福州大学846材料科学基础知识点笔记

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第一章 原子结构与键合
1.1 结合键类型
1.1.1 金属键
1.定义
金属中的自由电子与金属正离子相互作用所构成的键合称为金属键。绝大多数金
属均以金属键方式结合。
2.特点
①电子的共有化；②金属键既无饱和性又无方向性；③趋于形成低能量的密堆结
构；④当金属受力变形时原子之间的相互位置易改变而使金属具有良好的延展性；⑤
由于自由电子的存在使金属一般都具有良好的导电和导热性能。
1.1.2 离子键
1.定义
正负离子依靠它们之间的静电引力结合在一起，这种键合称为离子键。大多数盐
类、碱类和金属氧化物主要以离子键的方式结合。
1.特点
①以离子为结合单元；②正负离子作相间排列，并使异号离子之间吸引力达到最
大，同号离子间的斥力为最小，故离子键无方向性和饱和性。因此，决定离子晶体结
构的因素就是正负离子的电荷及几何因素；③一般都有较高的配位数；④一般离子晶
体中正负离子静电引力较强，结合牢固从而其熔点和硬度均较高；⑤良好电绝缘体。
离子晶体中很难产生自由运动的电子，但当处在高温熔融状态时，正负离子在外电场
作用下可以自由运动，此时即呈现离子导电性。
1.1.3 共价键
1.定义
相邻原子通过共用一对或几对价电子使各原子的外层电子结构成为稳定的八电子
层结构，这种结合键即为共价键。共价键在亚金属(碳、硅、锡、锗等)、聚合物和无机
非金属材料中均占有重要地位。
2.特点
①既有方向性又有饱和性；②配位数比较小；③共价键的结合极为牢固，故共价
晶体具有结构稳定、熔点高、质硬脆等特点；④由于束缚在相邻原子间的“共用电子对”
不能自由地运动，共价结合形成的材料一般是绝缘体，其导电能力差。
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