工程科技過濾凈化水用銅鋅合金的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)研究-碩士論文答辯課件

過濾凈化水用銅鋅合金的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)研究鄭艷玲

S09040683指導(dǎo)教師：李世春過濾凈化水用銅鋅合金的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)研究鄭艷玲S090401內(nèi)容摘要一二三四

序言金屬間化合物簡(jiǎn)介EET理論簡(jiǎn)介凈化水用銅鋅合金的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算五六凈水后產(chǎn)物的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果分析及討論七結(jié)論內(nèi)容摘要一二三四序言金屬間化合物簡(jiǎn)介EET理論簡(jiǎn)介凈化水用2第一章序言1、銅鋅合金濾料凈水技術(shù)的原理及研究現(xiàn)狀2、未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)3、本文研究的內(nèi)容、目的及意義1.11.21.3第一章序言1.11.21.332007年2008年2009年1.1銅鋅合金濾料凈水技術(shù)的原理及研究現(xiàn)狀背景—全國(guó)廢水排放總量年際變化556.8億噸572億噸589.2億噸2007年2008年2009年1.1銅鋅合金濾料凈水技術(shù)的原4銅鋅合金濾料凈化水處理工藝不產(chǎn)生二次污染使用壽命長(zhǎng)高溫下仍有效經(jīng)反沖洗后可循環(huán)使用

處理水的費(fèi)用低廉銅鋅合金濾料凈化水處理工藝不產(chǎn)生二次污染使用壽命長(zhǎng)高溫下仍有5市面上的KDF顆粒大?。?.145~2.00mm堆積密度：2.4~2.9g/cm3除余氯、可溶性重金屬顆粒大?。?.149~2.00mm堆積密度：2.2~2.7g/cm3除鐵和硫化氫

市面上的KDF顆粒大?。?.145~2.00mm顆粒大?。?6KDF凈水原理

——銅鋅原電池（丹尼爾電池）平衡標(biāo)準(zhǔn)電位（伏）+0.3370.000-0.126-0.440-0.763-2.370KDF凈水原理

——銅鋅原電池（丹尼爾電池）平衡標(biāo)準(zhǔn)電位（伏7[工程科技]過濾凈化水用銅鋅合金的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)研究-碩士論文答辯課件8KDF凈水時(shí)的微觀結(jié)構(gòu)KDF凈水時(shí)的微觀結(jié)構(gòu)9去除雜質(zhì)時(shí)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)（1）除余氯去除雜質(zhì)時(shí)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)（1）除余氯10（2）除重金屬去除雜質(zhì)時(shí)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)（3）除硫化氫（2）除重金屬去除雜質(zhì)時(shí)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)（3）除硫化氫11第一章序言1、銅鋅合金濾料凈水技術(shù)的原理及研究現(xiàn)狀2、未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)3、本文研究的內(nèi)容、目的及意義1.11.21.3第一章序言1.11.21.3121.2未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)基于反沖洗技術(shù)的改進(jìn)多元合金濾料開發(fā)（Cu-Zn-Si等）超細(xì)型合金粉末材料的制備及應(yīng)用

3213211.2未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)基于反沖洗技術(shù)的改進(jìn)多元合金濾料開發(fā)（13第一章序言1、銅鋅合金濾料凈水技術(shù)的原理及研究現(xiàn)狀2、未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)3、本文研究的內(nèi)容、目的及意義1.11.21.3第一章序言1.11.21.3141.3本文研究的內(nèi)容、目的及意義KDF濾料得到廣泛的應(yīng)用，有以下幾個(gè)原因：（1）是好的還原劑，（2）除水中的余氯，（3）除去多種重金屬離子，（4）減少藻類和細(xì)菌的繁殖。但是，不管它有多少種優(yōu)點(diǎn)，也不可能是沒有缺點(diǎn)的，其凈水效率很多情況下也是依賴于條件，而且這種濾料在使用多年后，仍然只是依賴于感覺和經(jīng)驗(yàn)，對(duì)它的結(jié)構(gòu)和性能的研究還太少，所以，在不了解一種材料的微觀結(jié)構(gòu)的背景下，期望能讓它發(fā)揮出最好的凈水效果也是非常困難的事情。1.3本文研究的內(nèi)容、目的及意義KDF濾料得到廣15在電子結(jié)構(gòu)方面，采用余瑞璜的固體與分子經(jīng)驗(yàn)電子理論的方法，計(jì)算銅鋅合金濾料及其凈化水后產(chǎn)物的晶體電子結(jié)構(gòu)，為銅鋅合金濾料凈化水的技術(shù)及對(duì)合金濾料的研究提供理論依據(jù)，并在此理論和前人實(shí)驗(yàn)總結(jié)的基礎(chǔ)上提出提高其凈水效率的措施。所以，理論的研究與實(shí)際使用的結(jié)合也必能給KDF未來(lái)的應(yīng)用提供全新的形式。在電子結(jié)構(gòu)方面，采用余瑞璜的固體與分子經(jīng)驗(yàn)電子理論的方法，計(jì)16第二章金屬間化合物簡(jiǎn)介1、晶體學(xué)基礎(chǔ)2、合金相結(jié)構(gòu)2.12.2第二章金屬間化合物簡(jiǎn)介2.12.2172.1晶體學(xué)基礎(chǔ)晶胞：7大晶系，14種布拉菲點(diǎn)陣

本文中所涉及到的晶系和布拉菲點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)有：面心立方、體心立方、密排六方等。32種點(diǎn)群和空間群點(diǎn)群是晶體中所有點(diǎn)對(duì)稱元素的一個(gè)集合。在宏觀上點(diǎn)群表現(xiàn)為晶體外形的對(duì)稱。2.1晶體學(xué)基礎(chǔ)晶胞：7大晶系，14種布拉菲點(diǎn)陣18第二章金屬間化合物簡(jiǎn)介1、晶體學(xué)基礎(chǔ)2、合金相結(jié)構(gòu)2.12.2第二章金屬間化合物簡(jiǎn)介2.12.2192.2合金相結(jié)構(gòu)固溶體中間相置換固溶體間隙固溶體正常價(jià)化合物電子化合物與原子尺寸因素有關(guān)的化合物合金2.2合金相結(jié)構(gòu)固溶體中間相置換固溶體間隙固溶體正常價(jià)化合20第三章EET理論簡(jiǎn)介1、理論中涉及的相關(guān)概念2、理論的四個(gè)基本假設(shè)3、鍵距差分析法3.13.23.3第三章EET理論簡(jiǎn)介3.13.23.321

1978年，余瑞璜在能帶理論、價(jià)鍵理論、電子濃度理論的基礎(chǔ)上，針對(duì)現(xiàn)代固體物理，尤其是金屬電子理論中的一些矛盾，提出“固體與分子經(jīng)驗(yàn)電子理論”(EET)和計(jì)算電子結(jié)構(gòu)的“鍵距差(BLD)法”。 主要內(nèi)容包括原子狀態(tài)假設(shè)、不連續(xù)狀態(tài)雜化假設(shè)、鍵距假設(shè)、等效價(jià)電子假設(shè)。EET理論的提出1978年，余瑞璜在能帶理論、價(jià)鍵理22EET是以確定晶體內(nèi)各原子的狀態(tài)為基礎(chǔ)，描述晶體價(jià)電子結(jié)構(gòu)的理論。若晶體結(jié)構(gòu)的點(diǎn)陣參數(shù)已知余氏理論能給出晶體中鍵絡(luò)上的電子分布和原子所處的狀態(tài)用來(lái)計(jì)算晶體的結(jié)合能、熔點(diǎn)、高壓相變和轉(zhuǎn)變壓強(qiáng)、合金相圖等，都與實(shí)際符合得很好。EET理論簡(jiǎn)介EET是以確定晶體內(nèi)各原子的狀態(tài)為基礎(chǔ)，描述晶體價(jià)電子結(jié)構(gòu)的233.1理論中涉及的相關(guān)概念磁電子：用nm來(lái)表示，記為“↑”。是一種非組成共價(jià)鍵的原子，在價(jià)層中占據(jù)單軌道，如果原子間發(fā)生結(jié)合，它負(fù)責(zé)保持在原始原子內(nèi)不被公有化。啞對(duì)電子：用nd表示，記為“‖”或“↑↓”。也是一種非組成鍵原子，只不過它在價(jià)層中時(shí)占據(jù)滿軌道。不參與原子間的結(jié)合，在原始原子內(nèi)也不被公有化，但對(duì)其他原子的結(jié)合行為具有影響作用。3.1理論中涉及的相關(guān)概念磁電子：用nm來(lái)表示，記為“↑”24共價(jià)電子:用nc表示，記為“·”。是參與成鍵的原子的提供的價(jià)電子，可以鄰近單占據(jù)軌道上自旋方向相反的電子組合成對(duì)，它們配對(duì)后共同占據(jù)公有的原子軌道。晶格電子：用nl表示，記為“Φ”，表示滿軌道占據(jù)，或“Φ”表示軌道單占據(jù)。不處于兩原子組成的共價(jià)鍵上，也不在它們歸屬的原子內(nèi)，而是存在于3個(gè)或者3個(gè)以上的原子所圍成的空間里。共價(jià)電子:用nc表示，記為“·”。是參與成鍵的原子的提供的價(jià)25單鍵半距：用R(1)表示。將兩個(gè)相同的原子組成的共價(jià)單鍵（A-A或B-B）的鍵長(zhǎng)的一半取為定值，成為原子A或者B的單鍵半距。總價(jià)電子數(shù)：用“nT”表示。共價(jià)電子數(shù)和晶格電子數(shù)的加和即總價(jià)電子數(shù)。雜階：在某種雜化狀態(tài)下所能具有的各種不同的穩(wěn)定雜化的原子雜化態(tài)單鍵半距：用R(1)表示。將兩個(gè)相同的原子組成的共價(jià)單鍵（A26等效電子：用“·”表示。指原子軌道上的部分電子，脫離軌道，以至于其對(duì)共價(jià)鍵鍵距的影響作用與更外層的s或p軌道上的電子影響作用相當(dāng)，稱這種對(duì)共價(jià)鍵鍵距的貢獻(xiàn)等效于s、p電子的d電子為等效電子。等同鍵：用Iα表示。指在計(jì)算晶胞內(nèi)由同一等效位置同一種元素的原子形成的等鍵距的共價(jià)鍵。等效電子：用“·”表示。指原子軌道上的部分電子，脫離軌道，以27第三章EET理論簡(jiǎn)介1、理論中涉及的相關(guān)概念2、理論的四個(gè)基本假設(shè)3、鍵距差分析法3.13.23.3第三章EET理論簡(jiǎn)介3.13.23.3283.2.1關(guān)于晶體中原子狀態(tài)的假設(shè)晶體中的某個(gè)原子通常是由h和t態(tài)雜化而成，其中至少有一個(gè)在基態(tài)或靠近基態(tài)的激發(fā)態(tài)，h態(tài)和t態(tài)各擁有不同的nT、nc、nl和R(1)。EET理論中，由于h態(tài)和t態(tài)中s、p、d軌道上的成分是已知的，只要知道參與雜化的h態(tài)和t態(tài)的成分，對(duì)于確定雜化過程中的s、p、d軌道的成分就知道了。h態(tài)和t態(tài)的所有成分可根據(jù)所討論的晶體的空間群資料，用鍵距差方法（即BLD，BondlengthDifference）計(jì)算獲得。3.2.1關(guān)于晶體中原子狀態(tài)的假設(shè)晶體中的某個(gè)原子通常是293.2.2關(guān)于不連續(xù)狀態(tài)雜化的假設(shè)在某種特定情況下，狀態(tài)雜化是不連續(xù)的。在EET中引入?yún)?shù)，若用Ch和Ct分別表示在h態(tài)和t態(tài)雜化過程中的成分，對(duì)于大部分結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)：在h態(tài)，Ct=0，k=∞；在t態(tài)，Ct=1，k=03.2.2關(guān)于不連續(xù)狀態(tài)雜化的假設(shè)在某種特定情況下，狀態(tài)30式中l(wèi)，m，n；l’，m’，n’表示h態(tài)和t態(tài)中的s，p，d軌道上的電子數(shù)；τ的取值由s電子而定，s電子為nc，τ

=1，s電子為nl，τ

=0。如果h態(tài)上所有的價(jià)電子都由nl組成，由于l+m+n=0，上述公式不適用。此時(shí)，可用如下公式計(jì)算：式中l(wèi)，m，n；l’，m’，n’表示h態(tài)和t態(tài)中的s，p，d313.2.3關(guān)于鍵距的假設(shè)EET理論中將組成共價(jià)鍵的兩個(gè)原子間的距離稱為鍵距。3.2.3關(guān)于鍵距的假設(shè)EET理論中將組成共價(jià)鍵的兩個(gè)原323.2.4關(guān)于等效電子的假定對(duì)于B族過渡金屬元素即In、Ga、Tl來(lái)說(shuō)，這些原子外層d電子有一部分會(huì)遠(yuǎn)離原子，導(dǎo)致它們對(duì)原子間的共價(jià)鍵影響減小，幾乎等效于最外層s或p電子對(duì)共價(jià)鍵的影響作用。但這些等效的d原子對(duì)晶體結(jié)合能及其相角分布仍保留原來(lái)特性，只不過它們對(duì)共價(jià)鍵鍵能的作用有所不同。3.2.4關(guān)于等效電子的假定對(duì)于B族過渡金屬元素即In33第三章EET理論簡(jiǎn)介1、理論中涉及的相關(guān)概念2、理論的四個(gè)基本假設(shè)3、鍵距差分析法3.13.23.3第三章EET理論簡(jiǎn)介3.13.23.334先據(jù)晶體結(jié)構(gòu)資料求出實(shí)驗(yàn)鍵距再求理論鍵距先據(jù)晶體結(jié)構(gòu)資料求出實(shí)驗(yàn)鍵距再求理論鍵距35等同鍵數(shù)計(jì)算求出各條鍵上的共價(jià)電子數(shù)nB，nC，……將代入理論鍵距公式計(jì)算出理論鍵距值nA方程等同鍵數(shù)計(jì)算求出各條鍵上的共價(jià)電子數(shù)nB，nC，……將代入理36鍵距差判據(jù)鍵距差方法給出的計(jì)算結(jié)果中，滿足鍵判據(jù)的結(jié)果往往不止一個(gè)，即出現(xiàn)多重解問題，因此還需通過一些經(jīng)驗(yàn)的方法來(lái)進(jìn)一步確定選取何種原子狀態(tài)。張瑞林給出了一些經(jīng)驗(yàn)方法作參考，但本文所討論的晶體價(jià)電子結(jié)構(gòu)中，選取鍵距差最小的雜階組合，即值最小的原子狀態(tài)，因?yàn)檫@是理論鍵距和實(shí)驗(yàn)鍵距符合最好的。鍵距差判據(jù)鍵距差方法給出的計(jì)算結(jié)果中，滿足鍵判據(jù)的結(jié)果往往不37第四章凈化水用銅鋅合金的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算

1、Cu（空間群No.225）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算

2、Zn（空間群No.194）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算3、CuZn（空間群No.221）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算4、CuZn3（空間群No.174）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算4.14.24.34.4第四章凈化水用銅鋅合金4.14.24.34.4384.1Cu（空間群No.225）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算

Cu的晶體結(jié)構(gòu)資料：Cu的空間群為Fm3m（No.225），為面心立方結(jié)構(gòu)。Cu是處于4a位置的原子，晶體學(xué)坐標(biāo)為（0,0,0），金屬Cu的實(shí)驗(yàn)晶格常數(shù)為0.36170nm。

晶胞內(nèi)原子等效位置及坐標(biāo)參數(shù)如下表所示。AtomSiteXYZCu4a0004.1Cu（空間群No.225）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算39Cu的晶胞結(jié)構(gòu)圖Cu的晶胞結(jié)構(gòu)圖404.1Cu（空間群No.225）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算aBondDna/nmIaA4a-Cu—4a-Cu0.2557612B4a-Cu—4a-Cu0.361706C4a-Cu—4a-Cu0.4429924Cu晶胞的鍵絡(luò)分布4.1Cu（空間群No.225）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算aBon414.1Cu（空間群No.225）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算Cu的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果4.1Cu（空間群No.225）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算Cu的價(jià)424.1Cu（空間群No.225）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算鍵能的計(jì)算在雙原子分子中，鍵能是指將分子離解成為單個(gè)的原子時(shí)所需要的離解能。通常來(lái)自2個(gè)成鍵的原子在其強(qiáng)烈的相互作用區(qū)里所出現(xiàn)的已成鍵的價(jià)電子的集中。計(jì)算同種原子的共價(jià)鍵的鍵能，余氏給出了計(jì)算公式：4.1Cu（空間群No.225）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算鍵能的計(jì)43對(duì)原子進(jìn)行等效還原后數(shù)值如下：Atomlmnτl’m’n’τ’gb/KJ.nm.mol-1Cu1051060118.625Cu的乙種原子狀態(tài)參數(shù)對(duì)原子進(jìn)行等效還原后數(shù)值如下：Atomlmnτl’m’n’τ44對(duì)于由兩個(gè)不同的原子u和v形成的共價(jià)鍵鍵能計(jì)算，徐萬(wàn)東等推到出了其計(jì)算公式：對(duì)于由兩個(gè)不同的原子u和v形成的共價(jià)鍵鍵能計(jì)算，徐萬(wàn)東等推到45第四章凈化水用銅鋅合金的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算

1、Cu（空間群No.225）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算

2、Zn（空間群No.194）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算

3、CuZn（空間群No.221）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算4、CuZn3（空間群No.174）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算4.14.24.34.4第四章凈化水用銅鋅合金4.14.24.34.4464.2Zn（空間群No.194）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算

AtomSiteXYZZn2c1/32/31/4晶體結(jié)構(gòu)資料Zn的空間群為（No.194），為密排六方結(jié)構(gòu)，c/a=1.86。金屬Zn的實(shí)驗(yàn)晶格常數(shù)為a=0.26647nm,c=0.49469nm。單胞內(nèi)原子等效位置及坐標(biāo)參數(shù)如表所示

4.2Zn（空間群No.194）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算Ato47Zn的晶胞結(jié)構(gòu)圖Zn的晶胞結(jié)構(gòu)圖484.2Zn（空間群No.194）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算aBondDna/nmIaAZn—Zn0.266476BZn—Zn0.291296CZn—Zn0.494692Zn晶胞的鍵絡(luò)分布4.2Zn（空間群No.194）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算aBon49Zn（空間群No.194）的價(jià)電子結(jié)構(gòu)

Zn原子還原后的狀態(tài)參數(shù)

Atomlmnτl’m’n’τ’gb/KJ.nm.mol-1Zn2220121014.10931Zn的原子狀態(tài)參數(shù)Zn（空間群No.194）的價(jià)電子結(jié)構(gòu)Zn原子還50第四章凈化水用銅鋅合金的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算

1、Cu（空間群No.225）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算

2、Zn（空間群No.194）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算3、CuZn（空間群No.221）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算

4、CuZn3（空間群No.174）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算4.14.24.34.4第四章凈化水用銅鋅合金4.14.24.34.4514.3CuZn（空間群No.221）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算

晶體結(jié)構(gòu)資料：CuZn的空間群為Pm3m（No.221），為體心立方結(jié)構(gòu)，電子濃度e/a=3/2。Cu是處于1a位置的原子，晶體學(xué)坐標(biāo)為（0,0,0），Zn是處于1b位置的原子，晶體學(xué)坐標(biāo)為（1/2,1/2,1/2），金屬間化合物CuZn的實(shí)驗(yàn)晶格常數(shù)為0.2959nm。單胞內(nèi)原子等效位置及坐標(biāo)參數(shù)如下表所示：AtomSiteXYZCu1a000Zn1b1/21/21/24.3CuZn（空間群No.221）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算晶52CuZn的晶胞結(jié)構(gòu)圖CuZn的晶胞結(jié)構(gòu)圖53CuZn的鍵絡(luò)分布aBondDna/nmIaA1a-Cu—1b-Zn0.2562616B1b-Zn—1b-Zn0.29596C1a-Cu—1a-Cu0.29596D1a-Cu—1a-Cu0.4184712E1a-Cu—1b-Zn0.4906948CuZn的原子狀態(tài)參數(shù)Atomlmnτl’m’n’τ’gb/KJ.nm.mol-1Cu1050106018.62500Zn2220121014.10931CuZn的鍵絡(luò)分布aBondDna/nmIaA1a-Cu—154CuZn的價(jià)電子結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果CuZn的價(jià)電子結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果55第四章凈化水用銅鋅合金的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算

1、Cu（空間群No.225）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算

2、Zn（空間群No.194）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算3、CuZn（空間群No.221）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算

4、CuZn3（空間群No.174）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算4.14.24.34.4第四章凈化水用銅鋅合金4.14.24.34.4564.4CuZn3（空間群No.174）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算

晶體結(jié)構(gòu)資料：CuZn3的空間群為P6（No.174），為密排六方結(jié)構(gòu)，電子濃度e/a=7/4。其實(shí)驗(yàn)晶格常數(shù)a=b=0.4275nm，c=0.2590nm。其中，位于1d的Cu原子占滿率為0.7，尚有30%的空缺。單胞內(nèi)原子等效位置及坐標(biāo)參數(shù)如下表所示：AtomSiteXYZZn11a000Cu1d1/32/31/2Zn21f2/31/31/24.4CuZn3（空間群No.174）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算57CuZn3的晶胞結(jié)構(gòu)圖CuZn3的晶胞結(jié)構(gòu)圖58CuZn3

的

鍵

絡(luò)

分

布aBondDna/nmIaA1f-Zn—1d-Cu0.246573B1f-Zn—1d-Cu0.247311C1a-Zn—1a-Zn0.2592D1f-Zn—1f-Zn0.2592E1d-Cu—1d-Cu0.2591F1d-Cu—1a-Zn0.278518G1a-Zn—1f-Zn0.2785112H1f-Zn—1d-Cu0.35766I1f-Zn—1d-Cu0.358123J1a-Zn—1a-Zn0.427496K1f-Zn—1f-Zn0.427496L1d-Cu—1d-Cu0.427494M1a-Zn—1f-Zn0.4601412N1d-Cu—1a-Zn0.460148O1d-Cu—1f-Zn0.493141P1f-Zn—1d-Cu0.493893Q1a-Zn—1a-Zn0.4998312R1f-Zn—1f-Zn0.4998312S1d-Cu—1d-Cu0.499838CuZn3

的

鍵

絡(luò)

分

布aBondDna/nmIaA159CuZn3還原后的原子狀態(tài)參數(shù)Atomlmnτl’m’n’τ’gb/KJ.nm.mol-1Cu1040007018.62500Zn2220121014.10931注意：在使用雙原子分子鍵能計(jì)算公式時(shí)，B、F要加入相應(yīng)的權(quán)重CuZn3還原后的原子狀態(tài)參數(shù)Atomlmnτl’m’n’τ60CuZn3的價(jià)電子結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果CuZn3的價(jià)電子結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果61第五章過濾凈化水用銅鋅合金凈水后產(chǎn)物的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算

1、Cl2（空間群No.64）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算

2、CuS（空間群No.194）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算3、ZnCl2（空間群No.33）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算4、晶體結(jié)合能計(jì)算5.15.25.35.4第五章過濾凈化水用銅鋅合金凈水后產(chǎn)物的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算5.625.1Cl2（空間群No.64）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算

AtomSiteXYZCl8f00.130.1晶體結(jié)構(gòu)資料Cl2的空間群為Cmca（No.64），通常以分子形式存在。其的實(shí)驗(yàn)晶格常數(shù)為a=0.629nm,b=0.45nm，c=0.821nm。單胞內(nèi)原子等效位置及坐標(biāo)參數(shù)如表所示

5.1Cl2（空間群No.64）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算Ato63Cl2的晶胞結(jié)構(gòu)圖Cl2的晶胞結(jié)構(gòu)圖64aBondDna/nmIaA8f-Cl—8f-Cl0.196538B8f-Cl—8f-Cl0.201628C8f-Cl—8f-Cl0.24638D8f-Cl—8f-Cl0.314516E8f-Cl—8f-Cl0.333616F8f-Cl—8f-Cl0.3708616G8f-Cl—8f-Cl0.3708624H8f-Cl—8f-Cl0.371288I8f-Cl—8f-Cl0.3735816J8f-Cl—8f-Cl0.379388K8f-Cl—8f-Cl0.386732L8f-Cl—8f-Cl0.3994716Cl2晶胞的鍵絡(luò)分布aBondDna/nmIaA8f-Cl—8f-Cl0.19665Cl原子還原后的狀態(tài)參數(shù)

Atomlmnτl’m’n’τ’gb/KJ.nm.mol-1Cl0.267510.732580101010.653.7500Cl的原子狀態(tài)參數(shù)其中，參數(shù)g、b的假定方法如下Cl原子還原后的狀態(tài)參數(shù)Atomlmnτl’m’66關(guān)于計(jì)算晶體鍵能時(shí)Cl的g和b參數(shù)值的假定Cl在元素周期表中的位置：第三周期，第VIIA族

g的假定：根據(jù)價(jià)鍵理論規(guī)定，對(duì)于4、5、6周期的元素，g的取值分別為1、1.35、1.70，但是S元素位于周期表的第3周期，我們根據(jù)經(jīng)驗(yàn)理論，假定g的取值是遞增規(guī)律，所以對(duì)于第三周期元素的參數(shù)g取值為0.65，即在計(jì)算Cl的鍵能和結(jié)合能時(shí)，參數(shù)g取值為0.65.關(guān)于計(jì)算晶體鍵能時(shí)Cl的g和b參數(shù)值的假定Cl在元素周期表中67模型參數(shù)b的假定在經(jīng)驗(yàn)電子理論中，除VIIA族及部分元素之外模型參數(shù)b值都有相應(yīng)的規(guī)定，但是Cl屬于VIIA族，所以下面根據(jù)已知的數(shù)據(jù)來(lái)猜測(cè)VII族元素Cl的值。

模型參數(shù)b的假定在經(jīng)驗(yàn)電子理論中，除VIIA族及部分元素之外68根據(jù)EET理論，模型參數(shù)b的計(jì)算公式：其中，n=1,2,3,4,5,7或13；δ=2,1,0代入表中發(fā)現(xiàn)只有IIIA族及IVA族的元素符合公式，所以，假設(shè)VA族、VIA族和VIIA族的元素晶體的結(jié)合能公式中的值，計(jì)算公式取為發(fā)現(xiàn)除Ｎ元素誤差在0.09%外，其余誤差均控制在0.01%范圍內(nèi)，所以假定是合理的。觀察表發(fā)現(xiàn)，每一族中的最大值都不大于上一族中的最大值，而且第一個(gè)元素都不是該族中的最大值，所以更證明了假定氯Cl的模型參數(shù)=3.75，=2，=0合理.根據(jù)EET理論，模型參數(shù)b的計(jì)算公式：其中，n=1,2,3,69Cl2（空間群No.64）的價(jià)電子結(jié)構(gòu)

Cl2（空間群No.64）的價(jià)電子結(jié)構(gòu)70第五章過濾凈化水用銅鋅合金凈水后產(chǎn)物的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算

1、Cl2（空間群No.64）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算

2、CuS（空間群No.194）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算

3、ZnCl2（空間群No.33）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算4、晶體結(jié)合能計(jì)算5.15.25.35.4第五章過濾凈化水用銅鋅合金凈水后產(chǎn)物的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算5.715.2CuS（空間群No.194）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算

晶體結(jié)構(gòu)資料:CuS的空間群為P63/mmc（No.194），為CuS型結(jié)構(gòu)。其的實(shí)驗(yàn)晶格常數(shù)有3種：1、a1=b1=0.37917(8)nm,c1=1.6342(3)nm2、a2=b2=0.37938(5)nm,c2=1.63410(10)nm3、a3=b3=0.378813(1)nm,c3=1.633307(8)nmCuS晶體單胞內(nèi)原子等效位置及坐標(biāo)參數(shù)如表所示:5.2CuS（空間群No.194）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算晶體72AtomSiteXYZa1=b1=0.37917(8)nm,c1=1.6342(3)nmS12c0.33330.66670.25Cu12d0.33330.66670.75S24e000.0611(8)Cu24f0.33330.66670.1072(2)a2=b2=0.37938(5)nm,c2=1.63410(10)nmS12c0.33330.66670.25Cu12d0.66670.33330.25S24e000.06337(15)Cu24f0.33330.66670.10733(9)a3=b3=0.378813(1)nm,c3=1.633307(8)nmS12c000.06329(12)Cu12d0.66670.33330.25S24e0.33330.66670.25Cu24f0.33330.66670.10737(4)AtomSiteXYZa1=b1=0.37917(8)nm73CuS的晶胞結(jié)構(gòu)圖CuS的晶胞結(jié)構(gòu)圖74以第一種結(jié)構(gòu)為例，列出CuS晶胞的鍵絡(luò)分布以第一種結(jié)構(gòu)為例，列出CuS晶胞的鍵絡(luò)分布75CuS晶胞還原后的狀態(tài)參數(shù)

Atomlmnτl’m’n’τ’gb/KJ.nm.mol-1Cu1330007018.62500S110102010.653.7500關(guān)于第三周期元素S的參數(shù)g的假定方法見5.1節(jié)CuS晶胞還原后的狀態(tài)參數(shù)Atomlmnτl’m76CuS（空間群No.194）的價(jià)電子結(jié)構(gòu)

CuS（空間群No.194）的價(jià)電子結(jié)構(gòu)77第五章過濾凈化水用銅鋅合金凈水后產(chǎn)物的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算

1、Cl2（空間群No.64）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算

2、CuS（空間群No.194）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算3、ZnCl2（空間群No.33）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算

4、晶體結(jié)合能計(jì)算5.15.25.35.4第五章過濾凈化水用銅鋅合金凈水后產(chǎn)物的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算5.785.3ZnCl2（空間群No.33）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算

晶體結(jié)構(gòu)資料:ZnCl2的空間群為Pna21（No.33），為ZnCl2型結(jié)構(gòu)。其實(shí)驗(yàn)晶格常數(shù)a=0.6443(2),b=0.7693(4)nm,c=0.6125(4)nm.ZnCl2晶體單胞內(nèi)原子等效位置及坐標(biāo)參數(shù)如表所示:AtomSiteXYZZn14a0.0818(3)0.1251(2)0.375Cl14a0.0702(6)0.1223(11)0.0041(5)Cl14a0.0841(6)006332(11)-0.0062(6)5.3ZnCl2（空間群No.33）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算晶79ZnCl2的晶胞結(jié)構(gòu)圖ZnCl2的晶胞結(jié)構(gòu)圖80ZnCl2晶胞的鍵絡(luò)分布ZnCl2晶胞的鍵絡(luò)分布81ZnCl2晶胞還原后的狀態(tài)參數(shù)

Atomlmnτl’m’n’τ’gb/KJ.nm.mol-1Zn2220121014.1093Cl0.267510.732580101010.653.7500ZnCl2晶胞還原后的狀態(tài)參數(shù)Atomlmnτl82ZnCl2（空間群No.33）的價(jià)電子結(jié)構(gòu)

ZnCl2（空間群No.33）的價(jià)電子結(jié)構(gòu)83第五章過濾凈化水用銅鋅合金凈水后產(chǎn)物的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算

1、Cl2（空間群No.64）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算

2、CuS（空間群No.194）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算3、ZnCl2（空間群No.33）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算4、晶體結(jié)合能計(jì)算

5.15.25.35.4第五章過濾凈化水用銅鋅合金凈水后產(chǎn)物的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算5.845.4晶體結(jié)合能的計(jì)算1mol原子結(jié)合為穩(wěn)定的晶體時(shí)所釋放的能量就是晶體的結(jié)合能，它是表征原子相互之間作用力強(qiáng)弱的物理量。

普遍的計(jì)算元素晶體結(jié)合能的公式（單質(zhì)）如下：等效鍵距：晶格電子的成鍵能力：5.4晶體結(jié)合能的計(jì)算1mol原子結(jié)合為穩(wěn)定的晶體時(shí)所釋放85徐萬(wàn)東和陳舜林的結(jié)合能修正公式（化合物）：

其中，由公式計(jì)算出來(lái)本文中所有涉及的晶體的理論結(jié)合能值，及與實(shí)驗(yàn)值的偏差如下表徐萬(wàn)東和陳舜林的結(jié)合能修正公式（化合物）：其中，由公式計(jì)算86目前所研究的理論計(jì)算結(jié)合能的方法主要應(yīng)用于堿金屬和堿土金屬結(jié)合能的計(jì)算，而對(duì)過渡族金屬的結(jié)合能計(jì)算還有待研究。目前對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)合能的測(cè)定主要集中在金屬單質(zhì)上，而對(duì)化合物的結(jié)合能實(shí)驗(yàn)測(cè)定較少。目前所研究的理論計(jì)算結(jié)合能的方法主要應(yīng)用于堿金屬和堿土金屬結(jié)87第六章結(jié)果分析及討論1、價(jià)電子結(jié)構(gòu)與材料性能之間的關(guān)系2、KDF55（CuZn）凈化水中Cl2的價(jià)電子結(jié)構(gòu)分析3、KDF85（CuZn3）凈化水中H2S的價(jià)電子結(jié)構(gòu)分析4、價(jià)鍵電子理論與化學(xué)反應(yīng)生成焓變的關(guān)系6.16.26.36.4第六章結(jié)果分析及討論6.16.26.36.488濾料凈水前各相的最強(qiáng)鍵價(jià)電子數(shù)、鍵能及晶體結(jié)合能等參數(shù)

濾料凈水前各相的最強(qiáng)鍵價(jià)電子數(shù)、鍵能及晶體結(jié)合能等參數(shù)89濾料凈水后各相的最強(qiáng)鍵價(jià)電子數(shù)、鍵能及晶體結(jié)合能等參數(shù)

濾料凈水后各相的最強(qiáng)鍵價(jià)電子數(shù)、鍵能及晶體結(jié)合能等參數(shù)906.1價(jià)電子結(jié)構(gòu)與材料性能之間的關(guān)系Zn比Cu要活潑，Zn特別容易與非金屬發(fā)生反應(yīng)，所以在自然界條件下，Zn多以化合物形式存在；化合物的原子間結(jié)合力更強(qiáng)，鍵能更強(qiáng)，在自然界中更穩(wěn)定；我們使用銅鋅合金而不用金屬單質(zhì)銅或鋅來(lái)凈化水的原因：

(1)合金的共價(jià)電子數(shù)（nA）更高，強(qiáng)度更大,

(2)銅鋅合金的穩(wěn)定性（σN）要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于它的金屬單質(zhì)的穩(wěn)定性6.1價(jià)電子結(jié)構(gòu)與材料性能之間的關(guān)系Zn比Cu要活潑，Zn916.2KDF55(CuZn)去除Cl2的價(jià)電子結(jié)構(gòu)分析

我們可以把CuZn去除Cl2的過程看做是CuZn腐蝕的過程，這種腐蝕以脫Zn腐蝕為主，因?yàn)榻饘貱u的電位要比Zn的電位高，而且在水溶液中游離的Cl2的還原反應(yīng)使得金屬被鈍化，所以Cu做陰極，Zn做陽(yáng)極，鈍化后的Cu陰極不溶解，留在濾料表面。CuZn在去除水中的Cl2后，得到產(chǎn)物ZnCl2，反應(yīng)是把化合物中Cu-Zn共價(jià)鍵能的狀態(tài)轉(zhuǎn)化為Zn-Cl離子鍵能的狀態(tài)，Zn2+比單質(zhì)Zn更加穩(wěn)定，同樣，Cl-也比Cl2更加穩(wěn)定，這也說(shuō)明了化學(xué)反應(yīng)都是朝向化學(xué)能更低的狀態(tài)發(fā)生。

ZnCl2遇水即溶，都是以離子的形式存在，在水中Cl2是以離子平衡的方式存在，計(jì)算知，ZnCl2的鍵能更低。6.2KDF55(CuZn)去除Cl2的價(jià)電子結(jié)構(gòu)分析我926.3KDF85(CuZn3)凈化H2S的價(jià)電子結(jié)構(gòu)分析

KDF85(主要成分CuZn3)去除水中H2S的化學(xué)方程式為：Cu+H2S=CuS+H2，可以發(fā)現(xiàn)此反應(yīng)中主要是Cu反應(yīng)，而Zn不參與反應(yīng)，這是因?yàn)镃u與H2S反應(yīng)生成的CuS是一種既不溶于水又不溶于稀酸的沉淀，而如果Zn與H2S反應(yīng)生成的ZnS是一種不溶于水，但溶于稀酸的沉淀，因?yàn)楹蠬2S的水溶液是呈現(xiàn)弱酸性的，所以兩種金屬同時(shí)存在時(shí)，生成沉淀也就是更穩(wěn)定的化合物的金屬首先反應(yīng)，即Cu先反應(yīng)，Zn暫時(shí)被鈍化而不反應(yīng)。6.3KDF85(CuZn3)凈化H2S的價(jià)電子結(jié)構(gòu)分析936.4價(jià)鍵電子理論與化學(xué)反應(yīng)生成焓變的關(guān)系

焓變就是化學(xué)反應(yīng)過程中反應(yīng)物的化學(xué)鍵斷裂以及生成物的化學(xué)鍵形成之間的能量差值

理論上用鍵能估算生成焓切實(shí)可行，但實(shí)際上，在分子中除了有成鍵的原子之間存在相互作用力之外，有時(shí)非鍵合原子之間的作用力也不能忽略；另外，我們只是單純依靠鍵能數(shù)據(jù)估算，也較難反映其同素異構(gòu)體解體時(shí)的情況差別。但是，在一些情況下，尤其是僅僅涉及到由共價(jià)健所形成的物質(zhì)的氣相反應(yīng)時(shí)，由鍵能數(shù)據(jù)估算，雖粗略，卻簡(jiǎn)便可行。6.4價(jià)鍵電子理論與化學(xué)反應(yīng)生成焓變的關(guān)系焓變就是化學(xué)反應(yīng)94miedema理論

A+B→AmBn

△H=[m/(m+n)]EA+[n/(m+n)]EB-EC

注意:我們所計(jì)算的Cl2是指固態(tài)Cl2的結(jié)合能，只是為了表中的比較，在計(jì)算ZnCl2的生成焓時(shí)，需要使用氣體分子中Cl-Cl原子間的結(jié)合能，所以從理化手冊(cè)查詢到其結(jié)合能值為242KJ.mol-1

miedema理論95第七章結(jié)論（1）在晶體中，共價(jià)電子數(shù)越大，晶體的成鍵能力越強(qiáng)，結(jié)合能越大，晶體的硬度越高，熔點(diǎn)越高，晶體越穩(wěn)定，越不容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。（2）根據(jù)鍵能計(jì)算結(jié)果，鍵能按照由大到小的順序排列為：CuZn3>Cu>CuS>CuZn>Cl2>Zn>ZnCl2，金屬間化合物CuZn和CuZn3的鍵能相較于其單質(zhì)來(lái)說(shuō)均比較大，說(shuō)明化合物的穩(wěn)定性要大于單質(zhì)的穩(wěn)定性。離子間化合物ZnCl2晶體的鍵能要小于其組成元素晶體的鍵能，因?yàn)閆nCl2通常是以離子的形式存在，所以其離解能更小。第七章結(jié)論96（3）根據(jù)結(jié)合能計(jì)算結(jié)果，結(jié)合能按照由大到小的順序排列為Cl2>Cu>CuZn>CuS>CuZn3>Zn>ZnCl2

，Cl2的結(jié)合能最大是因?yàn)槲覀兛紤]的是理想情況，為純分子狀態(tài)，所以很難分解，其余單質(zhì)與化合物的結(jié)合能值與鍵能值略有差別，但總體上有一定聯(lián)系性。（4）我們使用銅鋅合金而不用金屬單質(zhì)銅或鋅來(lái)凈化水的原因有二，一是合金強(qiáng)度更高，鍵與鍵之間的結(jié)合力更強(qiáng)，Zn原子的溶入更是增強(qiáng)了Cu基體的強(qiáng)度，起到了很好的固溶強(qiáng)化的作用；二化合物結(jié)構(gòu)的原子價(jià)態(tài)更能適應(yīng)外界條件的變化，化合物相的穩(wěn)定性更強(qiáng)，抵抗外界變形的能力就越強(qiáng)。（3）根據(jù)結(jié)合能計(jì)算結(jié)果，結(jié)合能按照由大到小的順序排列為Cl97（5）KDF55（CuZn）去除水中Cl2的過程可以看做是CuZn腐蝕的過程，這種腐蝕以脫Zn腐蝕為主，在水溶液中游離的Cl2的還原反應(yīng)使得金屬Cu被鈍化而不溶解，留在濾料表面。由計(jì)算的鍵能值知，凈水產(chǎn)物ZnCl2的最強(qiáng)鍵鍵能EA=9，Cl2的EA=15，驗(yàn)證了化學(xué)反應(yīng)都是朝向化學(xué)能更低的狀態(tài)進(jìn)行的原理。（6）KDF85(CuZn3)去除水中H2S的反應(yīng)可以看做是因Cu與H2S反應(yīng)生成不溶于水與稀酸的沉淀的優(yōu)先反應(yīng)。另外，之所以用CuZn3而不是用CuZn去除H2S的原因可以從結(jié)合能數(shù)據(jù)中得知，CuS的結(jié)合能數(shù)據(jù)大于CuZn3而小于CuZn，說(shuō)明CuZn是比CuS更穩(wěn)定的化合物，如果利用CuZn來(lái)去除H2S則反應(yīng)不會(huì)進(jìn)行，達(dá)不到凈水效果。（5）KDF55（CuZn）去除水中Cl2的過程可以看做是C98（7）由生成焓值△H可知，CuZn去除Cl2的反應(yīng)釋放熱量81KJ.mol-1，CuZn3去除H2S的反應(yīng)需吸收熱量121KJ.mol-1，生成化合物CuZn需放出20KJ.mol-1的能量，而生成化合物CuZn3則需要吸收4KJ.mol-1的能量，但是，查找文獻(xiàn)可知，金屬與酸發(fā)生的置換反應(yīng)屬于放熱反應(yīng)，而計(jì)算出的CuZn3去除H2S的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，由此可見，利用EET理論計(jì)算出的結(jié)合能值來(lái)估算化合物的生成焓不是在所有條件下都適用，還有待于進(jìn)一步的研究。（7）由生成焓值△H可知，CuZn去除Cl2的反應(yīng)釋放熱量899（8）鑒于上述所做工作及前人關(guān)于銅鋅合金濾料凈化水工藝的實(shí)驗(yàn)研究，筆者認(rèn)為可從以下幾個(gè)方面來(lái)提高合金濾料的凈水效果：一是添加其他的金屬或非金屬元素如Ni等，充當(dāng)催化劑的作用，加快其反應(yīng)速度；二是把銅鋅合金濾料顆粒粒徑制得更小或直接做成粉末狀，以增加其比表面積即與待處理水溶液的接觸面，增加反應(yīng)速率；三是因?yàn)镵DF的成本較其他凈水介質(zhì)要高，可以把銅鋅合金濾料和其他的凈水介質(zhì)同時(shí)使用，互補(bǔ)優(yōu)劣，以節(jié)省成本。（8）鑒于上述所做工作及前人關(guān)于銅鋅合金濾料凈化水工藝的實(shí)驗(yàn)100

謝謝！謝謝！101深度水處理技術(shù)活性炭技術(shù)1預(yù)氧化和深度氧化技術(shù)2膜技術(shù)及礦化31.1銅鋅合金濾料凈水技術(shù)的原理及研究現(xiàn)狀深度水處理技術(shù)活性炭技術(shù)1預(yù)氧化和2膜技術(shù)31.1銅鋅合金濾102過濾凈化水用銅鋅合金的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)研究鄭艷玲

S09040683指導(dǎo)教師：李世春過濾凈化水用銅鋅合金的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)研究鄭艷玲S09040103內(nèi)容摘要一二三四

序言金屬間化合物簡(jiǎn)介EET理論簡(jiǎn)介凈化水用銅鋅合金的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算五六凈水后產(chǎn)物的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果分析及討論七結(jié)論內(nèi)容摘要一二三四序言金屬間化合物簡(jiǎn)介EET理論簡(jiǎn)介凈化水用104第一章序言1、銅鋅合金濾料凈水技術(shù)的原理及研究現(xiàn)狀2、未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)3、本文研究的內(nèi)容、目的及意義1.11.21.3第一章序言1.11.21.31052007年2008年2009年1.1銅鋅合金濾料凈水技術(shù)的原理及研究現(xiàn)狀背景—全國(guó)廢水排放總量年際變化556.8億噸572億噸589.2億噸2007年2008年2009年1.1銅鋅合金濾料凈水技術(shù)的原106銅鋅合金濾料凈化水處理工藝不產(chǎn)生二次污染使用壽命長(zhǎng)高溫下仍有效經(jīng)反沖洗后可循環(huán)使用

處理水的費(fèi)用低廉銅鋅合金濾料凈化水處理工藝不產(chǎn)生二次污染使用壽命長(zhǎng)高溫下仍有107市面上的KDF顆粒大?。?.145~2.00mm堆積密度：2.4~2.9g/cm3除余氯、可溶性重金屬顆粒大?。?.149~2.00mm堆積密度：2.2~2.7g/cm3除鐵和硫化氫

市面上的KDF顆粒大小：0.145~2.00mm顆粒大?。?108KDF凈水原理

——銅鋅原電池（丹尼爾電池）平衡標(biāo)準(zhǔn)電位（伏）+0.3370.000-0.126-0.440-0.763-2.370KDF凈水原理

——銅鋅原電池（丹尼爾電池）平衡標(biāo)準(zhǔn)電位（伏109[工程科技]過濾凈化水用銅鋅合金的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)研究-碩士論文答辯課件110KDF凈水時(shí)的微觀結(jié)構(gòu)KDF凈水時(shí)的微觀結(jié)構(gòu)111去除雜質(zhì)時(shí)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)（1）除余氯去除雜質(zhì)時(shí)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)（1）除余氯112（2）除重金屬去除雜質(zhì)時(shí)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)（3）除硫化氫（2）除重金屬去除雜質(zhì)時(shí)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)（3）除硫化氫113第一章序言1、銅鋅合金濾料凈水技術(shù)的原理及研究現(xiàn)狀2、未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)3、本文研究的內(nèi)容、目的及意義1.11.21.3第一章序言1.11.21.31141.2未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)基于反沖洗技術(shù)的改進(jìn)多元合金濾料開發(fā)（Cu-Zn-Si等）超細(xì)型合金粉末材料的制備及應(yīng)用

3213211.2未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)基于反沖洗技術(shù)的改進(jìn)多元合金濾料開發(fā)（115第一章序言1、銅鋅合金濾料凈水技術(shù)的原理及研究現(xiàn)狀2、未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)3、本文研究的內(nèi)容、目的及意義1.11.21.3第一章序言1.11.21.31161.3本文研究的內(nèi)容、目的及意義KDF濾料得到廣泛的應(yīng)用，有以下幾個(gè)原因：（1）是好的還原劑，（2）除水中的余氯，（3）除去多種重金屬離子，（4）減少藻類和細(xì)菌的繁殖。但是，不管它有多少種優(yōu)點(diǎn)，也不可能是沒有缺點(diǎn)的，其凈水效率很多情況下也是依賴于條件，而且這種濾料在使用多年后，仍然只是依賴于感覺和經(jīng)驗(yàn)，對(duì)它的結(jié)構(gòu)和性能的研究還太少，所以，在不了解一種材料的微觀結(jié)構(gòu)的背景下，期望能讓它發(fā)揮出最好的凈水效果也是非常困難的事情。1.3本文研究的內(nèi)容、目的及意義KDF濾料得到廣117在電子結(jié)構(gòu)方面，采用余瑞璜的固體與分子經(jīng)驗(yàn)電子理論的方法，計(jì)算銅鋅合金濾料及其凈化水后產(chǎn)物的晶體電子結(jié)構(gòu)，為銅鋅合金濾料凈化水的技術(shù)及對(duì)合金濾料的研究提供理論依據(jù)，并在此理論和前人實(shí)驗(yàn)總結(jié)的基礎(chǔ)上提出提高其凈水效率的措施。所以，理論的研究與實(shí)際使用的結(jié)合也必能給KDF未來(lái)的應(yīng)用提供全新的形式。在電子結(jié)構(gòu)方面，采用余瑞璜的固體與分子經(jīng)驗(yàn)電子理論的方法，計(jì)118第二章金屬間化合物簡(jiǎn)介1、晶體學(xué)基礎(chǔ)2、合金相結(jié)構(gòu)2.12.2第二章金屬間化合物簡(jiǎn)介2.12.21192.1晶體學(xué)基礎(chǔ)晶胞：7大晶系，14種布拉菲點(diǎn)陣

本文中所涉及到的晶系和布拉菲點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)有：面心立方、體心立方、密排六方等。32種點(diǎn)群和空間群點(diǎn)群是晶體中所有點(diǎn)對(duì)稱元素的一個(gè)集合。在宏觀上點(diǎn)群表現(xiàn)為晶體外形的對(duì)稱。2.1晶體學(xué)基礎(chǔ)晶胞：7大晶系，14種布拉菲點(diǎn)陣120第二章金屬間化合物簡(jiǎn)介1、晶體學(xué)基礎(chǔ)2、合金相結(jié)構(gòu)2.12.2第二章金屬間化合物簡(jiǎn)介2.12.21212.2合金相結(jié)構(gòu)固溶體中間相置換固溶體間隙固溶體正常價(jià)化合物電子化合物與原子尺寸因素有關(guān)的化合物合金2.2合金相結(jié)構(gòu)固溶體中間相置換固溶體間隙固溶體正常價(jià)化合122第三章EET理論簡(jiǎn)介1、理論中涉及的相關(guān)概念2、理論的四個(gè)基本假設(shè)3、鍵距差分析法3.13.23.3第三章EET理論簡(jiǎn)介3.13.23.3123

1978年，余瑞璜在能帶理論、價(jià)鍵理論、電子濃度理論的基礎(chǔ)上，針對(duì)現(xiàn)代固體物理，尤其是金屬電子理論中的一些矛盾，提出“固體與分子經(jīng)驗(yàn)電子理論”(EET)和計(jì)算電子結(jié)構(gòu)的“鍵距差(BLD)法”。 主要內(nèi)容包括原子狀態(tài)假設(shè)、不連續(xù)狀態(tài)雜化假設(shè)、鍵距假設(shè)、等效價(jià)電子假設(shè)。EET理論的提出1978年，余瑞璜在能帶理論、價(jià)鍵理124EET是以確定晶體內(nèi)各原子的狀態(tài)為基礎(chǔ)，描述晶體價(jià)電子結(jié)構(gòu)的理論。若晶體結(jié)構(gòu)的點(diǎn)陣參數(shù)已知余氏理論能給出晶體中鍵絡(luò)上的電子分布和原子所處的狀態(tài)用來(lái)計(jì)算晶體的結(jié)合能、熔點(diǎn)、高壓相變和轉(zhuǎn)變壓強(qiáng)、合金相圖等，都與實(shí)際符合得很好。EET理論簡(jiǎn)介EET是以確定晶體內(nèi)各原子的狀態(tài)為基礎(chǔ)，描述晶體價(jià)電子結(jié)構(gòu)的1253.1理論中涉及的相關(guān)概念磁電子：用nm來(lái)表示，記為“↑”。是一種非組成共價(jià)鍵的原子，在價(jià)層中占據(jù)單軌道，如果原子間發(fā)生結(jié)合，它負(fù)責(zé)保持在原始原子內(nèi)不被公有化。啞對(duì)電子：用nd表示，記為“‖”或“↑↓”。也是一種非組成鍵原子，只不過它在價(jià)層中時(shí)占據(jù)滿軌道。不參與原子間的結(jié)合，在原始原子內(nèi)也不被公有化，但對(duì)其他原子的結(jié)合行為具有影響作用。3.1理論中涉及的相關(guān)概念磁電子：用nm來(lái)表示，記為“↑”126共價(jià)電子:用nc表示，記為“·”。是參與成鍵的原子的提供的價(jià)電子，可以鄰近單占據(jù)軌道上自旋方向相反的電子組合成對(duì)，它們配對(duì)后共同占據(jù)公有的原子軌道。晶格電子：用nl表示，記為“Φ”，表示滿軌道占據(jù)，或“Φ”表示軌道單占據(jù)。不處于兩原子組成的共價(jià)鍵上，也不在它們歸屬的原子內(nèi)，而是存在于3個(gè)或者3個(gè)以上的原子所圍成的空間里。共價(jià)電子:用nc表示，記為“·”。是參與成鍵的原子的提供的價(jià)127單鍵半距：用R(1)表示。將兩個(gè)相同的原子組成的共價(jià)單鍵（A-A或B-B）的鍵長(zhǎng)的一半取為定值，成為原子A或者B的單鍵半距?？們r(jià)電子數(shù)：用“nT”表示。共價(jià)電子數(shù)和晶格電子數(shù)的加和即總價(jià)電子數(shù)。雜階：在某種雜化狀態(tài)下所能具有的各種不同的穩(wěn)定雜化的原子雜化態(tài)單鍵半距：用R(1)表示。將兩個(gè)相同的原子組成的共價(jià)單鍵（A128等效電子：用“·”表示。指原子軌道上的部分電子，脫離軌道，以至于其對(duì)共價(jià)鍵鍵距的影響作用與更外層的s或p軌道上的電子影響作用相當(dāng)，稱這種對(duì)共價(jià)鍵鍵距的貢獻(xiàn)等效于s、p電子的d電子為等效電子。等同鍵：用Iα表示。指在計(jì)算晶胞內(nèi)由同一等效位置同一種元素的原子形成的等鍵距的共價(jià)鍵。等效電子：用“·”表示。指原子軌道上的部分電子，脫離軌道，以129第三章EET理論簡(jiǎn)介1、理論中涉及的相關(guān)概念2、理論的四個(gè)基本假設(shè)3、鍵距差分析法3.13.23.3第三章EET理論簡(jiǎn)介3.13.23.31303.2.1關(guān)于晶體中原子狀態(tài)的假設(shè)晶體中的某個(gè)原子通常是由h和t態(tài)雜化而成，其中至少有一個(gè)在基態(tài)或靠近基態(tài)的激發(fā)態(tài)，h態(tài)和t態(tài)各擁有不同的nT、nc、nl和R(1)。EET理論中，由于h態(tài)和t態(tài)中s、p、d軌道上的成分是已知的，只要知道參與雜化的h態(tài)和t態(tài)的成分，對(duì)于確定雜化過程中的s、p、d軌道的成分就知道了。h態(tài)和t態(tài)的所有成分可根據(jù)所討論的晶體的空間群資料，用鍵距差方法（即BLD，BondlengthDifference）計(jì)算獲得。3.2.1關(guān)于晶體中原子狀態(tài)的假設(shè)晶體中的某個(gè)原子通常是1313.2.2關(guān)于不連續(xù)狀態(tài)雜化的假設(shè)在某種特定情況下，狀態(tài)雜化是不連續(xù)的。在EET中引入?yún)?shù)，若用Ch和Ct分別表示在h態(tài)和t態(tài)雜化過程中的成分，對(duì)于大部分結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)：在h態(tài)，Ct=0，k=∞；在t態(tài)，Ct=1，k=03.2.2關(guān)于不連續(xù)狀態(tài)雜化的假設(shè)在某種特定情況下，狀態(tài)132式中l(wèi)，m，n；l’，m’，n’表示h態(tài)和t態(tài)中的s，p，d軌道上的電子數(shù)；τ的取值由s電子而定，s電子為nc，τ

=1，s電子為nl，τ

=0。如果h態(tài)上所有的價(jià)電子都由nl組成，由于l+m+n=0，上述公式不適用。此時(shí)，可用如下公式計(jì)算：式中l(wèi)，m，n；l’，m’，n’表示h態(tài)和t態(tài)中的s，p，d1333.2.3關(guān)于鍵距的假設(shè)EET理論中將組成共價(jià)鍵的兩個(gè)原子間的距離稱為鍵距。3.2.3關(guān)于鍵距的假設(shè)EET理論中將組成共價(jià)鍵的兩個(gè)原1343.2.4關(guān)于等效電子的假定對(duì)于B族過渡金屬元素即In、Ga、Tl來(lái)說(shuō)，這些原子外層d電子有一部分會(huì)遠(yuǎn)離原子，導(dǎo)致它們對(duì)原子間的共價(jià)鍵影響減小，幾乎等效于最外層s或p電子對(duì)共價(jià)鍵的影響作用。但這些等效的d原子對(duì)晶體結(jié)合能及其相角分布仍保留原來(lái)特性，只不過它們對(duì)共價(jià)鍵鍵能的作用有所不同。3.2.4關(guān)于等效電子的假定對(duì)于B族過渡金屬元素即In135第三章EET理論簡(jiǎn)介1、理論中涉及的相關(guān)概念2、理論的四個(gè)基本假設(shè)3、鍵距差分析法3.13.23.3第三章EET理論簡(jiǎn)介3.13.23.3136先據(jù)晶體結(jié)構(gòu)資料求出實(shí)驗(yàn)鍵距再求理論鍵距先據(jù)晶體結(jié)構(gòu)資料求出實(shí)驗(yàn)鍵距再求理論鍵距137等同鍵數(shù)計(jì)算求出各條鍵上的共價(jià)電子數(shù)nB，nC，……將代入理論鍵距公式計(jì)算出理論鍵距值nA方程等同鍵數(shù)計(jì)算求出各條鍵上的共價(jià)電子數(shù)nB，nC，……將代入理138鍵距差判據(jù)鍵距差方法給出的計(jì)算結(jié)果中，滿足鍵判據(jù)的結(jié)果往往不止一個(gè)，即出現(xiàn)多重解問題，因此還需通過一些經(jīng)驗(yàn)的方法來(lái)進(jìn)一步確定選取何種原子狀態(tài)。張瑞林給出了一些經(jīng)驗(yàn)方法作參考，但本文所討論的晶體價(jià)電子結(jié)構(gòu)中，選取鍵距差最小的雜階組合，即值最小的原子狀態(tài)，因?yàn)檫@是理論鍵距和實(shí)驗(yàn)鍵距符合最好的。鍵距差判據(jù)鍵距差方法給出的計(jì)算結(jié)果中，滿足鍵判據(jù)的結(jié)果往往不139第四章凈化水用銅鋅合金的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算

1、Cu（空間群No.225）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算

2、Zn（空間群No.194）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算3、CuZn（空間群No.221）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算4、CuZn3（空間群No.174）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算4.14.24.34.4第四章凈化水用銅鋅合金4.14.24.34.41404.1Cu（空間群No.225）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算

Cu的晶體結(jié)構(gòu)資料：Cu的空間群為Fm3m（No.225），為面心立方結(jié)構(gòu)。Cu是處于4a位置的原子，晶體學(xué)坐標(biāo)為（0,0,0），金屬Cu的實(shí)驗(yàn)晶格常數(shù)為0.36170nm。

晶胞內(nèi)原子等效位置及坐標(biāo)參數(shù)如下表所示。AtomSiteXYZCu4a0004.1Cu（空間群No.225）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算141Cu的晶胞結(jié)構(gòu)圖Cu的晶胞結(jié)構(gòu)圖1424.1Cu（空間群No.225）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算aBondDna/nmIaA4a-Cu—4a-Cu0.2557612B4a-Cu—4a-Cu0.361706C4a-Cu—4a-Cu0.4429924Cu晶胞的鍵絡(luò)分布4.1Cu（空間群No.225）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算aBon1434.1Cu（空間群No.225）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算Cu的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果4.1Cu（空間群No.225）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算Cu的價(jià)1444.1Cu（空間群No.225）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算鍵能的計(jì)算在雙原子分子中，鍵能是指將分子離解成為單個(gè)的原子時(shí)所需要的離解能。通常來(lái)自2個(gè)成鍵的原子在其強(qiáng)烈的相互作用區(qū)里所出現(xiàn)的已成鍵的價(jià)電子的集中。計(jì)算同種原子的共價(jià)鍵的鍵能，余氏給出了計(jì)算公式：4.1Cu（空間群No.225）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算鍵能的計(jì)145對(duì)原子進(jìn)行等效還原后數(shù)值如下：Atomlmnτl’m’n’τ’gb/KJ.nm.mol-1Cu1051060118.625Cu的乙種原子狀態(tài)參數(shù)對(duì)原子進(jìn)行等效還原后數(shù)值如下：Atomlmnτl’m’n’τ146對(duì)于由兩個(gè)不同的原子u和v形成的共價(jià)鍵鍵能計(jì)算，徐萬(wàn)東等推到出了其計(jì)算公式：對(duì)于由兩個(gè)不同的原子u和v形成的共價(jià)鍵鍵能計(jì)算，徐萬(wàn)東等推到147第四章凈化水用銅鋅合金的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算

1、Cu（空間群No.225）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算

2、Zn（空間群No.194）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算

3、CuZn（空間群No.221）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算4、CuZn3（空間群No.174）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算4.14.24.34.4第四章凈化水用銅鋅合金4.14.24.34.41484.2Zn（空間群No.194）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算

AtomSiteXYZZn2c1/32/31/4晶體結(jié)構(gòu)資料Zn的空間群為（No.194），為密排六方結(jié)構(gòu)，c/a=1.86。金屬Zn的實(shí)驗(yàn)晶格常數(shù)為a=0.26647nm,c=0.49469nm。單胞內(nèi)原子等效位置及坐標(biāo)參數(shù)如表所示

4.2Zn（空間群No.194）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算Ato149Zn的晶胞結(jié)構(gòu)圖Zn的晶胞結(jié)構(gòu)圖1504.2Zn（空間群No.194）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算aBondDna/nmIaAZn—Zn0.266476BZn—Zn0.291296CZn—Zn0.494692Zn晶胞的鍵絡(luò)分布4.2Zn（空間群No.194）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算aBon151Zn（空間群No.194）的價(jià)電子結(jié)構(gòu)

Zn原子還原后的狀態(tài)參數(shù)

Atomlmnτl’m’n’τ’gb/KJ.nm.mol-1Zn2220121014.10931Zn的原子狀態(tài)參數(shù)Zn（空間群No.194）的價(jià)電子結(jié)構(gòu)Zn原子還152第四章凈化水用銅鋅合金的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算

1、Cu（空間群No.225）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算

2、Zn（空間群No.194）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算3、CuZn（空間群No.221）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算

4、CuZn3（空間群No.174）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算4.14.24.34.4第四章凈化水用銅鋅合金4.14.24.34.41534.3CuZn（空間群No.221）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算

晶體結(jié)構(gòu)資料：CuZn的空間群為Pm3m（No.221），為體心立方結(jié)構(gòu)，電子濃度e/a=3/2。Cu是處于1a位置的原子，晶體學(xué)坐標(biāo)為（0,0,0），Zn是處于1b位置的原子，晶體學(xué)坐標(biāo)為（1/2,1/2,1/2），金屬間化合物CuZn的實(shí)驗(yàn)晶格常數(shù)為0.2959nm。單胞內(nèi)原子等效位置及坐標(biāo)參數(shù)如下表所示：AtomSiteXYZCu1a000Zn1b1/21/21/24.3CuZn（空間群No.221）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算晶154CuZn的晶胞結(jié)構(gòu)圖CuZn的晶胞結(jié)構(gòu)圖155CuZn的鍵絡(luò)分布aBondDna/nmIaA1a-Cu—1b-Zn0.2562616B1b-Zn—1b-Zn0.29596C1a-Cu—1a-Cu0.29596D1a-Cu—1a-Cu0.4184712E1a-Cu—1b-Zn0.4906948CuZn的原子狀態(tài)參數(shù)Atomlmnτl’m’n’τ’gb/KJ.nm.mol-1Cu1050106018.62500Zn2220121014.10931CuZn的鍵絡(luò)分布aBondDna/nmIaA1a-Cu—1156CuZn的價(jià)電子結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果CuZn的價(jià)電子結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果157第四章凈化水用銅鋅合金的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算

1、Cu（空間群No.225）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算

2、Zn（空間群No.194）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算3、CuZn（空間群No.221）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算

4、CuZn3（空間群No.174）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算4.14.24.34.4第四章凈化水用銅鋅合金4.14.24.34.41584.4CuZn3（空間群No.174）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算

晶體結(jié)構(gòu)資料：CuZn3的空間群為P6（No.174），為密排六方結(jié)構(gòu)，電子濃度e/a=7/4。其實(shí)驗(yàn)晶格常數(shù)a=b=0.4275nm，c=0.2590nm。其中，位于1d的Cu原子占滿率為0.7，尚有30%的空缺。單胞內(nèi)原子等效位置及坐標(biāo)參數(shù)如下表所示：AtomSiteXYZZn11a000Cu1d1/32/31/2Zn21f2/31/31/24.4CuZn3（空間群No.174）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算159CuZn3的晶胞結(jié)構(gòu)圖CuZn3的晶胞結(jié)構(gòu)圖160CuZn3

的

鍵

絡(luò)

分

布aBondDna/nmIaA1f-Zn—1d-Cu0.246573B1f-Zn—1d-Cu0.247311C1a-Zn—1a-Zn0.2592D1f-Zn—1f-Zn0.2592E1d-Cu—1d-Cu0.2591F1d-Cu—1a-Zn0.278518G1a-Zn—1f-Zn0.2785112H1f-Zn—1d-Cu0.35766I1f-Zn—1d-Cu0.358123J1a-Zn—1a-Zn0.427496K1f-Zn—1f-Zn0.427496L1d-Cu—1d-Cu0.427494M1a-Zn—1f-Zn0.4601412N1d-Cu—1a-Zn0.460148O1d-Cu—1f-Zn0.493141P1f-Zn—1d-Cu0.493893Q1a-Zn—1a-Zn0.4998312R1f-Zn—1f-Zn0.4998312S1d-Cu—1d-Cu0.499838CuZn3

的

鍵

絡(luò)

分

布aBondDna/nmIaA1161CuZn3還原后的原子狀態(tài)參數(shù)Atomlmnτl’m’n’τ’gb/KJ.nm.mol-1Cu1040007018.62500Zn2220121014.10931注意：在使用雙原子分子鍵能計(jì)算公式時(shí)，B、F要加入相應(yīng)的權(quán)重CuZn3還原后的原子狀態(tài)參數(shù)Atomlmnτl’m’n’τ162CuZn3的價(jià)電子結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果CuZn3的價(jià)電子結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果163第五章過濾凈化水用銅鋅合金凈水后產(chǎn)物的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算

1、Cl2（空間群No.64）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算

2、CuS（空間群No.194）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算3、ZnCl2（空間群No.33）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算4、晶體結(jié)合能計(jì)算5.15.25.35.4第五章過濾凈化水用銅鋅合金凈水后產(chǎn)物的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算5.1645.1Cl2（空間群No.64）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算

AtomSiteXYZCl8f00.130.1晶體結(jié)構(gòu)資料Cl2的空間群為Cmca（No.64），通常以分子形式存在。其的實(shí)驗(yàn)晶格常數(shù)為a=0.629nm,b=0.45nm，c=0.821nm。單胞內(nèi)原子等效位置及坐標(biāo)參數(shù)如表所示

5.1Cl2（空間群No.64）的價(jià)鍵電子結(jié)構(gòu)計(jì)算Ato165Cl2的晶胞結(jié)構(gòu)圖Cl2的晶胞結(jié)構(gòu)圖166aBondDna/nmIaA8f-Cl—8f-Cl0.196538B8f-Cl—8f-Cl0.201628C8f-Cl—8f-Cl0.24638D8f-Cl—8f-Cl0.314516E8f-Cl—8f-Cl0.333616F8f-Cl—8f-Cl0.3708616G8f-Cl—8f-Cl0.3708624H8f-Cl—8f-Cl0.371288I8f-Cl—8f-Cl0.3735816J8f-Cl—8f-Cl0.379388K8f-Cl—8f-Cl0.386732L8f-Cl—8f-Cl0.3994716Cl2晶胞的鍵絡(luò)分布aBondDna/nmIaA8f-Cl—8f-Cl0.196167Cl原子還原后的狀態(tài)參數(shù)

Atomlmnτl’m’n’τ’gb/KJ.nm.mol-1Cl0.267510.732580101010.653.7500Cl的原子狀態(tài)參數(shù)其中，參數(shù)g、b的假定方法如下Cl原子還原后的狀態(tài)參數(shù)Atomlmnτl’m’168關(guān)于計(jì)算晶體鍵能時(shí)Cl的g和b參數(shù)值的假定Cl在元素周期表中的位置：第三周期，第VIIA族

g的假定：根據(jù)價(jià)鍵理論規(guī)定，對(duì)于4、5、6周期的元素，g的取值分別為1、1.35、1.70，但是S元素位于周期表的第3周期，我們根據(jù)經(jīng)驗(yàn)理論，假定g的取值是遞增規(guī)律，所以對(duì)于第三周期元素的參數(shù)g取值為0.65，即在計(jì)算Cl的鍵能和結(jié)合能時(shí)，參數(shù)g取值為0.65.關(guān)于計(jì)算晶體鍵能時(shí)Cl的g和b參數(shù)值的假定Cl在元素周期表中169模型參數(shù)b的假定