原子的键合ppt课件.ppt

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1、金属学基础FundamentalsofPhysicalMetallurgy内蒙古工业大学材料科学与工程学院SchoolofMaterialsScienceandEngineeringInnerMongoliaUniversityofTechnology第一章金属晶体中的原子排列AtomicStructureandInteratomicBonding物质(Substance)是由原子（atom）组成在材料科学中，最为关心原子的电子结构原子的电子结构—原子间键合本质决定材料分类：金属陶瓷高分子材料性能：物化力学材料的微观结构（Microstruc

2、tureofMaterials）决定材料性质最为本质的内在因素：组成材料各元素原子结构，原子间相互作用，相互结合，原子或分子在空间的排列，运动规律，以及原子集合体的形貌特征2内蒙古工业大学材料科学与工程学院《金属学基础》材料分类(ClassificationofMaterials)3内蒙古工业大学材料科学与工程学院《金属学基础》1.1原子结构（AtomicStructure）1879年J.JThomson发现电子（electron),揭示了原子内部秘密1911年E.Rutherford提出原子结构有核模型1913年N.Bohr综合1.1.1B

3、ohratomicmodel成功：电子运动轨道，能量量子化不足：未能解释出现量子化的原因4内蒙古工业大学材料科学与工程学院《金属学基础》11质子12中子K层(n=1)L层(n=2)M层(n=3)1s22s22p63s1Na5内蒙古工业大学材料科学与工程学院《金属学基础》描述原子中一个电子的空间和能量，可用四个量子数（quantumnumbers）表示1.1.2现代原子结构理论6内蒙古工业大学材料科学与工程学院《金属学基础》1.1.3核外电子的排布（electronconfiguration)规律7内蒙古工业大学材料科学与工程学院《金属学基础》

4、1s2s2pC1s22s22p2N1s22s22p3O1s22s22p4↑↓↑↓↑↑↑↓↑↓↑↑↑↑↓↑↓↑↓↑↑比如Fe，理论上应该是：1s22s22p63s23p63d8实际上它的电子结构是：1s22s22p63s23p63d64s2。未填满的3d能级使铁产生磁性行为。8内蒙古工业大学材料科学与工程学院《金属学基础》1.1.4元素周期表（periodicTableoftheElements)元素（Element）：具有相同核电荷的同一类原子总称，共116种，核电荷数是划分元素的依据同位素（Isotope）：具有相同的质子数和不同中子数的同

5、一元素的原子元素有两种存在状态：游离态和化合态（FreeState&CombinedForm)7个横行（Horizontalrows)周期（period）按原子序数（AtomicNumber)递增的顺序从左至右排列18个纵行（column）16族（Group），7个主族、7个副族、1个Ⅷ族、1个零族（InertGases）最外层的电子数相同，按电子壳层数递增的顺序从上而下排列。9内蒙古工业大学材料科学与工程学院《金属学基础》原子序数＝核电荷数周期序数＝电子壳层数主族序数＝最外层电子数零族元素最外层电子数为8（氦为2）价电子数（Valencee

6、lectron）10内蒙古工业大学材料科学与工程学院《金属学基础》11内蒙古工业大学材料科学与工程学院《金属学基础》双原子模型金属原子为什么排列规则，并趋于紧密排列呢？排斥能吸引能结合能AB原子间距do吸引能排斥能EAB－F排斥力引力结合力AB原子间距dodc＋F吸引力排斥力d0结合能是吸引能和排斥能的代数和形成原子团比单个原子能量低任何对d0偏离，都使势能升高d>d0时，远处的原子移近，势能降低d

7、键合(Bondingtypewithotheratom)13内蒙古工业大学材料科学与工程学院《金属学基础》一、金属键（Metallicbonding）典型金属原子结构：最外层电子数很少，即价电子（valenceelectron）极易挣脱原子核之束缚而成为自由电子（Freeelectron），形成电子云（electroncloud）金属中自由电子与金属正离子间构成键合称为金属键特点：电子共有化，既无饱和性又无方向性，形成低能量密堆结构性质：良好导电、导热性能，延展性好14内蒙古工业大学材料科学与工程学院《金属学基础》二、离子键（Ionicbon

8、ding）多数盐类、碱类和金属氧化物特点：以离子而不是以原子为结合单元，要求正负离子相间排列，且无方向性，无饱和性性质：熔点和硬度均较高，良好电绝缘体实质：金属原子