【正文】 方向性鍵、結構密堆、高熔點、絕緣 氫鍵 氫原子核與極性分子間的庫侖引力 弱 有方向性和飽和性 63 值得指出的是，實際晶體不一定只有一種鍵，可能是多種鍵合的混合，至少范氏力就是普遍存在的一種力。 ? 在形成分子鍵和氫鍵時，原子的外層電子分布沒有變化，或變化極小，它們仍屬于原來的原子。 從上面的討論可知，形成氫鍵必須滿足以下兩個條件： （ 1）分子中必須含氫。 思考 為什么高分子材料只有固態(tài)和液態(tài)，而沒有氣態(tài)。 ? 作用能 : 2~8kJ/mol ? ? ? ?dr rdErF ??? ? 0?drrdE當 r=r0時 , F(r) =0 r 48 原子結合：電子云偏移 ， 結合力很小 ， 無方向性和飽和性 。差值越大，離子鍵成分越高。所謂化學鍵的離子性，就是把完全得失電子而構成的離子鍵定為離子性 100%；把非極性共價鍵定為離子性 0%；如果離子性大于 50%，可以認為該化學鍵屬于離子鍵。 ?方向性 原子軌道中，除 s軌道是球形對稱沒有方向性外， p，d， f原子軌道中的等價軌道，都具有一定的空間伸展方向。 169。 40 物質 NaCl KCl CaO MgO 熔點 (K) 1074 1041 2845 3073 一些離子化合物的熔點 離子的電荷越高、半徑越小，靜電作用力就越強，熔點就越高。 )22()3( 621 psNasNa e ??? ??)33()33( 6252 psClpsCl e ??? ??????? ?? ClNa靜電引力 離子鍵 （ Ionic bonding） 38 離子鍵的特點 ? 沒有方向性； ? 沒有飽和性； NaCl 晶體 39 由陰、陽離子按一定規(guī)則排列在晶格結點上形成的晶體為 離子晶體 。 ? 受熱時通過自由電子的碰撞及其與金屬離子之間的碰撞， 傳遞能量， 故金屬是熱的 良導體 。 35 金屬鍵無方向性，飽和性 。 30 晶體中的原子之間可以相互吸引，也可以相互排斥。試從原子結構角度來確定錫的價電子數。 原子序數＝核電荷數 周期序數＝電子殼層數 主族序數＝最外層電子數 價電子數（ Valence electron） 零族元素最外層電子數為 8（氦為 2） 25 每周期元素的數目等于相應能級組內軌道所能容納的最多電子數。 全充滿： p6， d 10， f 14 半充滿： p3， d 5， f 7 全 空： p0， d 0， f 0 2 2 6 2 6 1 0 11 32 42 3 3s s p s p ds29Cu24Cr 2 2 6 56 121 2 2 3 3 34s s p s dsp21 練習：寫出 14Si、 26Fe、 47Ag的電子結構式 14Si： 1s22s22p63s23p2 26Fe： 1s22s22p63s23p63d64s2 47Ag： 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s1 22 元素周期表 （ Periodic Table of the Elements) ? 元素（ Element）：具有相同核電荷的同一類原子總稱，共 118種（ 2022年），核電荷數是劃分元素的依據 ? 同位素（ Isotope）：具有相同的質子數和不同中子數的同一元素的原子 ? 元素有兩種存在狀態(tài)：游離態(tài)和化合態(tài)（ Free Stateamp。 19 核外電子排布規(guī)律 （ 1）核外電子的排布規(guī)則 ? 能量最低原理 ? 泡利（ Pauli）不相容原理 多電子原子在基態(tài)時，核外電子總是盡可能地分布到能量最低的軌道。 m=1。它決定原子軌道或電子云的形狀，并在多電子原子中和 n一起決定電子的能量。 電子云密度最大的地方就是電子出現幾率最大的地方。 4) Ψ沒有明確的物理意義，但 |?|2 表示空間某處單位體積內電子出現的幾率（幾率密度）。 3) 當電子由一種定態(tài)躍遷至另一種定態(tài)時，就要吸收或放出能量，其值恰好等于兩種定態(tài)的能量差，它與光的頻率關系為 hEE 始態(tài)終態(tài) ???8 ? 玻爾原子理論的成功之處 1) 提出了量子的概念 2) 成功地解釋了氫原子光譜的實驗結果 3) 用于計算氫原子的電離能 ? 玻爾原子理論的局限性 1) 無法解釋氫原子光譜的精細結構 2) 不能解釋多電子原、分子或固體的光譜 3) 不能解釋電子衍射現象 9 ? 薛定諤方程 微粒的波動方程 波函數：描述核外電子運動狀態(tài)的 數學函數式。1 問題 ? 材料科學的四要素是什么？四要素之間的存在什么樣的關系？ 2 (1) 同樣是由碳元素組成的，為什么金剛石是硬度最高的物質，而石墨卻很軟？ (2) 為什么原子能結合成固體？ (3) 材料中存在哪幾種鍵合方式？ (4) 決定鍵合方式的主要因素有哪些？ (5) 材料的哪些性能和其鍵合方式有密切的關系？ 思考 3 第 1章 無機材料的原子結構與化學鍵 4 主要內容 1 原子結構 2 元素周期表 3 原子間的鍵合 4 材料的結合鍵與性能 5 1 原子結構 （ Atomic Structure） ?物質的組成 （ Substance Construction） 物質由無數微粒 （ Particles） 聚集而成 分子 （ Molecule） ：單獨存在 保存物質化學特性 原子 （ Atom） ： 化學變化中最小微粒 6 ? 1897年，湯姆遜發(fā)現電子 ,提出 “葡萄干布丁”模型 ? 1910年，盧瑟福散射試驗，提出“行星系統”模型 ? 1913年，玻爾模型 物質結構理論發(fā)展簡介 7 ? 1913年，玻爾在 普朗克量子論 、 愛因斯坦光子說和盧瑟福的原子模型 的基礎上提出了原子結構理論的三點假設： 1) 電子不是在任意軌道上繞核運動，而是在一些符合一定量子化條件的軌道上運動，在這些軌道中電子的角動量等于h/2π的整數倍。 1926年，薛定諤 (Schrodinger) 微觀粒子的波動方程： 0)(8 22222222??????????????? VEhmzyx?Ψ：波函數 x,y,z ：空間坐標 E：體系的總能量 V：勢能 10 ? 波函數和原子軌道 1) 波函數