不同材料有著不同的性能,同一材料經過不同的加工工藝後也會有不同的性能,這些都歸結於內部結構的不同,我們今天就著重講一下原子結構(Atomic Structur)的相關知識。
原子模型(Atomic Models)
1
原子模型為由原子核(質子和中子)和電子構成,電子繞核做不規則運動,形成的電子云模型。原子核內有中子和質子,體積很小,卻承擔了原子絕大部分的質量。電子繞原子核在一定軌道上旋轉,隨著主量子數n值的增加,電子層按K、L、M、N、O…的順序排列,電子的能量逐漸升高、電子離原子核的平均距離也越來越大。電子層可容納最多電子的數量為2n。圖示有原子核,K、L、M、N殼層。
原子序數 (Atomic numbers)
2
原子的原子序數表示原子核中的質子數(帶正電的粒子),在中性原子中,原子序數也等於電荷雲中的電子數。所有元素都是根據周期表中的電子構型分類的。
原子質量(Atomic mass)
3
元素的相對原子質量是該元素的6.023×1023個原子(阿伏伽德羅數NA)的質量,單位為克。元素周期表中最下面的數字為相對原子質量。
量子數(Quantum numbers)
4
量子數是原子中分配電子到離散能級的數。每個電子所屬的能級由四個量子數決定。主量子數n子量子數l磁量子數ml電子自旋量子數ms
原子尺寸(Atomic size)
5
原子尺寸由原子半徑決定,影響原子半徑的因素有三個:一是核電荷數,核電荷數越多原子核對核外電子的引力越大(使電子向原核收縮),則原子半徑越小;當電子層數相同時,其原子半徑隨核電荷數的增加而減小;二是最外層電子數,最外層電子數越多半徑越大;三是電子層數(電子的分層排布與離核遠近空間大小以及電子云之間的相互排斥有關),電子層越多原子半徑越大。當電子層結構相同時,質子數越大,半徑越小。
電子結構(Electron configurations)
6
泡利不相容原理規定,一個原子中不可能存在有四個量子數完全相同的兩個電子。下圖以H原子為例,分析了電子排布,藍點只有一個填充電子。
下圖為電子能量隨主量子數和次量子數變化情況。
電負性(Electronegativity)
7
電負性是元素的原子在化合物中吸引電子的能力的標度。元素的電負性越大,表示其原子在化合物中吸引電子的能力越強。元素電負性數值越大,表示其原子在化合物中吸引電子的能力越強;反之,電負性數值越小,相應原子在化合物中吸引電子的能力越弱(稀有氣體原子除外)。
●隨著原子序號的遞增,元素的電負性呈現周期性變化。●同一周期,從左到右元素電負性遞增,同一主族,自上而下元素電負性遞減。對副族而言,同族元素的電負性也大體呈現這種變化趨勢。因此,電負性大的元素集中在元素周期表的右上角,電負性小的元素集中在左下角。●電負性越大的非金屬元素越活躍,電負性越小的金屬元素越活潑。氟的電負性最大(4.0),是最容易參與反應的非金屬;電負性最小的元素(0.79)銫是最活潑的金屬。
以上就是原子結構的知識,希望大家好好理解,為學習材料學打下一個好的基礎。如果還有不理解的地方,那就直接查看原子的電子排布大全吧。
END
來源:維珍特種鑄造