材料四要素ppt課件(編輯修改稿)
2025-02-10 21:49 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 材料與化學(xué)化工學(xué)院 24 電負(fù)性與元素周期表 材料概論 Materials Conspectus 材料與化學(xué)化工學(xué)院 25 電負(fù)性與鍵性的關(guān)系 ? 電負(fù)性小的原子結(jié)合形成 金屬鍵 ； ? 電負(fù)性大的原子結(jié)合形成 共價(jià)鍵 ； ? 電負(fù)性相差大的原子結(jié)合形成 離子鍵 ； ? 電負(fù)性相差小的原子結(jié)合形成共價(jià)鍵和離子鍵的 混合鍵 。 材料概論 Materials Conspectus 材料與化學(xué)化工學(xué)院 26 材料中的化學(xué)鍵 ? 金屬鍵 －金屬離子與自由電子相互吸引所形成的結(jié)合力 材料概論 Materials Conspectus 材料與化學(xué)化工學(xué)院 27 金屬鍵特征 ? 1. 電子屬于所有原子，可在晶格之間自由活動(dòng) ? 2. 無(wú)方向性和飽和性 ? 3. 強(qiáng)度高 (稍低于共價(jià)鍵或離子鍵， 25200 ? kcal/mol) ? 4. 在低電負(fù)性的原子之間形成 材料概論 Materials Conspectus 材料與化學(xué)化工學(xué)院 28 離子鍵 －正負(fù)離子之間的引力所形成的鍵力 材料概論 Materials Conspectus 材料與化學(xué)化工學(xué)院 29 離子鍵特征 ? 1. 電子在原子間轉(zhuǎn)移，生成離子 ? 2. 無(wú)方向性，有飽和性、配位數(shù)高、緊密堆積 ? 3. 強(qiáng)度高 (150370 kcal/mol) ? 4. 在不同電負(fù)性的原子之間形成離子鍵 材料概論 Materials Conspectus 材料與化學(xué)化工學(xué)院 30 共價(jià)鍵 －兩個(gè)或多個(gè)原子相互吸引、共用若干電子所形成的鍵力。 材料概論 Materials Conspectus 材料與化學(xué)化工學(xué)院 31 共價(jià)鍵特征 ? 1. 鄰近兩個(gè)原子共享一對(duì)電子 ? 2. 有方向性和飽和性、配位數(shù)低、堆積密度低 ? 3. 強(qiáng)度高 (略低于離子鍵， 125300 kcal/mol) ? 4. 在兩個(gè)電負(fù)性大的離子之間形成 材料概論 Materials Conspectus 材料與化學(xué)化工學(xué)院 32 范德華鍵 －分子之間的作用力 由于極化所產(chǎn)生的分子之間的靜電作用力，較弱，作用能在幾十 kJ/mol以下。 材料概論 Materials Conspectus 材料與化學(xué)化工學(xué)院 33 ? 氫鍵 ─ 范德華鍵的一種 ? 氫原子在分子中與一個(gè)原子 A結(jié)合時(shí)，還與另一個(gè)原子 B結(jié)合的附加鍵。如 H2O，鍵角 ，接近于六邊形結(jié)構(gòu) 。 材料概論 Materials Conspectus 材料與化學(xué)化工學(xué)院 34 范德華鍵特征 ? 1. 由于極化，分子之間產(chǎn)生微量靜電荷 ? 2. 無(wú)方向性，但受分子大小的影響 ? 3. 弱鍵 (是強(qiáng)鍵的 1/100。 10 kcal/mol) ? 4. 氫鍵是范德華鍵的一種 材料概論 Materials Conspectus 材料與化學(xué)化工學(xué)院 35 混合鍵 ? 大部分材料中，原子之間的化學(xué)鍵并不是單一的一種化學(xué)鍵，而是兩種或兩種以上化學(xué)鍵的 混合鍵 ，其鍵性取決于元素的電負(fù)性。 ? 由金屬元素和非金屬元素組成的陶瓷材料和半導(dǎo)體材料往往是離子鍵和共價(jià)鍵的混合鍵，其 電負(fù)性差值越大，離子鍵成分越強(qiáng)。 ? SiO2, XSi= , X0=,共價(jià)鍵成分 =%； Al2O3,共價(jià)鍵成分 =37%， CuO，共價(jià)鍵成分 =53% 。 ? 共價(jià)鍵成分越多，化學(xué)鍵的方向性越強(qiáng)，離子的堆積密度越低。 材料概論 Materials Conspectus 材料與化學(xué)化工學(xué)院 36 材料概論 Materials Conspectus 材料與化學(xué)化工學(xué)院 37 材料中的化學(xué)鍵 ? 金屬：金屬鍵 ? 無(wú)機(jī)非金屬：離子鍵 /共價(jià)鍵 ? 高分子：共價(jià)鍵、范德華鍵、氫鍵 ? 半導(dǎo)體：共價(jià)鍵、離子鍵 /共價(jià)鍵 材料概論 Materials Conspectus 材料與化學(xué)化工學(xué)院 38 不同化學(xué)鍵材料的結(jié)合能和熔點(diǎn)溫度 材料概論 Materials Conspectus 材料與化學(xué)化工學(xué)院 39 原子間距 ? 原子間距 : 當(dāng)兩個(gè)原子之 間的吸引力和排斥力相等 時(shí)的原子間平衡距離。 ? 吸引力和原子之間距離的 平方成反比；當(dāng)兩個(gè)原子 靠近，排斥力隨距離的減 小以 69的指數(shù)次方迅速增 大。 ? 平衡點(diǎn)的斜率反映了應(yīng)力 應(yīng)變曲線的斜率，即彈性 模量。 材料概論 Materials Conspectus 材料與化學(xué)化工學(xué)院 40 結(jié)合能 ? 結(jié)合能的最低點(diǎn)即 平衡點(diǎn) ，其深度反映了將兩個(gè)原子完全拉開(kāi)所需要的能量。勢(shì)阱越深，熔點(diǎn)越高。 ? 由于排斥力隨距離的變化比引力隨距離的變化大，因而結(jié)合能曲線是不對(duì)稱 的，這就是材料加熱時(shí)膨脹的微觀原因。當(dāng)材料接受能量后，原子的熱振動(dòng)引起原子在平衡位置周圍的振蕩，結(jié)合能曲線的不對(duì)稱使得原子之間的平均距離隨著溫度的升高而增加。勢(shì)阱越窄，熱膨脹系數(shù)越低。 材料概論 Materials Con
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