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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第二节 原子间的作用力与结合能,原子的聚集态,凝聚态,定义：一般条件下，元素难以原子态存在，基本上以分子或液态及固态存在,液态和固态就称为凝聚态。,结合键,定义：凝聚态之所以成为物质常见的存在状态，说明原子间存在着把他们束缚在一起的相互作用力，或成为它们之间存在结合键。,根据,结合键,的不同状态，可以把凝聚态分为五大类：,液态,，,液晶,，,橡胶态,，,玻璃态,和,晶态,。,液态：,体积模量很大，但切变模量却为零，这是由于内部结合键已经熔化。原子处于无序运动中，故只能承受压力，经不起剪切力的作用。,液晶：,结合键基本熔化，它的切变模量和弹性模量基本都为零。,晶态和玻璃态：,结合键处于固化状态，体积模量和弹性模量很大。,橡胶态：,虽然是固态，体积模量很大，但弹性模量却很小，这是由于材料内大量二次键已经熔化所致。,凝聚态原子间作用力和结合能,不同类型的,固体,有不同的,结合键,，但它们在定性上具有共同的规律。,当,原子间距很大,时，原子间的作用,力很小；当原子离开得更远时（无限,距离），相互作用力趋近于零，位能,也是如此。,当,原子间距离较小,时，存在着很,大的吸引力，势必把原子拉在一起，,原子更接近吸引力和排斥力相平衡时,，换言之，力的和等于零，此时原子,对的位能为最小值，该间距称为平衡,间距。,与原子之间的键合有关的能量，强烈地取决于原子间距离。由于功或能等于力与距离的乘积，故,相邻原子间相互作用势能,可用数学表示为：,V,N,=,F,A,dr+,F,R,dr,=V,A,+V,R,其中,F,A,、,F,R,为吸引力和排斥力，,V,N,、,V,A,、,V,R,分别为总作用势能、吸引能和排斥能。,对于多原子间的相互作用来说，要复杂得多。其结合能的大小以及势能曲线的形状是随材料的类型而变化的，这二者取决于原子间结合的性质。多数固体材料都是晶体。,晶体的结合能,可定义为,E,B,=E,N,-E,O,式中，,E,o,为晶体的总能量，,E,N,为组成该晶体的,N,个原子在自由状态时的总能量。,一,些晶体的,结合能,可粗略的表示为：,E,（,r,）,=-A/,r,m+B/rn,式中，,A,、,B,、,m,、,n,为常数。右边第一项为吸引能，第二项为排斥能。不同类型的材料，有不同的,m,和,n,，这说明不同晶体的结合性质（结合键）在定性上具有共同的性质，而在定量上却是不同的。,
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