第二章1-原子键合-2013春季.pdf

第 二 章 材料的结构基础 （I）原子结构和键合 Atomic Structure and Interatomic Bonding 上海大学材料学院， 施鹰 材料的宏观结构状态 不同的宏 观性质 气态 液态 晶态 非晶态 上海大学材料学院， 施鹰 1 材料结构的基本内涵 材料的结构是材料性能的载体，决定材料 性质最为本质的内在因素。  材料中原子的排列方式决定了晶体的结构，排 列方式的变化导致了材料结构的变化；  材料的物理、化学性能与材料中原子的排列方 式有直接的对应关系。 上海大学材料学院， 施鹰 材料中结构的内涵 材料结构的涵义从微观到宏观可分为：  原子的结构: 决定材料中原子种类、结合方 式、材料的类型和基本性质  原子（分子）的键合与排列方式: 根据材料 中原子排列的周期规律判断材料的结晶状态  显微组织结构: 借用光学或电子显微镜可观测 的晶粒或相的集合状态  宏观（相）组织结构: 用肉眼或放大镜能观测 到的晶粒或相的集合状态 上海大学材料学院， 施鹰 2 上海大学材料学院－施鹰 尺度与相应的研究观察工具 Length scale and investigating tools 原子 显微结构 金相结构 结构 Nano Micron Human Grand Astronomical scale scale scale scale scale 10-10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 106 108 1010 1012 10 10 10 10 10 10 10 米 上海大学材料学院， 施鹰 3 2.1 原子键合  2.1.1 原子结构  2.1.2 原子周围的电子排列  2.1.3 元素周期表及元素性能的变化  2.1.4 键合的本质和类型： 离子键、共价键、金属键 范氏键、氢键  2.1.5 不同键合状态对材料性能的影响 上海大学材料学院， 施鹰 2.1.1. 原子的结构  原子核由带正电荷的质子和不带电荷的中子构成，这些 质子和中子挤在处于中心的一个极小的核内，同一种核 内的质子数和中子数都相等。  一个原子的核中，正电荷数与它在正常状态下所包含的 电子数相等，这时，原子作为整体来