化学教学素材核外电子的运动与晶体.doc

核外电子的运动与晶体核外电子的运动与晶体若按现有理论，无规则的电子云的耦合如何能构成晶体？就算是形成了晶体，那所有的晶体将是呆板雷同的 摘要：结构元按空间几何位置规则分布，构成了晶体的各原子精确排布，构成了自然界的晶体金属的价和电子运转时在垂直于运转平面所伴生的磁场力——价磁力联接，组成了金属物质的内聚力，也构建了金属物体的各种特性关键词： 结构元 价和力 伴生 磁场力 价磁力 [ [事实] ] 自然界的物体，金、银、铜、铁等各种金属，硅、磷、盐、糖、冰、雪等各种非金属物及化合物，大部分都是以晶体形式存在晶体的各原子精确排布，稳定重复，结构极具规律价电子数相同的元素，其晶体结构往往雷同如金、银、铜等１价金属它们的晶体结构全部是面心立方体；２价的铁、镍的晶体是体心立方；４价的碳、硅的晶体则是金刚石结构１价金属体不可能呈现金刚石晶体结构，晶体的构成与原子的价电子数密切相关[分析] 晶体是由原子组成，晶体原子有几个价电子，就能构成几个结构元，即：原子有几个价电子，就有几个结构元环绕因此，周围核心只有按一定的空间几何位置分布，才能使得价和电子运行线路最短，以利共同控制。

正是结构元按空间几何位置规则分布，构成了晶体的各原子精确排布，构成了自然界的晶体如Ⅳ族元素碳、硅等，其外层有４个价电子，这４个电子在空间绕自身与周围空间相邻的４个核心进行价和运转，构成了４个辐射状的结构元该族所有的原子都像这样 1 个连着４个，向周围空间均匀、有序地排布，从而构成了稳定的晶体，形成了Ⅳ族晶体结构——金刚石结构（见下图） 金刚石结构 菱方结构图 晶体的结构同样的，Ⅴ族元素如砷，其一个原子通过５个结构元在空间与５个原子连接，形成了菱方结构的晶格（见图 4-1 右） 在价电子大于 3 的固态的单质或化合物中，原子也都是整齐有序地排列，形成各种晶体，价和力是这类物质的主要内聚力价电子数等于或小于 3 的金属物质，如金、银、铜原子只有 1 个价电子，两个原子结合起来只能建立 1 个结构元，这许多单个结构元如何建立有序的空间结构？在 J 2 章我们讲到，电子的运动伴生着磁场作直线运动的电子伴生着旋转的磁场，作旋转运动的电子则在其旋转平面中心的垂直方向伴生着平行的磁场当金属的价和电子高速运转时，在旋转平面中心产生着南北向的较强的磁场，这些磁场力南北极相互吸引，把结构元相互紧紧吸引在相对固定的位置。

于是这就形成了构成物质内另一种内聚力，我们把价和电子运转时在垂直于运转平面所伴生的磁场力简称为价磁力价和结构 价磁力结构图上图为金属物体（如铜、银、铝）的结构示意：棱形表示价和电子运转轨道所在的平面，上下两平面相互平行，价和电子运转所形成的价磁力南北极相互吸引，使结构元相互紧紧吸引，位置相对固定同时还有处在与此平面垂直位置的价和电子的运转，形成三维方向的价磁力，构成了晶体，构成了金属结构由于金属结构元间是靠价磁力维系其结构，每个结构元如同微型磁铁相互吸引，结合在一起构成了金属体受到较大外力时,结构元之间能相互滑移换位，重新结合，这种滑移换位的宏观的表现是金属具有较好的延展性和塑性由于金属结构元间是靠高速运转的价和电子所伴生的价磁力维系其结构，高速运转的价和电子伴生着电磁波，故金属内的电磁波稳定、有序、相互接力，这样的电磁波密集强大，形成整体自然光波不仅不能进入金属内，反而被密集的电磁波所反射，所以光洁的金属表面有漂亮的金属光泽[结论] 原子核对电子的引力没有边界，相邻原子相互吸引对方的外层电子，形成了价电子共享，形成了结构元，构成了原子之间相互联接的力。

金属的价和电子运转时在垂直于运转平面所伴生的磁场力——价磁力联接，组成了金属物质的内聚力，形成了金属物体的各种特性非金属物质靠价和力构成了各种晶体的形体结构，构成了物体的强度，导致了物质的各种特性，构成了丰富多彩的物质世界价和力、价磁力实质上是来源于原子核对电子的引力，大自然把一个引力、不同元素的数个核外电子，演绎成如此精彩纷呈的物质世界，简洁天成、系统和谐，实在是鬼斧神功价和力、价磁力实质上是原子核对电子的引力促成价和电子向心运动所致，也就是说原子之间是通过价和电子的向心运转而维持其相对位置的联想到宇宙天体、世上万物无不是在引力和向心力的作用上而保持其相对位置，这种不谋而合使得自然的法则更加和谐、系统[反思] 面对世上各种物质的构成，现代物理学、化学奉行着各种键理论，见到金属物质就建立金属键理论，面对非金属晶体就提出共价键理论，面对化合物就建立离子键理论，这些种盲人摸象的理论十分牵强：电子云的重叠如何能耦合成键？使物体结合的键力是从哪里来的？熔化时这些键如何丧失，凝固时键又如何形成？正是因为价电子的价和运转在每个原子的周围构成了相应数目的结构元，才构成了如此多姿的晶体世界，若按传统理论，只考虑原子间的引力与斥力，无规则的电子云的耦合如何能构成晶体？就算是形成了晶体，那所有的晶体将是呆板雷同的。

现行理论认为金属是由自由电子形成的金属键建立了金属晶体的结构，且不谈自由运行的电子如何能构成金属键，就算是金属键构成了金属，如何解释金属具有较好的延展性、金属为什么有光泽？更不能解释金属受热时的塑性增加和相变。