浙大材料科学基础课件part4.doc

浙大材料科学基础课件part4

化合物形成与电负性关系：两元素电负性差别很小，键合为非极性共价键或金属键；电负性差别增加，键合极性增加，倾向于离子性键合。

（纯共价键合）Si?MgS?NaCl（离子键合）两头是极端

（强极性特征）HF?HCl?HBr?HI（弱极性特征）

大多数实际材料键合特点：几种键合形式同时存在。以REF_Ref473796702h
*MERGEFORMAT错误!未找到引用源。键型四面体表示

二、晶体中的键型

晶体是具有空间格子构造的固体。晶体中的质点(离子、原子或分子)在空间的排列必须具有一定的结合作用力，才能保证它们在晶体内固定在一定的位置上作有规则的排列。

化学键：质点间必须有结合力，才能保证规则排列。原子和原子通过化学结合力产生了结合，一般称形成了化学键

化学键（一次键或基本键）种类：典型的化学键有三种：离子键、共价键、金属键

分子键(范氏键)、氢键：已形成一次键的分子等之间的结合。

金属结合（金属键）

金属键（晶体）特点：原子团聚形成；电负性很小；吸引力相当弱；\ographic电子“共有化”（价电子几乎自由、被共用），如REF_Ref473796702h
*MERGEFORMAT错误!未找到引用源。，无方向要求

成键、强度及轨道（关系）：电子气和正离子实间库仑作用成键（电子气密度越大，库仑作用越强，直至与斥力平衡）；仅有s-轨道时键很弱，如（Na-Na，Ca-Ca，…），具有混合轨道（s-d或s-p轨道）时，如（Fe-Fe，Cr-Cr，…），键很强

金属键形成的条件：

(二)离子结合（离子键）

离子键（晶体）特点：负电荷原子排列，正电荷原子排列其周围允许空间；有价电子转移；金属原子最外层价电子给予非金属原子，如REF_Ref473796702h
*MERGEFORMAT错误!未找到引用源。；正负离子相间排列

成键、强度：相反电荷间\ographic静电力，静电力满足\ographicCoulombslaw，与两离子间距离的平方成反比

离子键形成的条件：两具有大电负性差的原子间形成，以离子为结合单元。

(三)共价结合（共价键）

共价键(晶体)特点：两个原子各贡献一价电子共用(自旋相反)，如REF_Ref473700985h
*MERGEFORMAT错误!未找到引用源。；原子排列可\ographic有方向性

成键、强度：对电子作用（吸引）力

共价键形成的条件：（伴电负性升高且基本相同的对电子强烈吸引）形成的分子对称，无明显偶极矩：；（有完全不同的对电子的吸

金属晶体

金属晶体（键合）特点：电子为整个晶体共用，无方向性，形成对称离子，利于密集的有序堆积，所以形成高度对称、紧密排列的晶体结构。理想情况下，晶体中堆积离子可认为是“硬球”

晶体中的原子排列及典型金属晶体结构

最典型结构：面心立方(Al)、体心立方(A2)和密排六方结构(A3)如REF_Ref477197987h
*MERGEFORMAT错误!未找到引用源。（及\ographic动画演示1、\ographic2、\ographic3），REF_Ref477197987h
*MERGEFORMAT错误!未找到引用源。（及\ographic动画演示1、\ographic2、\ographic3、\ographic4、\ographic5），REF_Ref472440967h
*MERGEFORMAT错误!未找到引用源。

堆积特征：\ographic面心立方和\ographic密排六方中，每个原子和最近邻的原子间都相切；\ographic体心立方中，体心原子与顶角八原子相切，八个顶角原子互不相切

密排面：原子密排程度最高的晶面。是密排六方的{0001}和面心立方的{111}见REF_Ref472447426h
*MERGEFORMAT错误!未找到引用源。

密排面上原子排列方式：ABAB…(或ACAC…)的顺序堆垛，是\ographic密排六方（\ographic密排六方2）；ABCABC…的顺序堆垛，是\ographic面心立方。见REF_Ref472447466h
*MERGEFORMAT错误!未找到引用源。、REF_Ref472447916h
*MERGEFORMAT错误!未找到引用源。

晶格常数与原子半径的关系：

面心立方结构(a=b=c)：

体心立方结构(a=b=c)：

密排六方结构(a=b≠c)：a=2R

一些重要金属的点阵常数：见表1-7

表1-7一些重要金属的点