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系统相对论
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正文 第二章 粒子模型(第2页/共2页)
文 /
刘泰祥
言|情|小|说|吧
示为氧16原子核
在图2-13b下侧的质子两侧加一个或两个中子
即为氧17或氧18
氢原子核与氧原子核间的相互作用包括两部分
一个是两核相接触侧面上中性场间的耦合作用力
这个力类似强相互作用
系统相对论称之为亚核力;另一个是两核极性场间的耦合作用力(参见图2-11a)
这个力类似化学上的共价键
但共价电子对这个力并没有贡献
相反
共价电子是在这个耦合场中运动
可见
水分子中原子间的作用力是由核间的中性耦合力和极性耦合力两部分构成
将这种复合作用简单归于化学键是不正确的
另外
由于水分子中两氢原子核间也存在极性耦合作用力(位于两氢原子核相对的侧面间
图2-13中未画出)
而使它们间的夹角减小
这就是测量键角为104
5&;deg;的原因
图2-13水分子的核结构示意图6
3
2石墨晶体结构模型
现代化学认为
石墨是碳质元素结晶矿物
它的结晶格架为六边形层状结构
属六方晶系
具有完整的层状解理
解理面之间以分子键为主
对分子吸引力较弱
在石墨晶体中
同层的碳原子以sp2杂化形成共价键
每一个碳原子以3个共价键与另外3个原子相连
6个碳原子在同一个平面上形成了六边形的环
伸展成片层结构
这里c-c键的键长皆为142pm
这正好属于原子晶体的键长范围
因此对于同一层来说
它是原子晶体
在同一平面的碳原子还各剩下一个p轨道
它们相互重叠
电子比较自由
相当于金属中的自由电子
所以石墨能导热和导电
这正是金属晶体特征
因此也归类于金属晶体
石墨与金刚石都是碳元素的单质
它们互为同素异形体
常见的石墨晶体结构图都将碳原子作为点粒子看待
使得石墨的一些特性不容易直观理解
根据系统相对论的碳原子模型
绘制石墨晶体结构如图2-14所示(另见彩图4)
图中的碳原子核为碳12
它呈对称平面结构;如果在碳12的结构中心增加一个中子
就成为碳13
图2-14石墨晶体结构模型从上图可以看出
6个碳原子通过亚核力形成六边形结构
这种亚核力包括核间质子端面间的作用和核间质子斜面间的作用两种类型
系统相对论推测
核间质子端面间的作用建立之前
它们端部的电子会自动脱落而成为游离态电子
核间质子斜面间的作用建立后
其中一个2p轨道被占用(参见图7-6)
该轨道上的束缚电子也成为游离态电子
正是大量游离电子的存在
使得石墨具有良好的导电性和导热性
相邻解理面间不存在上述核间直接相互作用
它们间的作用主要是中性场间的引力作用
这个引力作用较上述亚核力要弱得多
因此石墨晶体在层与层之间比较容易分离
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