原子结构与键合

此篇导图主要讲述原子结构与键合，其内容显而易见，包含两部分，一部分为原子结构的概述，另一部分为原子间的键合

原子结构与键合

• 原子结构
  • 一切物质是由无数微粒以一定的方式聚集而成。这些微粒可能为分子，原子，离子。原子结构直接影响原子间的结合方式
  • 原子的体积很小，直径约为10^-10m。原子核的直径约为10^-15m,并且原子的质量大部分集中在原子核，约为1.67*10^-24g，而电子的质量约为9.11*10^-28g，仅为质子的1/1836.
  • 原子的电子结构（四个主子数）
    • 主量子数n
      • 决定原子中电子能量与核的平均距离，表示电子所处的量子壳层。仅限于正整数1，2，3，4……n。分别代表K,L,M,N……层
    • 轨道角动量量子数li
      • 给出电子在同一量子壳层内所处的能级（电子亚层），与电子的角动量有关，取值0，1，2，3，……，n-1。
        • li ：0,1,2,3,4
          • 能级：s,p,d,f,g
    • 磁量子数mi
      • 每个轨道角动量量子数的能级数或轨道数，每个li下的磁量子数为2li+1。决定了电子云的空间取向。
    • 自旋角动量量子数si
      • 反应不同电子的自旋方向，规定为+1/2,-1/2。
    • 多电子的原子，核外电子的排布规律遵循三个原则
      • 能量最低原理
        • 电子的排布式体系能量最低，即尽可能排在能量最低的的壳层
      • 泡利不相容原理
        • 在一个原子中不可能有两个运动状态相同的电子，不可能有四个量子数完全相同的电子
      • 洪德规则
        • 在同一壳层内电子的排布尽可能占不同的能级，且自旋方向相同，当电子排布为全充满，半充满，全空时是比较稳定的。
• 原子间的键合
  • 结合键分为化学键和物理键
    • 化学键（主价键）
      • 金属键
        • 特点：最外层电子较少，且原属于各个原子的价电子极易挣脱电子云的束缚，游离于整个晶体之中。电子公有化。金属键无方向性无饱和性。每个原子有可能与更多的原子结合并趋于形成低能量的密堆结构。具有良好的延展性。
      • 离子键
        • 正负离子依靠静电引力结合在一起，无方向性无饱和性，高配位数，结合力高，具有良好的绝缘性，较高的熔点和硬度。
      • 共价键
        • 具有饱和性，方向性，结构稳定，绝缘。
    • 物理键
      • 范德华力
        • 静电力
        • 色散力
        • 诱导力
      • 氢键
        • 分子间氢键（整体结构稳定）
        • 分子内氢键（整体结构较不稳定）