材料原子结构和键合.pdfVIP

材料的微观结构 （Microstructure of Materials ） 决定材料性质最为本质的内在因素：组成材料各元素原子结构， 原子间相互作用，相互结合，原子或分子在空间的排列，运动规 律，以及原子集合体的形貌特征 第一章原子结构和键合 第一章原子结构和键合 Atomic Structure and Interatomic Bonding Atomic Structure and Interatomic Bonding 物质(Substance)是由原子（atom）组成 在材料科学中，最为关心原子的电子结构 原子的电子结构—原子间键合本质 决定材料分类：金属 陶瓷 高分子 材料性能：物 化 力学 ※1原子结构 （Atomic Structure ） ※1原子结构 （Atomic Structure ） 一、物质的组成（Substance Construction） 物质由无数微粒（Particles）聚集而成 分子（Molecule）：单独存在 保存物质化学特性 d 2 =0.2nm M(H )为2 M（protein）为百万 H O 2 原子（Atom）： 化学变化中最小微粒 二、原子的结构 二、原子的结构 1879年 J.J Thomson 发现电子（electron),揭示了原子内部秘密 1911年 E.Rutherford提出原子结构有核模型 1913年 N.Bohr将 ⎧M.Plank和A.Einstein量子论 ⎫ ⎨ ⎬原子结构的量子理论 ⎩Rutherford 原子有核模型 ⎭ Bohr atomic model 原子（atom) -2 r =3.7 10 nm × H -1 r =1.43 10 nm × Al ⎧ ⎧ -27 ⎪质子 （proton）：正电荷m＝1.6726×10 kg ⎪原子核（nucleus)：位于原子中心、带正电⎨ -27 （neutron） ⎪ ⎪⎩中子 ：电中性m＝1.6748×10 kg ⎪ ⎨电子（electron）：核外高速旋转，带负电，按能量高低排列，如电子云（electron cloud） ⎪ -31 m＝9.1095 10 kg，约为质子的1/1836 ⎪ × ⎪ ⎩ 描述原子中一个电子的空间和能量，可用四个量子数 （quantum numbers ）表示 ⎧ ⎪主量子数n ：决定原子中电子能量和核间距离，即量子壳层，取正整数K、L、M、N、O、P、Q ⎪ i ⎪ electron shell ⎪ 轨道动量量子数l ：与电子运动的角动量有关，取值为0，1，2，⋅⋅⋅⋅⋅⋅n −1,