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价电子
价电子是原子在参与化学反应时能够用于成键的电子,是原子核外跟元素化合价有关的电子。镧系元素还能包括外数第三层的4f电子。在非金属的主族元素中,除了第二周期元素外,一般都有nd空轨道。当这些元素跟电负性更大的元素化合时,原先最外层上的价电子可拆开进入nd轨道中,然后通过轨道杂化使这些元素表现较高的化合价。
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能带理论
能带理论在固体金属内部构成其晶格结点上的粒子,是金属原子或正离子,由于金属原子的价电子的电离能较低,受外界环境的影响(包括热效应等),价电子可脱离原子,且不固定在某一离子附近,而可在晶格中自由运动,常称它们为自由电子。金属中为数不多的价电子不足以形成如此多的共价键。所以金属键不同于离子键;
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单质碳
碳在周期表里位于第2周期ⅣA族(第14列),它有4个价电子,电负性中等,它不容易丢失电子成正离子,也不容获得电子成负离子,而容易形成各式各样的共价键。层间价电子活动比较自由,石墨的导电性、滑动性都与此结构状态有关。C60的结构,现在已由红外光谱、电子显微镜、X射线衍射和电子衍射等多种方法测定。
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电子能谱分析
当用一定能量的电子束、X射线或紫外光作用于试样,其表面原子不同能级的电子将激发成自由电子。收集这些电子并整理与记录它们的能量分布,就是电子能谱分析。若以X射线或紫外光为激发源作用于试样表面所获取的光电子能量的分布信息便是光电子能谱。XPS对化学分析最为有用,故又叫做化学分析用电子能谱法(ESCA)。
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价层电子对互斥理论
价键理论可解释原子采用什么样的空间轨道去形成共价键,但不易预测分子的空间结构。凡多重键只计其σ键。对于带正、负电荷的离子,则在中心原子价电子数目中相应地减去、加上此电荷数;应注意,中心原子的价层电子对的空间分布是中心原子所采用的杂化的类型,这与分子几何构型不一定相同。
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轨道杂化
原子在成键时受到其他原子的作用,原有一些能量较近的原子轨道重新组合成新的原子轨道,使轨道发挥更高的成键效能,这叫做轨道杂化。H2O分子中氧原子采取不等性sp3杂化,形成四个不完全等同的杂化轨道,其中两两等价,分别和两个氢原子成键及被氧原子的两对孤对电子占有。
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原子
原子是组成单质和化合物分子的基本粒子。当原子间通过共价键结合而成无限分子的规整排列时,就构成原子晶体。在原子序数较大的元素原子中,内层电子运动速度达到可比拟的光速的数量级。为了使用方便,科学上一般不用原子的绝对质量,而是采用原子的相对质量。它是由各同位素的相对原子质量按丰度计算的平均值。
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基
化合物分子中去掉一些原子或原子团后剩下不带电荷的部分,叫做基。有机化合物的官能团是决定物质主要特性的基,如醇的羟基(-OH)、羧酸的羧基(-COOH)。烷烃RH分子中去掉一个氢原子后留下的部分(R·)含有未成对的价电子,叫做烷基自由基,如CH3·是甲基自由基,CH2=CH-CH2·是丙烯基自由基。
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自由基反应
自由基参与的反应叫自由基反应。自由基是在光照、辐射、过氧化物或高温作用下,由分子中原子间的共价键的均裂产生的,有不成对价电子的原子或原子团,叫做自由基(曾用名:游离基),例如H·(氢自由基)、Cl·(氯自由基)、·CH3(甲基自由基)。另一类是自由基加成反应,如氯跟四氯乙烯的加成反应。
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半导体
半导体由于禁带宽度较小,升温时(有时还可以借助于光、电和磁效应)价电子被激发,从满带进入空带,而在满带形成空穴,从而可以导电。利用纯固体晶体直接在某种势场作用下导电(可为电子导电,也可为空穴导电)的材料为本征半导体。比较典型的是InSb,GaAs等,它们在激光、光电转换、红外遥感等许多技术中有广泛的应用前景。
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烷烃
甲烷(CH4)、丁烷(C4H10)和辛烷(C8H18)是我们日常生活中最常遇到的几种烷烃,它们分别是天然气、石油液化气和汽油的主要成分。这类化合物中碳原子按四面体方向和其他碳原子或氢原以共价单键相联成链。由于碳原子的外层4个价电子都已分别成键,因此,它们属饱和烃,其通式为CnH2n2,在特定条件下可以发生取代反应。
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非金属
由非金属元素组成的单质叫做非金属。非金属固体中金刚石、晶体硅、晶体硼是原子晶体,熔点和沸点都很高,硬度也大。非金属元素原子的价电子较多,在化学反应中倾向于得到电子,具有氧化性,容易跟金属化合。例如硼、硅、锗、砷、锑、硒、碲等既有金属的性质,又有非金属的性质,有时把它们叫做半金属(也有叫做准金属)。