华南师范大学材料科学与工程教程第一章 材料结构.ppt

文档介绍：24/08/2017
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第一章材料结构的基本知识(一)
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材料结构
材料性能
四层次
原子结构
原子结合键
原子的排列
显微组织
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思考
1、什么是价电子?
2、K与Cu相比,谁更活泼?为什么?
3、金属是否均是由金属键构成的?W为什么具有高熔点?
4、一般情况下,金属、陶瓷、聚合物相比,谁的密度更高?
5、什么是弹性模量?
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一、原子结构
1、原子的电子排列
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波函数和原子轨道
1926年,SchrÖdinger(薛定谔)根据德布罗伊
物质波的观点将电子的粒子性代入波动方程。
是描述波动的函数,称为波函数,可用来表示任何微观粒子的行为。
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波函数ψ是三维空间x、y、z的函数,其二阶偏微分方程就是有名的薛定谔方程
电子的波函数对原子核外电子运动的描述具有十分重要意义:
波函数不同,其能量不同。
每一个波函数,都表示核外电子运动的一种状态,称为原子轨道。相当于给出了电子运动的“轨道”。
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四个量子数
(1) 主量子数
(2)角量子数
(3)磁量子数
(4)自旋量子数
n,电子层;
l,同一壳层上的电子依据能量水平不同分的亚壳层(spdf),反映了轨道的形状;
m,确定轨道的空间取向;
ms,每个状态下可以存在自旋方向相反的两个电子;
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主量子数 n主量子数 n 表示电子层,其值越大,轨道距核越远,能量越高。
电子层符号 K L M N O P Q …
主量子数 n 1 2 3 4 5 6 7 …
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(2)角量子数 l
角量子数 l 又叫副量子数,表示电子亚层。它确定
着电子轨道的能级和形状。
在n确定后,同一壳层上的电子依据角量子数l再分成若干个能级大小不同的亚壳层:l= 0、1、2、3、4、5…。这些亚壳层可用小写字母 s、p、d、f 表示;s、p、d、f 是根据四个亚壳层的光谱线特征得到的,
即 sharp (敏锐的)、principal(主要的), diffuse(漫散的), fundamental(基本的)。
n相同但内壳层的轨道不同,电子的能级也不同,能量水平是随s,p,d,f 依次升高。
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角量子数 l 的值为:0 —— n-1
如:主量子数 1 2 3 4 …
角量子数 0 1 2 3 …
轨道符号 s p d f …
轨道形状球形哑铃形花瓣形
同样,l 的值越大,轨道距核越远,能量越高
l=0
l=1
l=2