材料物理之材料的结合方式.ppt

内容总结 1、 材料的结合方式。所谓结合键是指由原子结合成分子或固体的方式和结合力的大小。结合键决定了物质的一系列物理、化学、力学等性质。目前还不能对各种物质的结合键进行准确的理论计算（要计算结合力，就需要知道外层电子围绕各原子核的分布 ）。12/1/2022。原子结合成分子或固体的力从本质上讲都起源于原子核和电子间的静电交互作用即库仑力。根据电子围绕原子的分布方式，可以将结合键分为化学键和物理键。物理键有：分子键和氢键。共价键的本质是由于原子相互接近时轨道重叠（即波函数叠加），原子间通过共用自旋相反的电子对使能量降低而成键。每个C1离子周围都有6个Na离子，。每个Na离子也有6个C1离子等距离排列。29 第三十页，共三十页。 * * 1、 材料的结合方式 一、结合键 1、 结合键的定义 所谓结合键是指由原子结合成分子或固体的方式和结合力的大小 结合键决定了物质的一系列物理、化学、力学等性质 目前还不能对各种物质的结合键进行准确的理论计算（要计算结合力，就需要知道外层电子围绕各原子核的分布 ） 第一页，共三十页。 2、 结合键的本质 原子结合成分子或固体的力从本质上讲都起源于原子核和电子间的静电交互作用即库仑力 第二页，共三十页。 3、 结合键的分类 根据电子围绕原子的分布方式，可以将结合键分为化学键和物理键 化学键(涉及到原子外层电子的重新分布，电子在键合后不再仅仅属于原来的原子 ) 物理键(原子的外层电子分布没有变化，或变化极小，它们仍属于原来的原子 ) 化学键有：离子键、共价键、金属键 物理键有：分子键和氢键 第三页，共三十页。 化学键 二、化学键 1、 共价键 （1）共价键定义 有些同类原子，例如周期表IVA，VA，VIA族中大多数元素或电负性相差不大的原子互相接近时，原子之间不产生电子的转移，此时借共用电子对所产生的力结合 。 ● ● 第四页，共三十页。 共价键的本质 共价键的本质是由于原子相互接近时轨道重叠（即波函数叠加），原子间通过共用自旋相反的电子对使能量降低而成键。 第五页，共三十页。 共价键的键型 ? 键( 成键轨道）头碰头 ? 键，肩并肩 第六页，共三十页。 化学键 （2）共价键特点 共价键键合的基本特点是核外电子云达到最大的重叠，形成“共用电子对”，有确定的方位，且配位数较小 共价键具有方向性、饱和性 金刚石、单质硅、SiC、H2、O2、F2、碳-氢化合物 第七页，共三十页。 化学键 共价键结合的示例 第八页，共三十页。 化学键 金刚石的共价键 共价键结合的示例 图 金刚石型结构(a)晶胞；(b)原子在底面的投影 第九页，共三十页。 化学键 （3）共价晶体的特点 结构稳定 熔点高 一般是绝缘体，其导电性能差 质硬脆 第十页，共三十页。 化学键 2、 离子键 （1）离子键的定义 当两种电负性相差大的原子(如碱金属元素与卤族元素的原子)相互靠近时，其中电负性小的原子失去电子，成为正离子，电负性大的原子获得电子成为负离子，两种离子靠静电引力结合在一起形成离子键 大多数盐类、碱类和金属氧化物主要以离子键的方式结合 第十一页，共三十页。 化学键 （2）离子键的特点 离子键又称极性键 离子化合物AxBy对晶体结构的唯一限制是：A和B的近邻数必须与化合比x∶y成反比（配位数最高为8） 常温下，电绝缘体（离子晶体中很难产生自由运动的电子）；在高温熔融状态时，正负离子在外电场作用下可以自由运动，即呈现离子导电性 第十二页，共三十页。 化学键 （2）离子键的特点 典型的离子化合物有NaCl,MgCl2等 离子键没有方向性、无饱和性 第十三页，共三十页。 化学键 NaCl离子键的示意图 每个C1离子周围都有6个Na离子， 每个Na离子也有6个C1离子等距离排列 （红色代表带正电的钠离子，绿色代表带负电的氯离子） 第十四页，共三十页。 NaCl离子键的示意图 第十五页，共三十页。 化学键 （3）离子型晶体的特征 较高熔点（正、负离子间有很强的电的吸引力 ） 脆性大 固态时导电性很差（离子键中很难产生可以自由运动的电子） 无色透明（离子的外层电子比较牢固地被束缚，可见光的能量一般不足以使其受激发，不吸收可见光 ） 第十六页，共三十页。 化学键 3 、金属键 （1）定义 由金属正离子和自由电子之间互相作用而结合称为金属键 金属键的经典模型有两种 第十七页，共三十页。 化学键 金属键的两种经典模型 一种认为金属原子全部离子化 一种认为金属键包括中性原子间的共价键及正离子与自由电子间的静电引力的复杂结合 第十八页，共三十页。 化学键 （2） 金属键的特点 金属键无方向性 金属键无饱和性 具有高对称性 原因：在