第一章原子结构与键合课程.ppt

第一章??原子结构和结合键;Fe原子在Cu基板上原子像;CO原子在Pt基板上原子像(IBM);Xe原子在Ni基板上原子像(IBM);Why Study Atomic Structure and Interatomic bondings? ; 通过本章学习，应该能够做到以下几点： 1、两种原子模型的名称，及两者的差异； 2、能够描述主要的有关电子能量的量子力学原理； 3、对于两个原子与离子，能够画出原子间距与吸引、排斥的能量简图，注意平衡间距和键能； 4、理解重要的术语和基本概念，包括主价键（离子键、共价键、金属键）等，了解何种材料包含上述键。;教 学 内 容;1.1.1 基本概念;1.1.2 原子中的电子;量子力学中的原子模型;第二个模型：几率波模型（Wave-mechanical model）;两种模型中电子分布的比较;两种模型中电子能态的比较;量 子 数（Quantum number）;原子核外电子的排布规律— 3个原则;各壳层、亚壳层可容纳的电子状态数;电子的能级图;1s;电 子 组 态 Eelectron configuration;钠（Sodium）原子的填充能态;不同原子的电子组态;1.1.3 元素周期表（Periodic table）;●元素周期表 元素周期表是元素周期律的具体表现形式， 元素性质——原子结构——周期表中位置三者有密切联系。;元素的电负性(Electronegativity);1.2.1 键合力与能量 （Bonding Forces and Energy） 吸引力（Attractive force）FA； 排斥力（Repulsive force）FR； FN = FA + FR 净力 （Net force）FN 吸引能（Attractive energy）EA； 排斥能（Repulsive energy）ER； 净能 （Net potential energy）EN; 平衡距离r0 Equilibrium spacing； 当 FA+ FR = 0 时的原子间距 当r = r0 时， E0称为结合能（Bonding energy），将2个原子无限分离所需能量。 通常r0 ? 0.3nm (3?);力、能量与原子间距离曲线;1.2.2 原子结合的基本类型Primary Interatomic Bonds（一次健）;;;共价键（Covalent Bonding）：电负性相差不大的原子相互靠近时，原子间不产生电子转移，借共用电子对所产生的力结合。;;离子键 与 共价键;金属键 Metallic Bonding;价电子海;1.2.3 范德瓦尔键（Secondary Bonding 二次健） ; 偶极子（Dipoles）间的范德瓦尔键 一些高分子材料和陶瓷，它们的分子往往具有极性，即分子的一部分往往带正电荷，而另一部分则往往带负电荷。一个分子的正电荷部位和另一个分子的负电荷部位间的微弱静电吸引力将两个分子结合在一起，这种结合方式称为范德瓦尔键，也称“分子键”。;振动感应极化键（Fluctuating Induced Dipole Bonds）;极性分子 Polar molecule;永久极性键 Permanent dipole bonds ;氢 键 Hydrogen bond;结 合 键 的 特 性;材 料 中 的 键;各种物质的键能和熔点;总 结 Summary;思 考 题;5、计算下列化合物中，离子键的百分含量： TiO，ZnTe，CsCl，InSb，MgCl。 (提示：电负性：Ti-1.5, Zn-1.6, Cs-0.7, In-1.7, Mg-1.2, O-3.5, Cl-3.0, Te-2.1, Sb-1.9) 6、下列物质含有何种键：黄铜（brass）、橡胶（rubber）、 金刚石（diamond）、SiO2、单晶Si、NaCl。 7、 HF （hydrogen fluoride）的分子量小于 HCl （hydrogen chloride），为什么HF具有比HCl更高的沸点。 （提示：电负性：F-4.0, Cl-3.0)