1、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v1.1元素周期表v1.2原子间的键合v 1.2.1金属键 v 1.2.2离子键v 1.2.3共价键v 1.2.4 范德瓦尔斯键（分子键）v 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、
2、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 v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 v无方向性、无饱和性、单一原子 高对称性 v原子位移，金属键保持好的延展性 v自由电子好的导电性 v温度升高，离子振动加剧，阻碍电子运动正的电阻温度系数 v离子、电子均能传热好的导热性 v自由电子吸收可见光跃迁到高能级不透明 v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
3、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v原子间不产生电子转移，通过共用电子对产生的力 v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 vSi 最外层 4 个电子=通过 4 个共价键与 4 个 Si 原子结合 v外力作用下，原子一发生位移，共价键被破坏=脆性材料 v高温、高压才能破坏共价键，产生运动电子=良好的绝缘材料 v金刚石熔点 3750 C v1.2.4 范德瓦尔斯键（分子键）v极性分子的相互作用力 v键能低熔点低 v聚合物中链内是共价键，链间是范德瓦尔斯键 1.2.5氢键
