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材料科学与人类文明

材料结构基础

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2025-3-26材料科学与人类文明--材料结构基础

主要内容

v原子、离子和分子

v金属键、离子键和共价键

v晶体结构：晶胞，晶面指数，晶向指数

v晶体缺陷：点缺陷，线缺陷，面缺陷

v合金的基本相：固溶体和中间相

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尺度表征

Examples

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材料的尺度

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材料的尺度

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材料的尺度

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材料的结构层次

宏观结构

MacroscopicStructure

微观结构原子尺度亚原子尺度

MicroscopicStructureAtomicLevelSubatomicLevel

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Chap2-1

原子组成、化学键

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原子的构成

物质由原子构成！

原子(atom)质子(proton)+中子(nucleus)+电子(electron)

带电量——质子：+1.610-19库仑；电子：-1.610-19库仑；中子：0

质量——质子：1.6710-27Kg；中子：1.6710-27Kg；电子：9.1110-31Kg

原子的质量集中在原子核，核外电子的质量可以忽略不计

原子的半径约为10-10m（0.1nm）数量级，其中，原子核的半径不超过10-14m

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原子结构模型

质子和中子组成原子核，电子绕原子核作高速运动

ThesolarsystemRutherfordsmodel

无法解释电子不向原子中心坍塌的原因

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核外电子的运动

电子在原子核外作绕核（循轨）运动和自旋运动

其运动轨道的能级分立不连续

在多电子的原子中，电子的分布遵循泡利不相容原理和能量最低原理

最外层的电子所处的能级最高，最不稳定，称为价电子。化学键主要