文档介绍：第二章材料结构基础 Structure of Material
郑州大学
余晓容
******@zzu.
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What are atomic structures and interatomic bonds?
What are the equilibrium separation and the bonding energy between atoms?
What is the difference in structures between crystalline and noncrystalline materials?
What is solid solution?
What is the characteristic of materials surface?
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排列距离作用力固定体积形状
气态无规律远小无无
(gas state)
液态局部有序较近中等有无
(liquid state)
固态结晶有规律小强有有
(solid state)
非晶局部有序小强有有
2-1-1 物质的形态( States of Matter ) 三种主要状态:
2-1 物质的形态及材料结构 (States of Matter and Structure of Materials)
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材料结构: 是影响材料性能的基本因素,
随化学组成及外界条件改变
宏观组织结构: >10-4 m 肉眼可见‘‘Macroscopic’’图
显微组织结构: 10-4 ~10-8 m 显微镜观察‘‘Microscopic’’图
原子或分子排列结构:10-10 anization of atoms or molecules
原子中的电子结构: 10-13 m Subatomic structure
2-1-2 材料结构的涵义(Meaning of Material Structure)
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浇铸宏观组织结构
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显微组织晶界
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2-2 原子结构(Atomic Structure)
What are atomic structures and models, quantum numbers, electron configurations in atoms?
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1. 原子核由质子+中子组成
质子质子数(Z) = 原子序数= 电子数正电荷
中子中子数(N) 中子质量= 质子质量无电荷
原子质量(A) 质子质量+中子质量
同位素: Z相同, N不同的原子
原子量:元素(原子序数相同)中各同位素的原子质量平均值
2-2-1 原子(Atom)
2. 电子质量约 1/1840 质子或中子负电荷
绕核运动; 速度1/10~1/100光速;
原子核+核外电子电中性
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3. 原子模型
汤姆孙发表于 1904 年的梅子布丁模型,汤姆孙认为电子在原子中均匀排列,就像带正电布丁中的带负电梅子一样;
1911年卢瑟福模型,即原子的绝大部分质量都集中在小小的原子核中,原子的绝大部分都是真空。而电子则像行星围绕太阳运转一样围绕着原子核运转;
1913 年尼尔斯·玻尔提出了玻尔模型,在这模型中,电子运动于原子核外某一特定的轨域。距离原子核越远的轨域能量越高。电子跃迁到距离原子核更近的轨域时,会以光子的形式释放出能量。相反的,从低能级轨域到高能级轨域则会吸收能量;
1924 年,法国物理学家路易·德布罗意提出了德布罗意假说,假设所有物质都拥有像光子一样的波粒二象性;也就是说,在适当的条件下,电子和其它物质会显示出粒子或波动的性质;
波-粒模型, 轨道非固定,几率最大的分布构成电子云层。
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Electrons in atoms
Bohr model
Wave-mechanical model
both wavelike and particle-like characteristics.
probability distribution
or electron cloud.
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