|
侯马市教研室 王玉生 在上文中，我们讨论了钠原子形成的金属结构体，同时讨论了金属的共同特征，比如金属的传热性、导电性、机械加工性，由于金属原子是受到多轨道的捆绑，凡是被多轨道捆绑的分子，具有机械强度高的特点，金属结构从外层上看属于多轨道叠交式的捆绑，当外来光子入射时，往往与内层轨道中的电子发生碰撞，入射方向与内层轨道平面成一定的角度，其反射率很高（最少达75％），所以，金属一般都具有一定的光泽，不透光、而且还有不同的光的反射性特点。 为了说明剩余电子导电性，我们下面举例说明物质的导电性 例36.石墨的轨道结构 石墨是由碳原子组成的，碳原子外层有4个单电子轨道，能够与周围3个原子形成了单轨道键，中心原子属于3个轨道的定轴交叉，所以，分子立体结构呈“平面型”，属于片层结构，轨道结构如图（15—1）所示。  在石墨分子结构中，碳原子最外层的4个电子，形成了3个单轨道键，用去了3个电子，有1个电子剩余，这个电子在外加电场的作用下，能够定向移动形成电流，因此，石墨具有导电性的特点。 例37、金刚石的轨道结构 金刚石也是由碳原子组成的，碳原子最外层的4个单电子轨道与周围4个碳原子形成轨道键，属于4个单轨道键，由于碳原子之间的排斥作用，彼此转位至碳原子的四周，分子立体构型呈“正四面体”型。 在金刚石的分子结构中，正四面体四个角上的碳原子又可以与周围的碳原子形成轨道键，在整个晶胞中，每个碳原子都是被4个双电子轨道捆绑，捆绑的牢固性在所有结构物中是最强的，所以，金刚石具有非常强的机械强度，其硬度是10，是自然界中硬度最大的晶体，轨道结构如图（15—1c）所示。在金刚石轨道结构中，碳原子外层4个价电子全部参与了轨道键，没有价电子剩余，因此，金刚石不能够导电，并且具有非常好的绝缘性。 在过去的理论中，人们是用原子核对核外电子的束缚程度来解释物质的导电性，那么，对于石墨和金刚石，原子核同样是碳原子核，对核外电子的束缚程度是相同的，但是为什么一个导电而另一个绝缘，利用电子云理论是不好解释的。双电子轨道发现以后，分子的导电性的机理逐渐被搞清楚，剩余电子导电说是可以成立的。 在二十世纪中，人们在探索新的导电材料方面，发现了某些有机盐类的晶体具有很高的导电性，这种性质一直弄不清楚，这个有机盐称为TCNQd的分子，它的分子结构如图（15—2）所示。  从图中可以看出，它的中心原子属于三个轨道平面的定轴交叉，因此，它是一个平面分子，中心部分的碳原子，以单轨道键与周围原子结合，4个价电子占去了3个，有一个价电子剩余，所以，它具有良好的导电性。 在过去的分析中，理论上认为中心碳原子是价，碳原子之间的化学键应该是双键，实际上不是双键，而是单轨道键，轨道结构与石墨相似，因为分子中存在8个剩余价电子，所以它具有良好的导电性，把它参入高分子聚合物中，就可以得到良好的导电性塑料，可用于各种电器的电路连接中。 |
|
|
