文档介绍：第7章金属键与金属及半导体、绝缘体的颜色
金属键与金属的颜色

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,无饱和性,其强度由金属的原子化热衡量.
自由电子的胶合作用,使球形的金属原子做紧密堆积,形成能量较低的稳定体系.

满带:被电子充满的能带;
空带:没有电子填充的能带;
导带:被电子部分填充的能带;
不同金属元素和不同的原子轨道构成的能带宽度不同.
能带间隙的大小决定该物质是导体、半导体、绝缘体。

极强的吸收得到了很高的反射率(表面光滑),因而产生了金属的光泽.
金属的态密度图与金属的颜色
决定了金属的光谱在不同区域有不同的吸收状态,产生不同的颜色
金属锂的态密度图近似抛物线形状.
不同金属与合金颜色变化的原因是由于吸收系数k随波长而变化.
(1)铁和铜的颜色
Fe 3d64s2, 4s已满,光照无明显变化,3d未满,会发生符合选择定则的跃迁。3d的态密度随能量增加只在小范围内往复变化,高于Fermi面部分随能量增加变化不大。
铁对所有波长的光吸收都不完全,即吸收系数随波长变化不大,呈现灰色。
Cu 3d104s1,3d满而4s不满。4s轨道在高于Fermi能级出现态密度随能量增加而变小的状态,意味着在较高能级中发生跃迁的电子数没有低能级多,即对光的吸收减少,反射率也降低。
光谱的蓝端能量高于红端,铜对蓝紫光的吸收和反射弱于对红黄光的吸收和反射,即吸收系数k对不同波长的光变化较大。
对蓝紫光的部分吸收给出其补色,故金属铜是浅红带黄的颜色
(2)银的颜色与光泽
对所有波长的光都有很高的反射率——银白色;
只是光谱紫端反射率稍小,很少的吸收产生淡黄的暖光泽。
(3)黄金的反射色与透射色
Au 5d106s1, s轨道不满,与铜类似,光谱紫端有比铜更小的反射率,比铜在更小波长范围内较弱的吸收给出其补色—黄色。
金在光谱红端反射最强(吸收也最强), (比可见光380~700nm的波长还小)的薄片,能观察到因光的透射而呈现的稍带淡蓝的绿色.
观察到的透射色从另一个角度说明了吸收和反射的存在.

合金一般具有一定的金属性能,根据组成合金的金属的结构和性质,可分为:
金属固熔体
金属化合物
金属间隙化合物或金属间隙固熔体
根据共熔比例,金属固熔体可产生居间颜色;
大多数合金系统出现新的晶体结构,其态密度图及颜色发生特殊变化。
黄金:黄色,质软加入不同金属,产生多种颜色
加入银与铜的混合物,不改变颜色,却可增加硬度,降低成本,即K金;
加入25%的银产生绿色;
加入25%的铜,产生红色;
加入适量钯或铜、锌混合物,白金;
(是白色K金,千万别当作铂金!)
加入少量铁,产生蓝色;
加入铝产生绛紫色。

物质具有类似金属中电子的行为,会产生类似金属外观的颜色.
黄铁矿:铁的4s和3d轨道与硫的sp3杂化轨道叠加的分子轨道形成类似金属的能带,在光谱的紫端因减少了吸收形成了黄色.
石墨:离域电子产生强的类金属反射,可导电.
聚二乙炔:可观察到金属金与铜的颜色,导电性差(不能形成长的离域键)