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材料科学基础第1章原子的结构和键合合肥工业大学材料学院宣天鹏 1 1元素周期表1 2原子间的键合1 2 1金属键1 2 2离子键1 2 3共价键1 2 4范德瓦尔斯键 分子键 1 2 5氢键 第1章原子的结构和键合 化学成分 组织结构 性能 化学成分表示元素的原子结构 相互作用 相互结合 空间排布及运动规律 集合体的形貌和特征等 因此必须了解微观构造 物质由原子构成 原子 原子核 正电 电子 负电 电子结构决定了键合 原子结构影响了原子间的作用方式 材料的成分不同 性能不同材料的成分相同 结构不同 性能不同原子的结构 原子的结合方式按原子的结合方式分 金属 陶瓷 聚合物按原子的排列方式分 晶体 非晶体 1 1元素周期表 1 2原子间的键合 1 2 1金属键金属原子失去外层电子 金属正离子和自由电子之间的相互作用无方向性 无饱和性 单一原子 高对称性原子位移 金属键保持 好的延展性自由电子 好的导电性 温度升高 离子振动加剧 阻碍电子运动 正的电阻温度系数离子 电子均能传热 好的导热性自由电子吸收可见光跃迁到高能级 不透明电子回到低能级 辐射电磁波 金属光泽 1 2 2离子键 电负性相差较大的原子接近 电负性小的原子失去电子成为正离子 电负性大的原子得到电子成为负离子 两种离子存在的静电力特点 无方向性 无饱和性大部分盐类 碱类 金属氧化物以离子键结合离子键很强 故有较高熔点 固体下不导电 熔融时才导电离子间发生相对位移 电平衡破坏 离子键破坏 脆性材料 1 2 3共价键原子间不产生电子转移 通过共用电子对产生的力存在于IVA VA VIA族中大多数元素或电负性相差不大的原子间 如金刚石 单晶硅 SiC等Si最外层4个电子 通过4个共价键与4个Si原子结合外力作用下 原子一发生位移 共价键被破坏 脆性材料高温 高压才能破坏共价键 产生运动电子 良好的绝缘材料金刚石熔点3750 C 1 2 4范德瓦尔斯键 分子键 极性分
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