材料化学(第2版)作者曾兆华、杨建文编著第二章课件讲解.pptx

Chapter2 Structure of Materials 1 Chapter 2Structure of Materials 材料的结构 材料的疏水性 ——与分子结构、原子大小相关 材料的疏水性 ——与组织结构相关 Relationship Chapter2 Structure of Materials 5 材料性能 材料应用 Chapter2 Structure of Materials 6 本章内容 2.1 元素和化学键 2.2 晶体学基本概念 2.3 晶体材料的结构 2.4 晶体缺陷 2.5 固溶体 7 Chapter2 Structure of Materials 7 2.1 元素和化学键 元素及其性质 原子间的键合 原子间的相互作用与键能 8 元素 单质 化合物 材料 8 2.1.1 元素及其性质 Chapter2 Structure of Materials 8 Chapter2 Structure of Materials 9 地球上一些元素的相对丰度 元素 相对丰度 元素 相对丰度 氧(O) 466,000 氟(F) 300 硅(Si) 277,200 锶(Sr) 300 铝(Al) 81,300 钡(Ba) 250 铁(Fe) 50,000 锆(Zr) 220 钙(Ca) 36,300 铬(Cr) 200 钠(Na) 28,300 钒(V) 150 钾(K) 25,900 锌(Zn) 132 镁(Mg) 20,900 镍(Ni) 80 钛(Ti) 4,400 钼(Mo) 15 氢(H) 1,400 铀(U) 4 磷(P) 1,180 汞(Hg) 0.5 锰(Mn) 1,000 银(Ag) 0.1 硫(S) 520 铂(Pt) 0.005 碳(C) 320 金(Au) 0.005 氯(Cl) 314 氦(He) 0.003 10 Chapter2 Structure of Materials 10 周期表中各元素在室温下的状态 Chapter2 Structure of Materials 11 第一电离能（First Ionization Energy, I1） ——从气态原子移走一个电子使其成为气态正离子所需的 最低能量。 同周期主族：从左至右，Z逐渐增大，I1也逐渐增大。稀有气体I1最大。 同周期副族：从左至右，Z增加不多，原子半径减小缓慢，其I1增加不如主族元素明显。 同一主族：从上到下，Z增加不多，但原子半径增加，所以I1由大变小。 同一副族电离能变化不规则。 12 ——气态原子俘获一个电子成为一价负离子时所产生的能量变化。 形成阴离子时放出能量，则EA为正； 吸收能量则EA为负。 EA的大小涉及核的吸引和核外电荷相斥两个因素，故同一周期和同一族元素都没有单调变化规律。大体上，同周期元素的电子亲和势从左到右呈增加趋势（更负），而同族元素的电子亲和势变化不大。 Chapter2 Structure of Materials 12 电子亲和势（Electron Affinity, EA） Chapter2 Structure of Materials 13 电负性（Electronegativity） ——衡量原子吸引电子能力的一个化学量 同一周期的元素，从左到右电负性逐渐增大； 同族元素电负性从上到下逐渐减小。 14 从左到右，有效核电荷逐渐增大，内层电子不能有效屏蔽核电荷，外层电子受原子核吸引而向核接近，导致原子半径减小。所以从左到右，原子半径趋于减小。而从上到下，随着电子层数的增加，原子半径增大。 对于离子来说，通常正离子半径小于相应的中性原子，负离子的半径则变大。 Chapter2 Structure of Materials 14 原子及离子半径（Atomic and Ionic Radii） Chapter2 Structure of Materials 15 电离能 电子亲和势 原子及离子半径 电负性 Chapter2 Structure of Materials 16 2.1.2 原子间的键合 Metallic bond Ionic bond Covalent bond Hydrogen bond Van der Waals bonding Chapter2 Structure of Materials 17 （1）Metallic bond Chapter2 Structure of Materials 18 Characteristic properties 高导电率和高导热率 不透明性 金属表面的高反射性 延展性 电子的离域性 键的球对称性质 Chapter2 Structure of Materials 19 金属键示意图 Chapter2 Struc