ 族元素则只能 分别形成二个，一个共价键，但仅有三个、二个、一个共价 键不能形成三维晶体。所以对Ⅴ族元素三个共价键常在一个 平面上，形成层状结构，而各层间则靠范德瓦尔斯力结合， 对Ⅵ族元素，二个共价键常形成环状结构，各个环之间依靠 范德瓦尔斯力结合；对于Ⅶ族元素，常由一个共价键先组成 分子，而分子之间依靠范德瓦尔斯力形成分子晶体。 3． 实际晶体的结合往往不是纯属哪一种键，而是包含两种或 更多种键，任何晶体都包含范德瓦尔斯键（电子分布的起伏 而产生的瞬时偶极矩总存在）。
V
( V
)T
由热力学第一定律:
dU pdV TdS pdV
E0是晶体的总能量，EN是组成该晶体的N个原子在自由状 态时的总能量，Eb即为晶体的结合能。
晶体总的相互作用能
设晶体中第i个原子与第j个原子之 间的相互作用势能为u(rij )，
1 2 34 i
第i个原子与晶体中所有其它原子 j
rij
的相互作用势能为：
N
ui ' u(rij )
1.结构 结合力：金属键 第Ⅰ族、第Ⅱ族及过渡元素晶体都是典型的金属晶体。
金属晶体多采取配位数为12的密堆积，少数金属为体心立 方结构，配位数为8。
2.特点 良好的导电性和导热性，较好的延展性，硬度大，熔点高。
四．分子结合（范德瓦尔斯键结 合）
对于具有稳定结构的原子（如有满壳层 结构的惰性元素）之间或价电子已用于形成 共价键的饱和分子之间结合成晶体时，原来 原子的电子组态不能发生很大变化。而是靠 偶极矩的相互作用而结合的，这种力通常称 为范德瓦尔斯力。
金刚石中的C原子，不是上述单独C原子的 基态为基础的。
每个碳原子与周围形成四个等价的共价键， 前提条件为每个C原子首先需存在四个自旋 未配对的价电子，则只能认为，金刚石的C 原子的价电子组态先变成为2S1、2P3，然后 这四个价电子产生所谓轨道杂化。杂化后的 每个价电子含有（1/4）S和（3/4）P，这样 也才与C原子有四个等价的键不矛盾，这样 的电子轨道称为SP3杂化轨道。
第二章 晶体结合
§2.1 原子的电负性
原子的电负性是用来表示原子得失电子能力的物理量。 1.电离能
让原子失去电子所必需消耗的能量。 中性原子失去1个电子成为+1价离子时所需要的能量为第一 电离能，从+1价离子再移去一个电子所需的能量为第二电离能。
z A z e 其中A为第一电离能
电离能越大，原子对价电子的束缚能力越强。
列（能量低）
范德瓦尔斯键： 低熔点、低沸点、易 惰性原子， 惰性（气 弱
分
由 偶 极 矩 的 作 用 压 缩 、 电 绝 缘 ， 对 原 周 期 表 右 下 体）晶体， ～0.1ev/
子
聚合
子 排 列 无 特 殊 要 求 ， 方 负 电 性 大 Ar ， 有 键
晶
故一般取密堆积排列。 的原子之间
机化合物
假设相距无u穷(r)远 的rAm 两 rB个n 自f (由r)原 子dud间(rr)的相互作用能为零，相
互作用力为零。
u(r )
(a)相互作用势能和原子间距的关系
r
(a)
(b)相互作用力和原子间距的关系 r r0 , f (r) 0 , 斥力
f (r)
r r0 , f (r) 0 , 引力
能把两个原子结合在一起的一对为两 个原子所共有的自旋相反配对的电子结构， 称为共价键。
共价键的特性:
饱和性：一个原子所能形成的共价键的数目有
一个最大值。
若价电子壳层未达到半满，则所有价电子都可 能是未配对的，则
可成价数＝价电子数N 若价电子壳层等于或超过半满，满壳层时最多 可容纳8个电子，未配对的电子数决定于未填 充的量子态数，若价电子数为N，则能形成的 共价键数目符合（8－N）规则。
IIA
IIIA
IVA
VA VIA
VIIA
Li
Be
B
C
N
O
F
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
Na
Mg
Al
Si
P
S
Cl
0.9
1.2
1.5
1.8
2.1
2.5
3.0
K
Ca
Ga
Ge
As
Se
Br
0.8
1.0
1.5
1.8
2.0
2.4
2.8
IA 、IIA、 IIIA电负性低的元素对电子束缚较弱，价电子 易于摆脱原子束缚成为共有化电子，因此在形成晶体时便采取 典型的金属结合。
例：NaCl
三.金属结合
由于电负性小的元素易于失去电子，而 难以获得电子，所以当大量电负性小的原子 相互接近组成晶体时，各原子给出自己的电 子而成为带正电的原子实，价电子则在整个 晶体中运动为所有原子所共有，因此可以认 为金属晶体是带正电的原子实规则分布在价 电子组成的电子云中。晶体的结合力主要为 带正电的原子实与负电子云之间的库仑力。
范德瓦尔斯力的表现形式
1.葛生（Keesom)相互作用力：固有偶极 矩间的作用力;极性分子间 2. 德拜（Deyey)相互作用力：也称诱导 力。感应偶极矩间的作用力；极性分子 与非极性分子间 3.伦敦（London)相互作用力：也称色散 力。瞬态偶极矩间的作用力；非极性分 子间
五．氢键结合
氢原子的电子参 与形成共价键后， 裸露的氢核与另 一负电性较大的 原子通过静电作 用相互结合。
U(r)
N 2
ui
N 2
N 'u(rij )
j 1
其中ui、u(rij)为第i个原子与其他所有原子间的相互作用
势能及第i个原子与第j个原子间的相互作用势能。
原子数目 U(r) 原子间距
晶体体积的函数 U(v)
若取EN=0，则晶体的结合能： Eb EN E0 E0 U ( r0 )
说明：
（1）为什么一定要提出“杂化轨道”概念？
答：只有这样所得结论，才与实验结果（金刚石 有四个共价键且四个键等价指向四面体顶角方向） 一致。
(2) 孤立C原子的2S态能量E2s低于2P态能量E2P 即E2s< E2P，孤立C原子中的电子从2s态跃迁到2P 态，需吸收能量，即系统总能量上升，而在形成 金刚石晶体的过程中，各原子自旋“未配对”的 电子云交叠，系统能量反而下降，所以才可以结 合成稳定的晶体。
j 1
“ ‘ ” 表示求和不包括j=i的项。
则由N个原子组成的晶体的总的相互作用势能为：
u(r)
1 2
N
ui
i 1
1 2
N i 1
N
' u(rij )
j 1
N
ui ' u(rij )
j 1
因为晶体中原子数很多，因此晶体表面原子与晶体内部原
子的差别可以忽略，上式近似为：
u(r)
A rm
B rn
d2u ( dr 2 )
m(m 1)(n m)A (m 1)r0m2
0
可知 n >m，排斥作用是短程的。
( df dr
)
(
d2u dr 2
)
rm
0
r rm , f (rm )
最大有 效引力
二、结合能
晶体的结合能就是将自由的原子(离子或分子)结合成晶 体时所释放的能量。
r0
r r rm , f (rm ) 最大有效引力
rm
(b)
r r0 , f (r) 0, u(r)min
u(r)
(a) f (r)
r0
rm
(b)
r r
du ( dr ) |r r0 0
r0
(r0平衡时原子间最近邻的距离。)
d2u ( dr 2 )r0
0
(r=r0处相互作用能有最小值。)
方向性：
相邻原子只在特定方向上形成共价键。
成键时，电子云发生交叠，交叠越多 键能越大，系统能量越低，键越牢固。
#例：金刚石的共价键
碳原子的价电子组态为2S22P2，2S2态是 填满的，即电子处于自旋已配对的状态，
2P态最多可填充6个电子[（2 l +1）个，P 为 l =1]。
而碳原子2P态只有二个电子，则可以认 为，这二个电子均是处于自旋均未配对的 状态，这时，它最多与其它原子间形成二 个共价键。
由此可知
对同种元素，孤立原子和组成晶 体后的原子的最低能量状态的电 子云分布可以不同（电子态可不 同）。
二．离子结合
当电负性较小的原子与电负性较大的 原子相互接近时，形成正、负离子。
正、负离子由于库仑引力而相互靠近， 但当它们近到一定程度时，二闭合电子壳 层的电子云因重叠而产生排斥力，当吸收 力和排斥力平衡时，就形成稳定的离子键。
结合能与晶体几个常量的关系
1.原胞体积
U (r ) r |r r0 0
a r0
(晶格常量)
U (v)
v
|vv0 0
v0
2.压缩系数和体积弹性模量(体积压缩模量)
压缩系数: 单位压强引起的体积的相对变化率。
k
1 V
( V P
)T
体积弹性模量是压缩系数的倒数:
1
P
K
k
体
吸引。
好的离子导电性。
子之间形成
结合。
强 数ev/键
共价键：两原子
完整晶体硬度大， 熔点一
负电性接近
共
共有的自旋相反
般较高，低温下导电性能
且较大的原
金刚石
强
价 晶
配对的电子结构。
较差，为绝缘体或半导体。 化学惰性大，由于饱和性、 方向性，决定了原子排列
子或同种原 子相互结合。
Si Ge
数ev/键
体
体
数大。
合形成一个
构造基元。
弱 ～ 0.1ev/ 键
§2.3 结合力及结合能
一、结合力的共性
1.原子间的相互作用力
吸引力 排斥力
库仑引力 库仑斥
A rm
B rn
r 两原子间的距离； A、B、m、n>0,
A rm
B
吸引能
rn
排斥能
两原子间的相互作用力 f (r ) du(r ) dr
实验事实
（1）金刚石中每个原子与周围四个原子形成结合。 （2）周围四个原子的排列呈四面体结构，具有等
同性，即碳原子与周围原子具有四个等价的共 价键。C原子的葫芦状杂化轨道必定大头相对， 以保证最大的电子云交叠，系统能量最低。
同为C原子，不会形成离子键，由其物理特 性也排除了金属键
我们只能认为 ：
11.84 13.996
大
中性原子获得电子成为-1价离子时所放出的能量。
y e y 1 B
B为电子亲合能。
3.电负性
电负性=0.18(电离能+亲和能) 对比下表各个周期,可看出以下两个特性：
(1)周期表由上到下，电负性逐渐弱；
(2)周期表越往下，一个周期内电负性的差别也越小。
电负性
IA
IVA、 VA具有较强的电负性，它们束缚电子的能力较强， 适于形成共价结合。
周期表左端的元素负电性弱，易于失去电子；而右端的 元素负电性强，易于获得电子，因此它们形成离子晶体。
§2.2 晶体的结合类型
一．共价结合
当二个电负性相同或接近（尤其是负 电性又都较大）彼此靠近时，各贡献一个 电子，为两个原子所共有，从而使其结合 在一起，这种结合称为共价结合。
晶体结合的基本类型
类型
结合力
特点
形成
代表
结合能
离
稳 定 的 正 、 负 离 熔 点 高 ： 硬 度 大 ， 膨 周 期 表 左 右 NaCl
子
子 相 间 排 列 通 过 胀 系 数 小 ， 易 沿 解 理 两 边 电 负 性 CsCl
晶
库 仑 静 电 力 相 互 面 劈 裂 ， 高 温 下 有 良 差 异 大 的 原 LiF
只能取有限的几种形式。
InSb
金
金属键：价电子离 电 导 率 热 导 率 高 、 密 电 负 性 小 的 Na，Cu
较强
属
化形成的共有化负 度 大 、 延 展 性 好 ， 对 原子形成
Ag.，Au ～1ev/键
晶
电子云与处在其中
原子排列无特殊要求，
Fe
体
的正离子实通过库
故原子尽可能密集排
仑力而键合。
电离能 (单位:eV)
元素 Na Mg Al Si P
S
Cl Ar
电离能 5.138 元素 K
7.644
Ca
5.984 8.149 10.55
Ga Ge As
10.357 13.01 15.755
Se Br kr
电离能 4.339 6.111 小
2.电子亲和能:
6.00 7.88 9.87
9.750
体
结合。
晶体
氢键：氢原子的电子
熔点和沸点介于离子
氢原子和负
冰
氢 键 晶
参与形成共价键后， 裸露的氢核与另一负 电性较大的原子通过 静电作用相互结合。
晶 体 和 分子 晶 体之 间 ， 电 性 很 大 的 H2F
密度小，有许多分子
原子（O、F、 H2N
聚 合 的 趋 势 ， 介 电 系 N 、 Cl ） 结
AH B
共价键
1.结构 氢原子同时与两个负电性较大，而原子半
径较小的原子(O、F、N等)结合，构成氢键。
2.特征 氢键具有饱和性。
说明：
1． 由上讨论可知，原子结合成晶体时，是以上哪种结合力结 合，很大程度上决定于它电负性特性。 2． Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ族元素也可以形成共价键，但由于共价键的饱 和性，Ⅴ族元素只能形成三个共价键，Ⅵ、 Ⅶ 族元素则只能 分别形成二个，一个共价键，但仅有三个、二个、一个共价 键不能形成三维晶体。所以对Ⅴ族元素三个共价键常在一个 平面上，形成层状结构，而各层间则靠范德瓦尔斯力结合， 对Ⅵ族元素，二个共价键常形成环状结构，各个环之间依靠 范德瓦尔斯力结合；对于Ⅶ族元素，常由一个共价键先组成 分子，而分子之间依靠范德瓦尔斯力形成分子晶体。 3． 实际晶体的结合往往不是纯属哪一种键，而是包含两种或 更多种键，任何晶体都包含范德瓦尔斯键（电子分布的起伏 而产生的瞬时偶极矩总存在）。
V
( V
)T
由热力学第一定律:
dU pdV TdS pdV