中石油-考研课件第一章 原子结构与键合幻灯片.ppt

* * * * * * * * * 再如，某些过渡族金属会出现少量共价键 * 再如，某些过渡族金属会出现少量共价键 * 再如，某些过渡族金属会出现少量共价键 * 再如，某些过渡族金属会出现少量共价键 * 再如，某些过渡族金属会出现少量共价键 * 再如，某些过渡族金属会出现少量共价键 * 再如，某些过渡族金属会出现少量共价键 * 第一章????原子结构与键合 第一章????原子结构与键合 材料的结构不同，其性能不同。 材料的结构包括如下3大方面： 1.原子结构： 原子核（带正电）与核外电子（带负电） 电子结构决定材料的键合方式 2.材料原子的结（键）合方式： 结（键）合方式不同，其性能不同：金属、陶瓷、高分子（聚合物）----原子键合方式不同 　 3.材料原子排列规律： 原子排列规律不同，其性能不同 1．1 原子结构 1、原子的核式结构 原子由原子核与核外电子构成； 原子核：体积小，质量大，带正电； 核外电子：质量可忽略，在一定轨道绕核旋转，带负电 ? 外层电子决定原子的结合方式—键合 2、原子的电子结构 电子的空间位置与能量由4个量子数确定 ①主量子数n 表示电子所处的量子壳层； 用1,2,3,4….7表示 数字越大，能量越高，离核越远 主量子数对应元素周期表的周期 如： n=1 第一周期，只有H、He两个元素 n=2 第二周期，li、Be、B、C、N、O、F、Ne? 1．1 原子结构 2、原子的电子结构 电子的空间位置与能量由4个量子数确定 ②次量子数(轨道角动量量子数)Li 确定每一壳层的亚壳层的数目； Li =0,1,2, …n-1 Li: 0 1 2 3… 能级： s p d f… 以Na的电子排布为例讲解： 1S22S22P63S1 1．1 原子结构 2、原子的电子结构 电子的空间位置与能量由4个量子数确定 ③磁量子数mi 确定每一亚壳层中空间取向不同的轨道数目； mi =0, ±1, ±2, … S、p、d、f各轨道分别有1、3、5、7种空间取向 ④自旋角动量量子数si 反映电子不同的自旋方向； si=+1/2,-1/2 1．1 原子结构 2、原子的电子结构 核外电子的排布规律应遵循的3个原则 ①能量最低原理 电子总是优先占据能量最低的壳层 ②泡利不相容原理 不能有四个量子数都相同的两个电子 在主量子数为n的壳层，最多容纳2n2个电子 ③洪德定则 在同一亚层中，电子的排布尽可能分占不同的能级 1．1 原子结构 2、原子的电子结构 1．1 原子结构 4s的能量低于3d 5s的能量低于4d、4f …….. 3、原子的活泼程度 1．1 原子结构 如果最外壳层上的s态、p态电子没有充满，这些电子的能量较高，与原子核结合较弱，很活泼。 这些电子称为价电子，它们直接参与原子间的键合，对材料性能产生重要影响。 4、元素周期表 1．1 原子结构 4、元素周期表 ⑴元素的外层电子结构随原子序数递增呈周期性变化； ⑵同一周期元素主量子数相同，从左至右失电子能力减弱，得电子能力增强，金属性减弱，非金属性增强； ⑶同一族元素具有相同的外壳层电子数和相似的化学性质； ⑷过渡族元素具有未填满的内壳层和典型的金属性； 如：Fe: 原子序数为26 1s22s22p63s23p63d64s2 (3d层应该10个电子，实际只有6个电子） 1．1 原子结构 4、元素周期表 ⑸电负性呈周期变化，同一周期从左至右逐渐增强，同一族从上到下逐渐减弱 电负性表示原子吸引电子能力的参数，其值越大，吸引电子能力越强。 两元素的电负性差越大，越容易形成化合物。如：NaCl、CaF2、Al2O3….. 1．1 原子结构 1．2 原子间的键合 概念：组成物质整体的质点（原子、分子、离子）间的相互结合称为键合。 包括：化学键（主价键、一次键）和物理键（次价键、二次键） 化学键：a.金属键→重点掌握 b.离子键 c.共价键 物理键：范德瓦尔斯力（键）、氢键 固体材料的键合不同，则性能差异极大 1.2????原子间的键合 1． 金属键 (重点掌握) 金属最外层电子少，易脱离原子核形成自由电子，自由电子为所有原子公有，自由电子在所有原子间往复穿梭运动→形成电子云（气），这种由金属正离子和自由电子之间相互作用的结合称为金属键。 金属材料的结合键主要为金属键? 1． 金属键 ﹡由于金属键结合方式，使金属具有良好的导电性、导热性、塑性、正的电阻温度系数和光泽。 ① 良好的导电性 在电位差下，自由电子定向运动，形成电流。 ② 良好的导热性 自由电子的运动和正离子