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一、原子结构与键合1. 原子中一个电子的空间位置和能量可用四个量子数来确定(1) 主量子数n：决定原子中电子能量以及与核的平均距离，即表示电子所处的量子壳层；[取值正整数1、2、3、4… … n越大，代表能量越高、离核越远1、2、3、4依次命名为K、L、M、N壳层](2) 轨道角动量量子数li：给出电子在同一量子壳层内所处的能级（电子亚层）；[与电子运动的角动量有关，取值0、1、2 … …n-1例如n=2，就有两个轨道角动量量子数l=0,l=1, 即L壳层中，根据电子能量差别，还包含有两个电子亚层在同一量子壳层里，L取值越大，表明轨道能量越高亚层电子的能量是按s,p,d,f,g的次序递增](3) 磁量子数mi：给出每个轨道角动量数的能级数或轨道数；[决定原子轨道或电子云在空间的伸展方向我们把在量子壳层上具有一定的形状和伸展方向的电子云所占据的一个空间称为一个轨道 m的值和l有关，取值为0，±1，±2 … ±l， 总数是2l+1 s,p,d,f四个亚层就分别有1，3，5，7个轨道磁量子数m与能量无关，n、l都相同时，各原子能量相同](4) 自旋角动量量子数si：反映电子不同的自旋方向； [每个轨道上可容纳两个电子，自旋方向相反，一个电子顺时针运动，另一个逆时针运动，分别表示为+1/2，-1/2。

当该轨道上只有一个电子时 ，该电子的自旋量子数的取值是任意的]2.在多电子的原子中，核外电子的排布规律则遵循三个原则：(1) 能量最低原理：电子的排布总是先占据能量最低的内层，再由里向外进入能量较高的壳层，以尽可能使体系的能量最低；[26号的Fe原子，其电子的填充情况应为1s22s22p63s23p64s23d6 在原子序数比较大时，相邻壳层的能级有重叠现象](2) 泡利不相容原理：在一个原子中不可能有运动状态完全相同的两个电子，主量子数为n的壳层，最多容纳2n2个电子；(3) 洪德规则：在同一亚层中的各个能级中，电子的排布尽可能分占不同的能级，而且自旋的方向相同当电子排布为全充满、半充满或全空时，是比较稳定的，整个原子的能量最低；3.根据元素在周期表中的位置，推断它的原子结构和一定的性质主族元素，同一周期从左至右原子半径逐渐减小(零族元素的范待德华半径除外)，电离能依次增大，原子在分子中吸引电子的能力逐渐增加，元素电负性逐渐变大，元素的非金属性也逐渐增强同一族中自上而下电子层数依次增多，原子半径逐渐增大，电离能依次减小，电负性逐渐减小，元素的非金属性依次减小4. 原子的电子结构决定了原子键合的本身，原子间的结合键可分为化学键和物理键两大类。

化学键即主价键，它包括金属键、离子键和共价键三种：(1) 金属键：绝大多数金属均为金属键方式结合，基本特点是电子的共有化，无饱和性，无方向性[因而每个原子有可能同更多的原子结合，并趋于形成低能量的密堆结构当金属受力变形而改变原子之间的相互位置时不至于破坏金属键，这就使金属具有良好的延展性](2) 离子键：大多数盐类、碱类和金属氧化物主要以离子键方式结合，基本特点是以离子而不是以原子为结合单位，无方向性和饱和性  [性质：熔点和硬度均较高，良好电绝缘体在高温熔融状态时，正负离子在外电场下可以自由运动，此时即呈现离子导电性](3) 共价键：在亚金属、聚合物和无机非金属材料中共价键占有重要地位，主要特点共用电子对，有饱和性和方向性实质：由二个或多个电负性相差不大的原子间通过共用电子对而成 (4) 物理键为次价键，亦称范德华力，在高分子材料中占着重要作用它是借助瞬时的、微弱的电偶极矩的感应作用将原子或分子结合在一起的键合它包括静电力、诱导力和色散力除高分子外，键的结合不如化学键牢固，无方向性和饱和性.(5) 氢键，它是一种极性分子键，存在于HF、H2O、NH3等分子间，其结合键能介于化学键与物理键之间，具有饱和性和方向性。

5.影响高分子链柔性的主要因素  高分子链能够改变其构象的性质称为柔性 (1)主链结构的影响：主链结构对高分子链的刚柔性的影响起决定性的作用 (2)取代基的影响：取代基团的极性、取代基沿分子链排布的距离、取代基在主链上的位置和取代基的体积等对高分子链的柔性均有影响3)交联的影响：当高分子之间以化学键交联起来时，交联点附近的单键内旋转便受到很大的阻碍作业1、在多电子的原子中，核外电子的排布规律则遵循哪三个原则？2、原子间的结合键共有几种？及各自的主要特点？3、锡的原子序数为50，除4f亚层之外，其他内部电子亚层均已填满，试从原子结构角度来确定锡的价电子数1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 5s2 5p2 锡的价电子数为4.4、高分子结构包括高分子链结构和聚集态结构两方面 高分子链结构分为近程结构和远程结构，他们）各自包含的内容是什么？（1）近程结构属于化学结构，又称一次结构，是指大分子链中原子的类型和排列，结构单元的键接顺序、支化、交联以及取代基在空间的排布规律等2）远程结构又称二次结构，是指高分子的大小与形态，键的柔顺性及分子在各种环境中所采取的构象。

二、固体结构1.晶体与非晶体的区别：（1）原子规则排列：晶体中原子（分子或离子）在三维空间呈周期性重复规则排列，存在长程有序，而 非晶体的原子无规则排列的2）是否有固定熔点：晶体具有固定的熔点，非晶体无固定的熔点，液固转变是在一定温度范围内进行3）各向异(同)性：晶体具有各向异性（anisotropy），非晶体为各向同性2.空间点阵：将晶体中原子或原子团抽象为纯几何点（阵点），即可得到一个由无数几何点在三维空间排列成规则的阵列—空间点阵阵点在三维空间规则排列的阵列（周期性和等同性）特征：每个阵点在空间分布必须具有完全相同的周围环境从晶格中选取一个具有代表性的能完全反映晶格特征的基本单元（最小平行六面体）作为点阵的组成单元，这种最小的几何单元称晶胞3. 可将全部空间点阵归为7大晶系，可导出14种布拉菲点阵，32种点群，230种空间群4. 晶体结构与空间点阵的区别 空间点阵（space lattice）是晶体中质点排列的几何学抽象，用以描述和分析晶体结构的周期性和对称性，由于各阵点的周围环境相同，只能有14中类型晶体结构（crystal structure）是晶体中实际质点（原子、离子或分子）具体排列情况，它们能组成各种类型排列，因此，实际存在的晶体结构是无限的。

5. 晶向指数：坐标（x,y,z）化为最小整数u,v,w，加以方括号[uvw]代表一组互相平行，方向一致的晶向）若晶向上一坐标值为负值则在指数上加一负号（代表互相平行，方向相反的晶向）有些晶向在空间位向不同，但晶向原子排列相同，这些晶向可归为一个晶向族，用〈ｕｖｗ〉表示如：〈100〉晶向族包括[100]、[010]、[001]、[T00]、[0T0]、[00T] 晶面指数：（ｈｋｌ）在所待求晶面以外取晶胞的某一顶点为原点o，求截距，取截距之倒数，将倒数化为最小整数h，k，l，加以圆括号（hkl）（代表了在原点同一侧的一组相互平行且无限大的晶面），如果所求晶面在晶轴上截距为负数则在指数上加一负号若晶面指数相同，但正负符号相反，则两晶面是以点为对称中心，且相互平行的晶面）凡晶面间距和晶面上原子分布完全相同，只是空间取向不同的晶面，可归为同一晶面族，用{hkl}表示如{100}包括（100）、（010）、（001）、（T00）、（0T0）、（00T）立方晶系中晶向指数与晶面指数有如下关系：（1） 如果晶向指数与晶面指数相同，则此晶向⊥此晶面，即[hkl]⊥（hkl）；反之，若一晶向⊥一晶面，则此晶向指数与晶面指数完全相同。

可将此晶向视为该晶面的法线，某一晶面的晶面指数与其法线的晶向指数相同2） 某一晶向[uvw]位于（或平行于）某一晶面（hkl）,则满足：hu+kv+lw = 0，可用此关系判定某一晶向是否位于或平行于某晶面.六方晶系的晶向和晶面指数一般在标定六方结构的晶向指数时选择四个坐标轴：a1、a2、a3、c其中a1、a2、a3处于同一底面上，且它们之间夹角为120°、C轴垂直于底面晶面指数（hkil）：标法与立方系相同(四个截距)；用四个数字(hkil)表示；(hkil) →(hkl)只需去掉i即可；若（hkl）→(hkil)则加上i=-(h+k)晶向指数 [uvtw]：标法与立方系相同(四个坐标)；用四个数字(uvtw)表示，[UVW]→[uvtw] : u =(2U-V) v=(2V-U) t=-(u+v) w=W[uvtw]→[UVW]: U=u-t V=v-t W=w 晶带定理(zone law)：同一晶带上晶带轴[uvw]和晶带面（hkl）之间存在以下关系：hu+kv+lw=0(某一晶向[uvw]位于或平行某一晶面（hkl）也满足此式)6. 通常低指数的晶面间距较大，而高指数的晶面间距则较小。

面间距越大，该面上原子排列愈密集，否则越疏7. 晶体对称元素可分为宏观和微观两种宏观对称元素：回转对称轴、对称面、对称中心、回转—反演轴微观对称元素: 滑动面、螺旋轴习题：1：设晶面（152）和（034）属六方晶系的正交坐标表述，试给出其四轴坐标的表示反之，求（23）及（22）的正交坐标的表示 2：设晶向[152]和[034]属六方晶系的正交坐标表述，试给出其四轴坐标的表示反之，求[ 23]及[22]的正交坐标的表示152）（034）（23）（22） [ 3] [ 2 4] [101] [302]8.三种典型的金属晶体结构 面心立方： 体心立方： 密排六方：晶胞内原子数： （1/8）8 +（1/2）6= 4个 8×1/8 +1=2 12×1/6 +3+2×1/2=6最密排面： {111} {110} {0001}最密排方向： <110> 〈111〉 〈110〉堆垛顺序： ABCABC.... ABAB.....9. 合金相分为固溶体和中间相（金属间化合物）固溶体是以某一组元为溶剂，在其晶体点阵中溶入溶质原子所形成的均匀混合的固态溶体。

固溶体晶体结构最大特点：保持着原溶剂的晶体结构根据溶质原子在溶剂点阵中所处的位置，可将固溶体分为置换固溶体和间隙固溶体两类1） 置换固溶体：溶质原子置换了溶剂原子位置而形成的固溶体形成规律：溶质与溶剂原子半径相近，绝大多数金属彼此能形成置换固溶体影响置换固溶体固溶度的因素：a. 晶体结构:只有当两组元的晶体结构相同时，才能形成无限固溶体(晶体结构相同是组元间形成无限 固溶体的必要条件)；当形成有限固溶体时，溶质与溶剂晶体结构相同时，固溶度大b. 原子尺寸因素：原子半径差△r =（r剂－ r质）/ r剂 △r小于15％对获得较大固溶度是有利的而 △r大于等于于15％时， △r越大，则溶解度越小原因： △r越大，溶质原子溶入后点阵畸变程度越大，畸变能越高，结构的稳定性越低，溶解度 则越小）c.化学亲和力（电负性因素）：两组元的电负性差大时，越易形成。