浙大材料物理性能-电学性能第四节
3. 居里点
通常铁电体的自发极化只在一定温度范围内呈现，当温度高于某一临界温度TC，自 发极化消失，我们称这一过程为铁电相到顺电相的转变，一般伴随结构相变。这一 临界温度TC叫居里点或居里温度 居里温度附近具有最大介电常数，这对制造小体积大容量的电容器具有重要意义
可以利用固溶体的方法来达到改变铁电体介电性质使居里点符合使用条件： BaTiO3加入低TC的SrTiO3，使TC向低温侧移，加入高TC的PbTiO3，则使TC向高 温侧移。这些能使居里温度改变的添加剂叫移峰剂 为了克服居里点处介电常数随温度变化太快，也可以加入使峰值展宽的所谓展 宽剂或压峰剂。如在BaTiO3中加入Bi2/3SnO3使峰值展宽,致使居里点几乎消失，显
人工极化：铁电畴在外电场作用下的“转向”，使得铁电材料具有宏观极化强度， 即材料具有“极性”
剩余极化：当外加电场撤去后，有小部分电畴偏离极化方向，恢复原位，大部分 电畴则停留在新转向的极化方向上，使材料仍具有宏观剩余极化强度
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介电材料：P = (ε − ε0 )E = ε0(εr − 1)E
由于铁电材料中存在着电畴，使得铁电材料在外场作用下，其极化强度P和外场E 就不再是线性关系了，而是一个电滞回线
示出直线型的温度特性，而介电常数εr仍能保持近2000
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4. 介电常数
铁电体的极化强度和外加电压的关系是非线性的，即其介电常数不是一个常数，随 外电场的增大而增大
铁电体的优点：介电常数可以很大，εr最大可以超过10万，这对制造大容量小体积
的电容器十分有意义
铁电体的缺点：用作电容器介质材料时，不适宜性也很多。例如： 随电压变化大 产生电致伸缩现象 呈现电滞回线，因而损耗很大 耐电性能差 老化严重
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铁电体：在一定温度范围内具有自发极化性质，并且自发极化方向可随外电场作 可逆转动的晶体
铁电性：铁电体所具有的自发极化性质
铁电晶体一定是极性晶体，但并非所有的极性晶体都具有这种自发极化可随外电 场转动的性质
铁电晶体可区分为两大类：
有序－无序型铁电体：自发极化同个别离子的有序化相联系。典型的例子是含 有氢键的晶体，例如KH2PO4
从一个面上看的投影图
当 冷 却 致 居 里 温 度 以 下 时 ， Ti4+ 和 O2-偏离平衡位置，造成正负电荷中 心不重合，结果产生永久电偶极子
BaTiO3 晶 体 从 非 铁 电 相 到铁电相的过渡总是伴 随着晶体立方→四方的 改变，因此提出了一种 离子位移理论，认为自 发极化主要是由晶体中 某些离子偏离了平衡位 置，使得单位晶胞中出 现了电偶极矩造成的
位移型铁电体：自发极化起因于一类离子的亚点阵相对于另一类亚点阵的整体 位移。这类铁电体的结构大多同钙钛矿结构及钛铁矿结构紧密相关，如BaTiO3
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二、铁电材料的特征 1. 自发极化的微观机理
以典型铁电材料—钛酸钡BaTiO3晶体为例，介绍其自发极化的微观模型
在 居 里 温 度 （ 120℃ ） 以 上 ， Ba2+ 离 子 处 于立方点阵顶角位置，O2-离子处于面心位 置，钛离子进入八面体空隙（体心位置）
PS：饱和极化强度或自发极化强度； Pr：剩余极化强度； EC：矫顽电场强度 由于极化的非线性，铁电体的介电常数不是常数，一般以P-E曲线在原点O的斜率 来代表介电常数。所以在测量介电常数时，所加的外电场（测试电场）应很小
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还有一类物体在转变温度以下，邻近的晶胞彼此沿反平行方向自发极化，这类晶 体叫反铁电体 例如钙钛矿型的PbZrO3、PbHfO3、Pb(Mg, W)O3等，因此，从宏观上总自发极化 强度为零，也无电滞回线 这类晶体随温度发生相变，高温时往往是顺电相（电畴无序排列），在相变温度 （反铁电居里温度）以下变成对称性较低的反铁电相
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2. 铁电畴
通常，一个铁电体并不是在一个方向上单一地产生自 发极化。但在一个小区域内，各晶胞的自发极化方向 都相同，这个小区域称为铁电畴，两畴之间的界壁称 为畴壁
铁电畴 铁电畴 畴壁
铁电畴在外电场作用下，总是要趋向于与外电场方向一致，这形象地称作电畴的 “转向” （实际的电畴运动是通过在外电场作用下新畴的出现、发展以及畴壁的移 动来实现的）Fra bibliotek第四节 铁电性能
一、基本概念
电介质产生束缚电荷的条件 ¾ 电介质在电场的作用下，可以使它的带电粒子相对位移而发生极化 ¾ 机械作用使某些电介质晶体变形而发生极化，并导致介质两端表面出现符号
相反的束缚电荷 ⎯ 压电效应 ¾ 温度的变化也可使某些晶体产生极化，在其表面上产生数量相等符号相反的
电荷 ⎯ 热释电效应 热释电效应是由于晶体中存在自发极化而引起。即这些晶体的每一个晶胞里存在 固有电偶极矩，这类晶体通常称为极性晶体
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自发极化包括两部分： ¾ 直接由离子位移而产生，约占总极化的39％ ¾ 由离子的电子云的形变而产生 出现自发极化的必要条件是：晶体结构不具有对称中心 不具有对称中心的晶体并非都有自发极化效应。CaTiO3属钙钛矿结构，但Ca2+ 离子半径小，氧八面体空隙小，Ti3+不易移动，因而CaTiO3晶体无自发极化效应
材料物理性能学之材料的电性能
材料物理性能学之材料的电性能引言材料的电性能是材料物理性能学的一个重要研究分支，它研究的是材料在电场、电流和电磁波等电学环境下的行为和性能。
材料的电性能对于材料的应用具有关键影响，比方在电子学、能源转换和传感器等领域中起着重要作用。
本文将探讨材料的电性能的根本概念、测试方法和常见的应用。
1. 电导率电导率是材料的一个根本电学性能参数，表示材料导电能力的强弱。
它常用符号σ表示，单位为S/m〔西门子/米〕。
电导率的量值越大，材料越好的导电性能。
电导率可以通过测量材料的电阻率来计算。
2. 电阻率电阻率是材料对电流流动的阻碍能力的度量，常用符号ρ表示，单位为Ω·m。
电阻率和电导率是一对相互关联的物理量，它们之间的关系可以用以下公式表示：ρ = 1/σ。
电阻率可以通过测量材料的电阻来得到。
3. 介电性能除了导电性能，材料还具有介电性能。
介电性能是材料对电场的响应能力的度量。
具有良好介电性能的材料可以阻止电流的流动，并被广泛应用于电容器、绝缘材料和电子设备等领域。
介电性能可以通过测量材料的介电常数来评估。
4. 介电常数介电常数是材料在电场中响应的能力的度量，常用符号ε表示。
介电常数可分为静电介电常数和动态介电常数。
静电介电常数表示在静电场中材料的响应能力，而动态介电常数那么表示在交变电场中材料的响应能力。
介电常数越大，材料对电场的响应能力越强。
5. 半导体材料的特性半导体材料是一类介于导体和绝缘体之间的材料，它具有特殊的电性能。
半导体材料的电导率较低，但随着温度的升高会逐渐增大。
半导体材料的导电性能可以通过添加杂质来调控，从而实现半导体器件的制造。
6. 材料的应用材料的电性能对于众多领域的应用至关重要。
在电子学领域中，导电性能好的材料可以用于制造电路和导线等电子元器件。
在能源转换领域中，材料的电性能对太阳能电池和燃料电池等能源转换器件的效率和稳定性有重要影响。
在传感器领域中，材料的电性能可以用于制造压力传感器、温度传感器和湿度传感器等。
材料物理性能(电学部分)
2. 金属的导电性
2.1 金属导电机制 一、电阻率研究的重要性及前人的工作
纯金属电阻率理论研究是认识和理解电子与声子相互作用的 最典型的例子之一,也是超导的理论基础。 包括J.Bardeen在内的不少人对纯金属电阻率与温度奇异的依 赖关系进行过深入的理论研究，但“处理方法、数学积分及至结果 表达式都是相当令人生畏的。” “The manipulation, integration and resulting expressions are rather formidable.” [R.J.Elliot and A.F.Gibson, AnIntroduction to Solid State Physics and its Applications, 311 (1976) ]，这些研究内容难以以基础课的内容向学 生们讲授，高低温电阻率温度依赖性的奇异特性，其物理机理也不 甚明了。 问题：能否用更简单明了的模型来揭示纯金属电阻率与温度的依 赖关系？
精细陶瓷分为功能陶瓷和结构陶瓷两大类。
功能陶瓷是以电、磁、光、声、热和力学 等性能及其相互转换为主要特征。它已经 成为电子材料中的重要组成部分。
陶瓷材料的电学功能可分为绝缘陶瓷、介电陶
瓷、压电陶瓷、铁电陶瓷、半导陶瓷、超导 陶瓷等。
1. 电导的物理现象
1.1 电导的宏观参数
欧姆定律示意图
试样准备： a) 测量体积电阻及电阻率的装置：
a、g间为等电位，表面电阻可忽略，设主电极 a的有效面积为S，则：S = πr12，那么体积电 阻为：
如果要得到更精确的测定结果，可采用下面 的经验公式： ρV= [π （r1+r2）2/4h]×[V/I]
b) 表面电阻与表面电阻率测定 设环形电极的内外半径分别为r1、r2， 则两环形电极间的表面电阻Rs为： Rs=∫r2r1 ρs×dx/2 πx = ρs×（ln（r2/r1））/ 2 π ρs－表面电阻率，不反映材料性质，它 决定于样品的表面状态
(完整)材料物理性能答案
)（E k →第一章：材料电学性能1 如何评价材料的导电能力？如何界定超导、导体、半导体和绝缘体材料？用电阻率ρ或电阻率σ评价材料的导电能力.按材料的导电能力（电阻率）,人们通常将材料划分为：）（）超导体（）（）导体（）（）半导体（）（）绝缘体（m .104m .10103m .10102m .1012728-828Ω〈Ω〈〈Ω〈〈Ω〈---ρρρρ2、经典导电理论的主要内容是什么？它如何解释欧姆定律？它有哪些局限性？金属导体中，其原子的所有价电子均脱离原子核的束缚成为自由电子，而原子核及内层束缚电子作为一个整体形成离子实。
所有离子实的库仑场构成一个平均值的等势电场，自由电子就像理想气体一样在这个等势电场中运动.如果没有外部电场或磁场的影响,一定温度下其中的离子实只能在定域作热振动，形成格波,自由电子则可以在较大范围内作随机运动,并不时与离子实发生碰撞或散射，此时定域的离子实不能定向运动，方向随机的自由电子也不能形成电流。
施加外电场后,自由电子的运动就会在随机热运动基础上叠加一个与电场反方向的平均分量，形成定向漂移，形成电流。
自由电子在定向漂移的过程中不断与离子实或其它缺陷碰撞或散射，从而产生电阻。
E J →→=σ，电导率σ= （其中μ= ，为电子的漂移迁移率，表示单位场强下电子的漂移速度）,它将外加电场强度和导体内的电流密度联系起来,表示了欧姆定律的微观形式.缺陷:该理论高估了自由电子对金属导电能力的贡献值，实际上并不是所有价电子都参与了导电。
（？把适用于宏观物体的牛顿定律应用到微观的电子运动中，并且承认能量的连续性)3、自由电子近似下的量子导电理论如何看待自由电子的能量和运动行为？自由电子近似下，电子的本证波函数是一种等幅平面行波，即振幅保持为常数;电子本证能量E 随波矢量的变化曲线 是一条连续的抛物线.4、根据自由电子近似下的量子导电理论解释：准连续能级、能级的简并状态、简并度、能态密度、k 空间、等幅平面波和能级密度函数.n 决定，并且其能量值也是不连续的，能级差与材料线度L ²成反比,材料的尺寸越大，其能级差越小，作为宏观尺度的材料,其能级差几乎趋于零，电子能量可以看成是准连续的。
浙大材料物理性能-光学性能第一节
第四章材料光学性能当光通过固体材料时，会发生透射、折射、反射、吸收、散射等现象，不同的材料具有不同的光学性能同时，在电、声、磁、热、压力等外场作用下，材料的光学性能会发生变化，或者在光的作用下其结构和性能会发生变化，如发光材料、激光材料、光导材料、磁光材料、非线性光学材料等1人们对光学性能以及在材料中发生的光学现象的研究和应用，已经有很长的历史了。
人类很早就认识到用光可以传递信息，2000多年前我国就有了用光传递远距离信息烽火台的设施—2等传递信息的方法后来出现了用灯光闪烁、旗语3以发明电话而著称的发明家贝尔（A. G. Bell，1847∼1922）也在光通信方面作过贡献，1880年，他利用太阳光作光源，用硒晶体作为光接收器件，成功地进行了光电米。
话的实验，通话距离最远达到了2134用大气作为传输介质，损耗很大，而且无法避免自然气象条件的影响和各种外界的干扰，最多只能传几百米远。
人们不得不寻求可以在封闭状态下传送光信号的办法低损耗石英光纤的出现，实现了大容量、高速、长距离、低成本的光信息传输现在不少发达国家又把光缆铺设到住宅前，实现了光纤到办公室、光纤到家庭56城市的绚丽灯光7地球夜景的卫星照片激光光束89短波发光与激光材料在许多领域有着广泛而重要的应用价值，例如高密度的数据存储、海底通信、大屏幕显示（需要蓝绿光构造全色显示）、检测及激光医疗等蓝色LED 和LD 的出现大大促进了高密度光学存储以及高分辨显示器、图象扫描仪、彩色打印机、生物医学诊断仪、遥感探测仪等的发展。
下图所示为蓝色发光二极管在紧凑、便携式发光显示器件中的应用10安装在美国时代广场的GaN 蓝光LED显示屏玻璃制品可以显示出各种各样的颜色1113第一节基本概论第二节折射和色散第三节反射和散射第四节吸收与颜色第五节其它光学现象、光学材料及其应用本章主要内容讨论与电磁辐射及其与固态材料相互作用相关的一些基本概念与原理 从光折射、反射、吸收、透射、辐射等性质来探讨金属和非金属材料的光学性能，并从导体、半导体和绝缘体的电子能带结构出发，揭示它们在光的作用下表现出不同光学特性的本质对固体的发光、激光、非线性光学、光电转换等各种光学材料及其应用作一简要介绍第一节基本概念一、电磁辐射光的本质是什么？历史上有过很多争论。
材料物理性能-第一章材料的电学性能2020
金属中的正离子按一定的方式排列为晶格; 从原子中分离出来的外层电子成为自由电子； 自由电子的性质与理想气体中的分子相似，形
成自由电子气； 大量自由电子的定向漂移形成电流。
从金属的电子理论导出欧姆定律的微分形式 设导体内的恒定场强为 E ，则电子的加速度为
a F / m eE / m
各种处理过程对材料电阻率的影响： (1) 金属中的杂质和缺陷是增加了还是减少了？ (2) 金属结构的畸变是增大了还是减小了？ (3) 金属的晶体结构，显微组织是否发生了变化？ 新的组织结构怎样影响电阻率的变化趋势？ (4) 金属原子间的键合方式有什么变化？起传导作 用的自由电子是增加了还是减少了?
离子型晶体的导电机理
散射。
在德拜温度以上，可以认为电子是完 全自由的，金属的电阻取决于离子的热 振动。此时，纯金属的电阻率与温度的 关系为
当温度较低（低于德拜温度时）则应 考虑振动原子与导电电子之间的相互作 用。
声子：晶格振动的能量量子
当温度接近于0K时，电子的散射主要 是电子与电子之间的相互作用，而不是 电子与离子之间的相互作用，并以 的规律趋于零，但对于大多数金属，此 时的电阻率表现为一常数。
不均匀固溶体的电阻反常
在含过渡族金属的 合金中，如镍-铬、镍 —铜—锌、铁—铬—铝 、铁—镍—钼、银—锰 等合金中微结构分析表 明合金是单相的，但在 回火过程中发现合金电 阻反常升高；而且冷加 工会降低合金电阻率。
Thomas首先发现，并称此组织状态为K状态 。 起因—固溶体不均匀组织：“相内分解”导致了不均匀组织，不
大多为碱金属和稀土金属
高的压力可以使很多物质由半导体、绝缘体变为导体：
冷加工和缺陷对电阻率的影响 （1）晶体缺陷使金属的电阻率增加
材料物理性能
参考书：
材料物理性能 哈尔滨工业大学出版社 邱成军等 TB303/Q712
材料物理性能
机械工业出版社，陈騑騢
TB303/C417
金属材料物理性能
冶金工业出版社 王润
75.211 W35
无机材料物理性能
清华大学出版社 关振铎等
71.2241/460
工程材料的性能、设计与选材 机械工业出版社，柴惠芬,石德珂编
通过材料性能的学习，可以掌握材料性能的基本概念、物理本质、 变化规律及性能指标的工程意义，了解影响材料性能的各种因素及材料 性能与其化学成分、组织结构间的关系，掌握改善和提高材料性能、充 分发挥材料性能潜力的主要途径，同时了解材料性能的测试原理、方法 及相关仪器设备。
只有这样才能在合理选用材料、提高材料性能和开发新材料过程中 具有必须的基本知识、基本技能和明确的思路。
（3）T→0时，热容为0，与事实相符。
1.爱因斯坦模型
进步：能量量子化，考虑了温度因素。 不足：在T＜＜θE温区理论值较实验值下降得过快。 原因：前提、没有考虑低频率振动对热容的贡献。德拜模型在这一方面 作了改进，故能得到更好结果。
2. 德拜模型
前提：①考虑了晶体中各质点的相互作用；②对热容的贡献主要是频率 较低的声频支振动（0～ωmax），光频支振动对热容的贡献很小，忽略； ③把晶体看作连续介质；④ ωmax由分子密度和声速决定。
材料在不同制造工艺条件下所表现出来的承受加工的能力，是物理、 化学性能的综合。如铸造性能、塑性加工性能、焊接性能、切削加工 性能等。直接影响材料使用的方式、成本、生产效率等。
2.为什么要学习和研究材料的性能
材料性能学是材科科学与工程一级学科专业基础课。因为材料科 学的根本任务是：材料制备、提高材料性能、开发性能优异的新材料、 研究材料的应用，以满足各行业对材料性能要求日益提高的需要。最终 归结到材料性能上。
材料电学性能unit2-浙江大学材料物理性能笔记
2.1.固体电子理论1.经典自由电子学说自由电子在晶体中的行为如同气体，故又称电子气体困难：1）实测的电子对热容的贡献比经典自由电子学说估计值小得多2）实际测量的电子平均自由程比经典理论估计值大许多3）绝缘体、半导体、金属导体导电性为何存在巨大差异2.量子自由电子学说电子的能量是不连续的，而是存在一准连续的能级量子自由电子学说尚无法解释为何绝缘体、半导体、金属的导电性能存在巨大差异量子自由电子学说的局限是忽略了周期势场的影响态密度物理意义：单位能量范围内所能容纳的电子数费米能表示0K时基态系统电子所占有的最高能级的能量, 可以认为费米能不随温度变化3. 有了能带概念，就可以说明金属和绝缘体的区别，并且由能带理论预言了介于两者之间的半导体的存在单电子近似:假定固体中的原子核不动，并设想每个电子是在固定的原子核的势场中及其它电子的平均势场中运动，这样就把问题简化成单电子问题，这种方法称为单电子近似能带论:用单电子近似法处理晶体中电子能谱的理论紧束缚近似:如果用相反的思维过程，即先考虑电子完全被原子核束缚，然后再考虑近似束缚的电子，也可以得到能带概念，这种方法称为紧束缚近似原子基态价电子能级分裂而成的能带称为价带，相应于价带以上的能带（即第一激发态）称为导带金属:热能（T>0K）或电场所产生的能量足以将大量电子激发成为自由电子绝缘体与半导体:半导体与绝缘体的能带结构相同，差别仅在于禁带的宽度价带顶部并无空能级，要产生自由电子和电子空穴必须使电子跨越禁带以进入导带，所需能量较大。
一般地，激发能量由热或光提供，而非由电场提供非晶态：扩展态：电子可在整个晶体中运动的电子态定域化定域态的能量被局限在一个范围内迁移率边：扩展态和定域态之间有一个能量的分界2.2.材料电导性能电导率：σ=nze（v/E） n为单位体积电粒子数目μ=v/E 迁移率μ（单位电场作用下带电粒子漂移速度）σ=nzeμ散射越弱，τ(松弛时间)越大，迁移率也就越高晶格散射：晶格振动引起的散射。
材料物理材料的电学性能
在试样的 x方向上施加电场 Ex，同时在与 x 垂直的方向上 施加磁场Hz，产生洛伦兹力对运动的电子起作用
1 F e [ E H ] c
电子在 y 方向上也受力，稳定状态下，在 y 方向上发生电 子的极化，极化的电场与洛伦兹力处于平衡状态，即在 y上产 生感应电压
x Ey H x c
6.1.2 导电性与温度的关系—高温时的电阻
对于热平衡状态下的谐振子，能量KT/2分别被分配到 平均动能和势能中。 设振幅为x，势能的平均值为2π2ν2DM<x2> （M 为原 子质量）,温度为T时振幅的均方值<x2> 为
x
2
kT
2 4 2 D M
因电子运动的平均自由程λF与散射的横截面积成正比， 且认为原子热振动引起的散射横截面积与<x2> 成正比，因此
般金属少4 个数量级——半金属
(6)离子晶体 能带结构与四价元素相同，但Eg很大，一般有效电子数
是0 ，为绝缘体。
例：NaCl，Na+的3s 电子移到Cl-的3p 轨道， 3s 成为 空带，3p成为满带，其间是10eV的禁带，热激发不能使 之进入导带。
6.1.3 导电性与温度的关系
电阻的来源 能带理论认为：能带中的电子可在晶格中自由运动，因此 电子波通过理想晶体点阵(0K ）时不受散射，电阻为0 。 电阻的来源：破坏晶格周期性的因素对电子的散射。 A. 杂质和缺陷（空位、间隙原子、位错、晶界等）。 B. 声子：晶格振动波的能量子。
1
1
p
1
i
1
d
τ i与τ d，τ p不同，与温度无关。因此有缺陷的金属电阻 为纯金属ρ0与杂质和缺陷对金属电阻的贡献ρ(t)之和，则
材料光学性能unit4-浙江大学材料物理性能笔记
材料光学性能unit4-浙江大学材料物理性能笔记4.1.基本概论1）光介质材料能使光产生折射、反射或透射效应，以改变光线的方向、强度和位相，使光线按预定要求在材料中传播，简之，光介质材料就是传输光线的材料光功能材料：在电、声、磁、热、压力等外场作用下，材料的光学性能会发生变化，或者在光的作用下其结构和性能会发生变化，如发光材料、激光材料、光导材料、磁光材料、非线性光学材料等光波是一种波长很短的电磁波，由电场分量和磁场分量组成，两个分量彼此互相垂直并都垂直于波的传播方向波动学说：c=1/00με 0ε=8.85x1012-F/m 0μ=4πx107-H/m微粒学说：E=hv2）光和固体的相互作用0 =?T +? A +? R 光辐射能流率（单位为W/m2）：表示单位时间内通过单位面积的能量τ+ α+ρ = 1 τ为透射率（?T/ ?0）；α为吸收率（?A/ ?0）；ρ为反射率（?R/ ?0）3）光和原子、电子的相互作用固体材料中出现的光学现象是电磁辐射与固体材料中原子、离子或电子之间相互作用的结果。
其中最重要的两种作用是电子极化和电子跃迁电子极化：随着电场分量方向的改变，诱导电子云和原子核的电荷中心发生相对位移电子跃迁：电磁波的吸收和发射包含电子从一种能态跃迁到另一种能态的过程4）金属对可见光是不透明的：肉眼看到的金属颜色不是由吸收光的波长决定的，而是由反射光的波长决定的。
非金属材料对于可见光可能是透明的，也可能不透明。
折射：n= c/υ v=1/με n=1/00με大多数材料是非磁性的或磁性很弱r μ=1 n= r ε 透明介质的折射率是和材料的相对介电常数有关。
光和介质的相互作用主要就是介质中的电子在光波电场作用下作强迫振动。
绝缘体：σ->0 n->ε2/1r α->0 材料是透明的。
半导体：α=(1/ε2/1r )[σ/2w 0ε] 存在吸收，不透明。
金属材料：α= [σ/2w 0ε]，对光有强烈的吸收，不透明，反射比接近1，，光主要被表面反射，产生金属光泽。
浙大材料科学基础课件part4
化合物形成与电负性关系：两元素电负性差别很小，键合为非极性共价键或金属键；电负性差别增加，键合极性增加，倾向于离子性键合。
（纯共价键合）Si→MgS→NaCl（离子键合）两头是极端（强极性特征）HF→HCl→HBr→HI（弱极性特征）大多数实际材料键合特点：几种键合形式同时存在。
以错误!未找到引用源。
键型四面体表示二、晶体中的键型晶体是具有空间格子构造的固体。
晶体中的质点(离子、原子或分子)在空间的排列必须具有一定的结合作用力，才能保证它们在晶体内固定在一定的位置上作有规则的排列。
化学键：质点间必须有结合力，才能保证规则排列。
原子和原子通过化学结合力产生了结合，一般称形成了化学键化学键（一次键或基本键）种类：典型的化学键有三种：离子键、共价键、金属键分子键(范氏键)、氢键：已形成一次键的分子等之间的结合。
(一)金属结合（金属键）金属键（晶体）特点：原子团聚形成；电负性很小；吸引力相当弱；电子“共有化”（价电子几乎自由、被共用），如错误!未找到引用源。
，无方向要求成键、强度及轨道（关系）：电子气和正离子实间库仑作用成键（电子气密度越大，库仑作用越强，直至与斥力平衡）；仅有s-轨道时键很弱，如（Na-Na ，Ca-Ca ，…），具有混合轨道（s-d 或s-p 轨道）时，如（Fe-Fe ，Cr-Cr ，…），键很强金属键形成的条件：5.0<∆X(二)离子结合（离子键）离子键（晶体）特点：负电荷原子排列，正电荷原子排列其周围允许空间；有价电子转移；金属原子最外层价电子给予非金属原子，如错误!未找到引用源。
；正负离子相间排列成键、强度：相反电荷间 静电力，静电力满足Coulomb's law ，与两离子间距离的平方成反比离子键形成的条件：两具有大电负性差的原子间形成，以离子为结合单元。
(三)共价结合（共价键）共价键(晶体)特点：两个原子各贡献一价电子共用(自旋相反)，如错误!未找到引用源。
；原子排列可有方向性成键、强度：对电子作用（吸引）力共价键形成的条件：（伴电负性升高且基本相同的对电子强烈吸引）形成的分子对称，无明显偶极矩：)%12(7.0离子性<-=∆b a X X X ；（有完全不同的对电子的吸引能力）形成的分子非对称，有极性且具偶极矩：7.17.0<∆≤X(四)范德瓦耳斯结合（分子间键）范键(晶体)特点：原子或共用电子间无电子转移，原子或分子基本保持原电子结构范键形成条件：成键不涉及电负性，由自然偶极化成键，在所有固体中这种键或多或少都会有。