6材料内部结构的四个层次以及原子间结合键类型
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结合键分类： 1、一次键（又称化学键）
（根据结合力强弱）
原子外层电子重新排布，不再属于原来的原子
2、二次键
Βιβλιοθήκη Baidu属材料工程基础知识
范德瓦斯键（又称分子键）
二次键
定义：惰性气体的原子或某些饱和分子在一定条件下可以凝结成 固体，此时其原子或者分子所借助的结合力即范德瓦斯键
特点：随距离变大迅速变小 由分子间结合而成的固体称为分子晶体 分子键存在于所有原子与分子中，不过经常被一次键掩盖 分子键
金属材料内部结构的四个层次
从宏观到微观 ， 其内部结构按研
究尺寸
1、宏观组织结构 （尺度：mm到m量级）
用肉眼和放大镜所能观察到的粗大晶体或相的集合状态
2、显微组织结构 （尺度：10-7-10-4m，µm量级）
借助光学显微镜和电子显微镜观察到的晶粒或相的集合
3、原子（或分子）排列结构 （尺度：10-10m，0.1nm量级）
不耐热、导热导电有限
小资料：一种材料一般主要由一种类型的主要价键，但也有其他类型键，所以
混合间很普遍，如锡，有金属性，也有共价性，故较脆；硅，主要是共价键，但也 ……
有金属键，故能激发电子，因此用作半导体。
金属材料工程基础知识 一、材料的内部结构的四个层次 二、材料的常见结合键：
共价晶体：金刚石、硅、镓以及碳化硅(单一共价键） 石头、瓷器、陶瓷、砖、普通玻璃（共价键起支配作用）
金属键和金属晶体
金属键：金属价电子离开金属离子自由运动，使无数个金属离子结合起来 金属晶体：第一、二主族以及贵金属都属于金属键
金属材料工程基础知识
二、常见材料原子间结合键类型
结合键定义：材料中原子之间的吸引作用的结合 力称为结合键，化学中称为化学键。
运动方式
显微组织
金属材料工程基础知识
金属材料内部结构的四个层次
从宏观到微观 ， 其内部结构按研
究尺寸
1、宏观组织结构 （尺度：mm到m量级）
用肉眼和放大镜所能观察到的粗大晶体或相的集合状态
2、显微组织结构 （尺度：10-7-10-4m，µm量级）
借助光学显微镜和电子显微镜观察到的晶粒或相的集合
3、原子（或分子）排列结构 （尺度：10-10m，0.1nm量级）
的来源：偶极间的静电力 诱导力 色散力
氢键
定义：氢原子同时与两个电负性很大而原子半径较小的原子
金属材料工程基础知识 四、常见材料结合键
1、金属键合
金属和合金的基本键合方式
高导热，高导电
2、陶瓷键合
陶瓷包含金属和非金属元素的化合 物主要以离子键合，电子不能移动，
故不导电，不导热
3、高分子键合
主要以共价键构成
晶体的原子排列结构，也称为晶体结构
4、电子结构 （尺度：10-4nm量级）
原子和金属中电子的运动状态和分布规律，将对材料的物理性能和化学性能产生重要影响
金属材料工程基础知识
二、常见材料原子间结合键类型
结合键定义：材料中原子之间的吸引作用的结合 力称为结合键，化学中称为化学键。
结合键分类： 1、一次键（又称化学键）
金属材料工程第六讲
胡燕燕
金属材料工程基础知识
一、材料的内部结构
内部结构是材料成分的具体存在形式或状态。可随其化 学组成、制备加工工艺和外界条件等的变化而改变，从而 改变材料的的性能。合成、加工与制备的原理就是改变材 料的各种结构从而对性能产生影响。
原子在晶体中（或分子中）与其临近原子的结合方式
内部结构
（根据结合力强弱）
原子外层电子重新排布，不再属于原来的原子
一次键
金属材料工程基础知识
离子键与离子晶体
离子键：正、负离子经库仑静电引力相互结合起来的结合键 离子晶体：由离子键结合而成的固体，如NaCl(无色透明)
共价键和共价晶体
共价键：相邻原子共同占有部分价电子，使最外层电子处于满壳状态 特点：饱和性方向性
晶体的原子排列结构，也称为晶体结构
金属材料工程基础知识
3、原子（或分子）排列结构
分类
晶态(晶体)
规则外形：天然金刚石、结晶盐、水晶
不规则外形：金属
晶体：原子在三维空间规则，周期性排布
按原子（或分子）聚集状态 即内部原子的排列情况
非晶态（非晶体）
非晶体：原子在三维空间不规则，无周期性排布
金属材料工程基础知识
（根据结合力强弱）
原子外层电子重新排布，不再属于原来的原子
2、二次键
Βιβλιοθήκη Baidu属材料工程基础知识
范德瓦斯键（又称分子键）
二次键
定义：惰性气体的原子或某些饱和分子在一定条件下可以凝结成 固体，此时其原子或者分子所借助的结合力即范德瓦斯键
特点：随距离变大迅速变小 由分子间结合而成的固体称为分子晶体 分子键存在于所有原子与分子中，不过经常被一次键掩盖 分子键
金属材料内部结构的四个层次
从宏观到微观 ， 其内部结构按研
究尺寸
1、宏观组织结构 （尺度：mm到m量级）
用肉眼和放大镜所能观察到的粗大晶体或相的集合状态
2、显微组织结构 （尺度：10-7-10-4m，µm量级）
借助光学显微镜和电子显微镜观察到的晶粒或相的集合
3、原子（或分子）排列结构 （尺度：10-10m，0.1nm量级）
不耐热、导热导电有限
小资料：一种材料一般主要由一种类型的主要价键，但也有其他类型键，所以
混合间很普遍，如锡，有金属性，也有共价性，故较脆；硅，主要是共价键，但也 ……
有金属键，故能激发电子，因此用作半导体。
金属材料工程基础知识 一、材料的内部结构的四个层次 二、材料的常见结合键：
共价晶体：金刚石、硅、镓以及碳化硅(单一共价键） 石头、瓷器、陶瓷、砖、普通玻璃（共价键起支配作用）
金属键和金属晶体
金属键：金属价电子离开金属离子自由运动，使无数个金属离子结合起来 金属晶体：第一、二主族以及贵金属都属于金属键
金属材料工程基础知识
二、常见材料原子间结合键类型
结合键定义：材料中原子之间的吸引作用的结合 力称为结合键，化学中称为化学键。
运动方式
显微组织
金属材料工程基础知识
金属材料内部结构的四个层次
从宏观到微观 ， 其内部结构按研
究尺寸
1、宏观组织结构 （尺度：mm到m量级）
用肉眼和放大镜所能观察到的粗大晶体或相的集合状态
2、显微组织结构 （尺度：10-7-10-4m，µm量级）
借助光学显微镜和电子显微镜观察到的晶粒或相的集合
3、原子（或分子）排列结构 （尺度：10-10m，0.1nm量级）
的来源：偶极间的静电力 诱导力 色散力
氢键
定义：氢原子同时与两个电负性很大而原子半径较小的原子
金属材料工程基础知识 四、常见材料结合键
1、金属键合
金属和合金的基本键合方式
高导热，高导电
2、陶瓷键合
陶瓷包含金属和非金属元素的化合 物主要以离子键合，电子不能移动，
故不导电，不导热
3、高分子键合
主要以共价键构成
晶体的原子排列结构，也称为晶体结构
4、电子结构 （尺度：10-4nm量级）
原子和金属中电子的运动状态和分布规律，将对材料的物理性能和化学性能产生重要影响
金属材料工程基础知识
二、常见材料原子间结合键类型
结合键定义：材料中原子之间的吸引作用的结合 力称为结合键，化学中称为化学键。
结合键分类： 1、一次键（又称化学键）
金属材料工程第六讲
胡燕燕
金属材料工程基础知识
一、材料的内部结构
内部结构是材料成分的具体存在形式或状态。可随其化 学组成、制备加工工艺和外界条件等的变化而改变，从而 改变材料的的性能。合成、加工与制备的原理就是改变材 料的各种结构从而对性能产生影响。
原子在晶体中（或分子中）与其临近原子的结合方式
内部结构
（根据结合力强弱）
原子外层电子重新排布，不再属于原来的原子
一次键
金属材料工程基础知识
离子键与离子晶体
离子键：正、负离子经库仑静电引力相互结合起来的结合键 离子晶体：由离子键结合而成的固体，如NaCl(无色透明)
共价键和共价晶体
共价键：相邻原子共同占有部分价电子，使最外层电子处于满壳状态 特点：饱和性方向性
晶体的原子排列结构，也称为晶体结构
金属材料工程基础知识
3、原子（或分子）排列结构
分类
晶态(晶体)
规则外形：天然金刚石、结晶盐、水晶
不规则外形：金属
晶体：原子在三维空间规则，周期性排布
按原子（或分子）聚集状态 即内部原子的排列情况
非晶态（非晶体）
非晶体：原子在三维空间不规则，无周期性排布
金属材料工程基础知识