第二章第一节第二节第三节..ppt

2-1 物质的形态及材料结构
2-2 原子结构
2-3 原子之间的相互作用和结合
2-4 多原子体系电子的相互作用和稳定性
第二章内容目录
2-5 固体中的原子有序
2-6 固体中的原子无序
2-7 固体中的转变
2-8 固体物质的表面结构
排列距离作用力固定体积形状
气态无规律远小无无
(gas state)
液态局部有序较近中等有无
(liquid state)
固态结晶有规律小强有有
(solid state)
非晶局部有序小强有有
2-1-1 物质的形态( States of Matter ) 三种主要状态:
2-1 物质的形态及材料结构 (States of Matter and Structure of Materials)
材料结构:
是影响材料性能的基本因素,随化学组成及外界条件改变.
宏观组织结构: >10-4 m 肉眼可见‘‘Macroscopic’’
显微组织结构: 10-4 ~10-8 m 显微镜观察‘‘Microscopic’’
原子或分子排列结构:10-10 anization of atoms or molecules
原子中的电子结构: 10-13 m Subatomic structure
2-1-2 材料结构的涵义(Meaning of Material Structure)
1. 原子核由质子+中子组成
质子质子数(Z) = 原子序数= 电子数正电荷
中子中子数(N) 中子质量= 质子质量无电荷
原子质量(A) 质子质量+中子质量
同位素: Z相同, N不同的原子
原子量:元素(原子序数相同)中各同位素的原子质量平均值
2-2 原子结构(Atomic Structure)  2-2-1 原子(Atom) 原子核+核外电子电中性
2. 电子质量约 1/184 质子或中子负电荷
绕核运动; 速度1/10~1/100光速; 
波-粒轨道非固定,几率最大的分布构成电子云层
Figure
Figure
1. 电子的统计性形态法描述四个量子数(Quantum Numbers):
2-2-2 原子中电子的空间位置和能量(Electrons in Atoms)
n , 第一量子数: 决定体系的能量
n = 1,2,3….(整数), n =1 时为最低能级
K,L,M ….
l , 第二量子数:决定体系角动量和电子几率分布的空间对称性
l = 0,1,2,3,4 (n -1) n =1,l = 0
s p d f g 状态 n =2,l = 0,1 (s, p)
m l , 第三量子数:决定体系角动量在磁场方向的分量
m l = 0,1,2,3 有(2 l+1)个
m s ,第四量子数:决定电子自旋的方向+1/2,-1/2
2. 泡利不相容原理:
原子中每个电子必须有独自一组四个量子数,
一个原子中不可能有运动状态完全相同的两个电子;
3. 能量最低原则:
电子总是按能量最低的状态分布。
4. 洪特规则:
分占轨道最多,自旋方向相同。比如C(1S2 2S2 2P2)Fe(1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 4s1)
1. 电子壳层数目
n = 1,2,3,4,5
K L M N O 主壳层(shells)
l = 0,1,2,3,4 由内向外
s p d f g 支壳层(subshells)
2. 最多电子数目
K~2,L~8,M~18
s~2,p~6,d~10
3. 最外层 s—1~2,p—1~6,d—1~10
2-2-3 原子中电子壳层数目及填充方式(排布)  (Electron Shells and Configurations in Atoms)
表
返回
Table
4. 排列次序
1s-2s-2p-3s-3p-4s-3d-4p-5s
举例
H: (1) 1s1
Na: (11) 1s2 2s2 2p6 3s1
2-2-4 电子壳层的能级
(Energy Levels of Electron Shells)
愈接近原子核,电子能级愈低,电子愈稳定;
愈远离, 愈高, 不稳定。
电子可以在轨道间跃迁:低能级轨道高能级轨道(吸收能量)