原子结构与结合键-材料科学基础-课件-西南石油大学-01.pdfVIP

第一章 原子结构与结合键 第一章 原子结构与结合键 1： 第一节 原子结构 2 ： 第二节 结合键 第一节 原子结构 1：微观粒子运动的描述方法 一切材料都是由分子、原子组成的。 这些分子.原子以及组成原子的电子和原 子核是非常微小的微观物体。它的运动 规律不同于宏观物体，只有用量子力学 才能正确描述微观物体的行为。  1924年，法国物理学家德不罗意（de Broglie,L.V. ）提出了实物微粒也有波动性的假 设。与其相适应的波长方程为： λ=h/p=h/mv 宏观物体的运动可以用坐标和动量精确描 述，但微观粒子具有波粒二象性，不能同时准 确决定坐标和动量。这就是量子力学中的测不 准原理。 △x△px ≥h 2 ： 多电子原子结构 原子处于基态时，核外电子排布规律必须遵 循以下3条规则： （ 1）：包利（Pauli,W. ）不相容原理 一个原子 轨道最多只能容纳两个电子，且这两个电子的自旋方 向必须相反。 （2 ）：能量最低原理 在不违背包利不相容原理 的条件下，电子优先占据能量较低的原子轨道。 （3 ）：洪特（Hund,F. ）规则 在能量高低相等 的轨道上，电子尽可能占据不同的轨道，且电子自旋 平行。 第二节 结合键 原子间的结合力称为结合键，它主要 表现为原子间吸引力与排斥力的合力结 果。根据不同的原子结合结合方式，结 合键可分为以下几类：  金属键（Metallic bonding）    化学键（Chemical bonding）离子键（Ionic bonding） 主价键primary interatomic bonds      共价键（covalent bonding）   物理键（physical bonding),次价键(Secondary bonding)，亦称Van der Waals bonding     氢键（Hydrogen-bonding) 介于化学键和范德华力之间   1：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。离子键键合的基本特点是以 离子而不是以原子为结合单元。 一般离子晶体中正负离子静电引力较强， 结合牢固。因此。其熔点和硬度均较高。另 外，在离子晶体中很难产生自由运动的电子， 因此，它们都是良好的电绝缘体。但当处在高 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  2 ： 共价键 共价键的实质就是两个或多个电负性相差 不大的原子间通过共用电子对而形成的化学键。 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。 共价键的结合极为牢固，故 共价晶体具有结构稳定、熔点高、质硬脆等特 点。共价形成的材料一般是绝缘体，其导电性 能差。 极性键(Polar bonding):共用电子对偏于某成键原子  非极性键（No