【上海大学考研849】材料科学基础-笔记资料.pdf

上海大学 材料科学基础 笔记 1 第一章 原子结构与键合 概述：了解物质由原子组成， 而组成材料的各元素的原子结构和原子间的键合是 决定材料性能的重要因素。 第一节 原子结构 1.物质的组成 物质是由无数微粒按一定方式聚集而成的， 这些微粒可能是原子、 分子或离子； 分子 是能单独存在且保持物质化学特性的一种微粒； 原 子 是化学变化中的最小微粒。 2.原子的结构 -24 质子 m=1.67 ×10 g -15 原子核（ 10 m ） 原子（ 10-10 m ） 中子 -28 核外电子 m=9.11×10 g -19 e=1.6022×10 C 3.原子的电子结构 电子的状态和在某处出现的机率可用薛定谔方程的解 / 波函数来 描述，即原子中每个电子的空间位置和能量可用四个量子数来确 定： a 主量子数（ n ）：决定原子中电子的能量及与核的平均距离，即 表示电子所处的量子壳层。如 K 、L 、M… ； 2 b 轨道角动量量子数（ l ）：表示电子在同一壳层内所处的能级，与 电子运动的角动量有关。如 s、p、d、f …； c 磁量子数（ m）：给出每个轨道角动量量子数的能级数或轨道数， 为 2l+1,决定电子云的空间取向； 1 d 自旋角动量量子数 （s）：反映电子不同的自旋方向， 其值可取 ± 。 2 核外电子的排布规则 ： a 能量最低原理：电子的排布总是尽可能使体系的能量最低； b Pauling 不相容原理： 在一个原子中， 不可能有上述运动状态完全相 同的两个电子； c Hund 规则：在同一个亚层中的各个能级中，电子的排布尽可能分 占不同的能级，而且自旋方向相同； 4.元素周期表 元素 是具有相同核电荷数的同一类原子的总称； 元素的外层电子结 构随着原子序数的递增而呈周期性的变化规律称为 元素周期律 ；元素 周期表是元素周期律的表现形式； 元素的性质、 原子结构和该元素在 周期表中的位置三者之间有着密切的关系。 金属键 第二节 原子间的键合