原子结构和键合课件.pptVIP

第一章原子的结构与键合第一章原子结构和键合

AtomicStructureandInteratomicBonding物质是由原子组成，在材料科学中，最为关心原子的电子结构原子的电子结构—原子间键合本质决定材料分类:金属陶瓷高分子材料性能:物化力学材料的微观结构（MicrostructureofMaterials）决定材料性质最为本质的内在因素:组成材料各元素原子结构，原子间相互作用，相互结合，原子或分子在空间的排列及运动规律，以及原子集合体的形貌特征※1原子结构（AtomicStructure）一、物质的组成（SubstanceConstruction）物质由无数微粒（Particles）聚集而成分子(Molecule):单独存在且能保存物质化学特性dH2O=0.2nm原子（Atom）:化学变化中最小微粒二、原子的结构(structureofatomic)1879年J.JThomson发现电子（electron),揭示了原子内部秘密1911年E.Rutherford提出原子结构有核模型1913年N.Bohr将Bohratomicmodel

道尔顿的原子论原子一词的由来

???通过气象观测和对气体物理性质的研究，道尔顿常思考这么一个问题：为什么复合的大气，或者由两种或更多种弹性流体（气体）组成的混和物竟能在外观上构成一种均匀体？???他曾假定各种物质（气体）都是由同样大小的微粒构成。混和气体的分压定律表明一种气体的微粒能均匀地分布在另一种气体的微粒之中。气体的扩散也是类似的物理过程。由此道尔顿认为，物质的微粒结构是存在的，这些质点也许是大小了，即便采用显微镜也无法看到。这时他想起了公元前古希腊哲学家提出的原子假设，于是他选择了原子这一名词来称呼这种微粒。在20世界初,科学家提出了几种原子模型,其中最有影响的是汤姆生的“枣糕式模型”。在这种模型里,原子是一个球体,正电荷均匀分布在整个球内,而电子就像枣糕里的枣子那样镶嵌在里面。

汤姆生的原子模型,可以解释原子发光、阴级射线及光电效应等现象,在当时各种有关原子结构的模型中占据主导地位,他的原子模型也称作“无核原子模型”。后来被卢瑟福否定汤姆生枣糕式模型质子:带有正电荷,m＝1.6726×10-27kg原子原子核:位于原子中心、带正电核外电子:核外高速旋转，带负电，按能量高低排列,形成电子云m＝9.109510kg，约为质子的1/1836中子:电中性，m＝1.6748×10-27kg主量子数n它规定了核外电子离核的远近和能量的高低。n取正整数1,2,3,4等。n值越大,表示电子离原子核越远,能量越高。反之n越小,则电子离核越近,能量越低。这也相当于把核外电子分为不同的电子层,凡n相同的电子属于同一层。习惯用K,L,M,N,O,P来代表n=1,2,3,4,5,6的电子层。描述原子中一个电子的空间和能量,可用四个量子数（quantumnumbers）表示轨道角动量量子数li描述原子中一个电子的空间和能量,可用四个量子数（quantumnumbers）表示描述的是电子在原子核外出现的几率密度随空间角度的变化,即决定原子轨道或电子云的形状。li可取小于n的正整数,即0,1,2,?,n-1,如n=4,l可以是0,1,2,3,相应的符号是s,p,d,f当n相同时,li越大,电子的能量越高。因此,常把n相同,li不同的状态称为电子亚层,一个电子层可以分为几个亚层。描述原子中一个电子的空间和能量,可用四个量子数（quantumnumbers）表示磁量子数Mi规定电子运动状态在空间伸展的取向。m的数值可取0,±1,±2,……±l。对某个运动状态可有2i+1个伸展方向。s轨道的l=0,所以只有一种取向,它是球对称的。P轨道i=1,m=-1,0,+1,所以有三种取向,用px,py,和pz表示。描述原子中一个电子的空间和能量,可用四个量子数（quantumnumbers）表示自旋角动量量子数si电子除绕原子核运动外,它本身还做自旋运动。电子自旋运动有顺时针和逆时针两个方向,分别用si=+1/2和si=-1/2表示,也常用↑和↓符号表示自旋方向相反的电子。描述原子中一个电子的空间和能量,可用四个量子数（quantumnumbers