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Chapter 2Structure of Materials
材料的结构
周期表中各元素在室温下的状态
Chapter2 Structure of Materials
第一电离能（First Ionization Energy, I1）
——从气态原子移走一个电子使其成为气态正离子所需的 最低能量。
同周期主族：从左至右，Z逐渐增大，I1也逐渐增大。稀有气体I1最大。
同周期副族：从左至右，Z增加不多，原子半径减小缓慢，其I1增加不如主族元素明显。
同一主族：从上到下，Z增加不多，但原子半径增加，所以I1由大变小。
同一副族电离能变化不规则。
Chapter2 Structure of Materials
——气态原子俘获一个电子成为一价负离子时所产生的能量变化。
形成阴离子时放出能量，则EA为正；
吸收能量则EA为负。
EA的大小涉及核的吸引和核外电荷相斥两个因素，故同一周期和同一族元素都没有单调变化规律。大体上，同周期元素的电子亲和势从左到右呈增加趋势（更负），而同族元素的电子亲和势变化不大。
电子亲和势（Electron Affinity, EA）
Chapter2 Structure of Materials
Chapter2 Structure of Materials
——衡量原子吸引电子能力的一个化学量
同一周期的元素，从左到右电负性逐渐增大；
同族元素电负性从上到下逐渐减小。
电负性（Electronegativity）
电离能
电子亲和势
原子及离子半径
电负性
Chapter2 Structure of Materials
01
03
02
04
05
各种结合键主要特点比较
类 型
作用力来源
键合 强弱
形成晶体的特点
离子键
原子得、失电子后形成负、正离子，正负离子间的库仑引力
最强
无方向性键、高配位数、高熔点、高强度、高硬度、低膨胀系数、塑性较差、固态不导电、熔态离子导电
共价键
相邻原子价电子各处于相反的自旋状态，原子核间的库仑引力
强
有方向性键、低配位数、高熔点、高强度、高硬度、低膨胀系数、塑性较差、在熔态也不导电
金属键
自由电子气与正离子实之间的库仑引力
较强
无方向性键、结构密堆、配位数高、塑性较好、有光泽、良好的导热、导电性
范德华键
原子间瞬时电偶极矩的感应作用
最弱
无方向性键、结构密堆、高熔点、绝缘
氢键
氢原子核与极性分子间的库仑引力
弱
Chapter2 Structure of Materials
晶体学基本概念
晶体
非晶体
原子或原子团、离子或分子在空按一定规律呈周期性地排列构成。长程有序
晶体与非晶体
Chapter2 Structure of Materials
原子、分子或离子无规则地堆积在一起所形成。短程有序
准晶体：准晶体具有与晶体相似的长程有序的原子排列，但是准晶体不具备晶体的平移对称性。
是不是固体除了晶体就是非晶体？
晶体结构的几个基本概念
晶格、晶胞和晶格参数
晶体结构的几个基本概念
周期性：同一种质点在空间排列上 每隔一定距离重复出现。
周期：任一方向排在一直线上的相 邻两质点之间的距离。
晶格（lattice）：把晶体中质点的中心用直线联起来构成的 空间格架。
结点（lattice points）：质点的中心位置。
空间点阵（space lattice）：由这些结点构成的空间总体。
晶胞（unit cell）：构成晶格的最基本的几何单元。
Chapter2 Structure of Materials
晶格常数
1
晶胞的三条棱的长度a、b和c就是点阵沿这些方向的周期，这三条棱就称为晶轴。
2
晶胞
3
晶胞
Unit Cell
4
a、b、c : 确定晶胞大小
5
、、 : 确定晶胞形状
Chapter2 Structure of Materials
6