当前课程知识点:材料学概论 > 第2讲 材料就在元素周期表中(一) > 2.1 元素在周期表中的位置决定于其核外电子排布 > 2.1 在元素周期表中发现材料
现在我们讲第二章
材料就在元素周期表中
我们为什么这么提题目
元素周期表
我们从初中就开始学
高考的时候
元素周期表
也是必考的一项内容
我们中学里学元素周期表
着重的是元素
元素的规律性
我们现在讲材料
就是说材料的结构组织和性能
跟元素周期表有密切的关系
材料它是个固体
它变成固体以后
它的组织结构
它的性能跟元素周期表
有密切的关系
我们重点在于材料
跟元素周期表之间的关系
我们第二章的重点
有下面五项
第一个重点是
元素在元素周期表中的位置
决定其核外电子排布
第二个问题讲过渡族素
稀土元素和镧系元素
第三个问题
讲元素周期表
反映元素的规律性
第四个问题
讲材料性能与组织结构
与元素周期表的关系
第五个问题
讲从轨道能级到能带
这里边讲绝缘体
导体和半导体
所以我们这一章的内容
就是讲无论是固体材料的性质
它的组织结构到什么
到我们讲的功能材料里边的
绝缘体 导体和半导体
甚至现在我们讲的
一些发光材料
都跟元素周期表有关系
我们讲第一节
就是在元素周期表当中
发现材料
这里边讲四个小问题
第一就是人类发展史上
最伟大的材料事件
讲周期和族
讲主族和副族
讲材料就在元素周期表当中
我们知道2006年
美国的金属杂志
动员了全世界
著名的材料科学家
评价一下人类历史上
最伟大的材料事件
那当时最伟大的材料事件
是这么定义的
就是一项人类的观测或者介入
导致人类对材料行为的理解
产生标志性进展的关键
和决定性事件
它开辟了材料利用的新纪元
或者产生了由材料引起的
社会经济重大变化
这就是最伟大的材料事件
评价了一百项最伟大的
材料事件
其中门捷列夫发现的
或者发明的元素周期表
评在了一百项当中的第一位
NO.1
那么表当中
我列出来了最伟大的材料事件
在这里边
有中国人发明了好几项
我没有列出来
列出来的前面的十二项
其中的第一项是1864年
门捷列夫设计出来的
元素周期表
它成为材料科学家
和工程师普遍使用的
参考工具
当然我顺便说一句
门捷列夫
曾经在1906年
被选为诺贝尔奖的候选人
结果他一票之差败给了法国人
做氟研究的一个科学家
尽管没有得到诺贝尔奖
但是门捷列夫
以及他设计出来的元素周期表
对现在
还发射出光辉
好 我们知道
现在的元素周期表
一般常用的
是112种的
那这种元素周期表
我列了103种
现在已经发现的元素
已经120种
有名字的是118种
现在常用的是112种的
元素周期表
那么从元素周期表当中
我们看到它有族
还有周期
横排的是周期
纵排的是族
我们元素周期表有七个周期
一个超短周期
一个超长周期
两个短周期
两个长周期
一个不完全周期
七个周期
我现在说一遍有七个周期
一个超短 一个超长
两个短 两个长
一个超长 一个不完全
一个超短就两个元素
一个是氢 一个是什么
氢 氦两个
两个短周期的分别有八个元素
两个长周期
分别有十八个元素
超长周期三十二个元素
不完全周期
现在它没完没了的往后续
加在一块
就是118种
这是关于周期
对周期
决定周期的
它的原则是什么
就是它外层的电子结构
外层或者次外层的电子结构
它有相同的构型
在元素周期表当中
每一列作为一族
每一列作为一族
总共有多少
总共有十八列
我们给它叫做十八个族
其中主族有多少个
总共有八个
写A的
ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA ⅧA
这就是主族注意
副族总共有十列
ⅠB ⅡB ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB ⅧB
ⅧB当中
有8 9 10三个
那么加在一块
总共有十列
总共有八个副族
那么同一族
它有什么特点
同一族
就是说它的层数是不一样的
但是最外层它的构型是一样的
最外层或者次外层构型
是一样的
它的层数不一样
过一个周期增加一层
但是层数尽管不一样
外边它的构型是一样的
这就是周期或者族
要弄清楚了
我顺便说一句
我们常用的周期表当中
是把这种按照这种主族
副族这么分的
但是有一种周期表
是搞金属的人常用的
他把金属叫做主族
把非金属叫做副族
那么把它都叫做A
把后边都叫做B
这种也有常用的
我们也不能说它是错的
-1.1 材料的定义和分类,选择材料的标准
-1.1 材料的定义和分类,选择材料的标准--作业
-1.2 材料的作用
--1.2.7 “制造材料者制造技术”,材料可以“以不变应万变”
-1.2 材料的作用--作业
-1.3 材料科学与工程四面体
-1.3 材料科学与工程四面体--作业
-1.4 材料与创新
--1.4.2 “9.11事件”世贸大厦垮塌和“3.11大地震”福岛核事故都涉 及材料
-1.4 材料与创新--作业
-本讲作业--作业
-2.1 元素在周期表中的位置决定于其核外电子排布
--2.1.3 原子的核外电子排布(1)——量子数和电子轨道
--2.1.4 原子的核外电子排布(2)——电子排布的三个准则
-2.1 元素在周期表中的位置决定于其核外电子排布--作业
-2.2 元素周期表反映元素的规律性
--2.2.1 核外电子排布的应用(1)——碳的sp3、sp2、sp杂化
--2.2.2 核外电子排布的应用(2)——四面体键的奇妙之处
--2.2.3 核外电子排布的应用(3)——电子授受及元素氧化数变化
--2.2.4 核外电子排布的应用(4)——过渡族元素和难熔金属
-2.2 元素周期表反映元素的规律性--作业
-2.3 过渡族元素、稀土元素和镧系元素
-2.3 过渡族元素、稀土元素和镧系元素--作业
-本讲作业--作业
-3.1 材料性能与组织结构的关系
-3.1 材料性能与组织结构的关系--作业
-3.2 从轨道能级到能带——绝缘体、导体和半导体
-3.2 从轨道能级到能带——绝缘体、导体和半导体--作业
-本讲作业--作业
-4.1 高炉炼铁和转炉炼钢
-4.1 高炉炼铁和转炉炼钢--作业
-4.2 金属材料的组织结构
-4.2 金属材料的组织结构--作业
-4.3 铸锭及其组织
-4.3 铸锭及其组织--作业
-本讲作业--作业
-5.1 金属材料的加工
-5.1 金属材料的加工--作业
-5.2 钢材的热处理
--5.2.4 钢的淬火(quenching)(1)——加热和急冷的选择
--5.2.5 钢的淬火(quenching)(2)——增加淬透性和防止淬火开裂
-5.2 钢材的热处理--作业
-5.3 钢的强化机制
--5.3.6 合金钢(2)——高速钢、不锈钢、弹簧钢和轴承钢
-5.3 钢的强化机制--作业
-本讲作业--作业
-6.1 粉体材料的性能
--6.1.1 粉体及其特殊性能(1)——小粒径和高比表面积
--6.1.2 粉体及其特殊性能(2)——易流动性和高分散性
--6.1.3 粉体及其特殊性能(3)——低熔点和高化学活性
--6.1.4 粉体的特性及测定(1)——粒径和粒径分布的测定
--6.1.5 粉体的特性及测定(2)——密度及比表面积的测定
--6.1.6 粉体的特性及测定(3)——折射率和附着力的测定
-6.1 粉体材料的性能--作业
-6.2 粉体的加工与处理
-6.2 粉体的加工与处理--作业
-6.3 粉体的应用
--6.3.3 粉体精细化技术——粒度精细化及粒子形状的改善
-6.3 粉体的应用--作业
-6.4 纳米材料
-6.4 纳米材料--作业
-本讲作业--作业
-7.1 陶瓷材料的定义和分类
-7.1 陶瓷材料的定义和分类--作业
-7.2 坯体成型
--7.2.2 陶瓷成型工艺(1)——旋转制坯成型和注浆成型
--7.2.3 陶瓷成型工艺(2)——干压成型、热压注成型和等静压成型
--7.2.4 陶瓷成型工艺(3)——挤压成型、注射成型和流延成型
-7.2 坯体成型--作业
-7.3 陶瓷烧结
-7.3 陶瓷烧结--作业
-7.4 陶瓷材料的结构
-7.4 陶瓷材料的结构--作业
-7.5 结构陶瓷
--7.5.1 结构陶瓷及应用(1)——Al2O3和Zr02
--7.5.2 结构陶瓷及应用(2)——TiO2、BeO和AlN
-7.5 结构陶瓷--作业
-7.6 功能陶瓷
--7.6.4 功能陶瓷及应用(3)——微波器件、传感器和超声波马达
-7.6 功能陶瓷--作业
-本讲练习--作业
-8.1 玻璃的发展简史
-8.2 玻璃的定义和特征
-8.3 玻璃的加工
-8.1-8.3 小节练习--作业
-8.4 建筑及高铁用玻璃
--8.4 建筑及高铁用玻璃--作业
-8.5 高技术玻璃
-8.5 高技术玻璃--作业
-本讲练习--作业
-9.1 何谓高分子和聚合物
-9.1 何谓高分子和聚合物--作业
-9.2 聚合物的合成
-9.2 聚合物的合成--作业
-9.3 从结构层次看聚合物
-9.3 从结构层次看聚合物--作业
-本讲练习--作业
-10.1 高分子材料性能与加工
--10.1.8 聚合物的成形加工及设备(1)——压缩模塑和传递模塑
--10.1.9 聚合物的成形加工及设备(2)——挤出成型和射出成型
--10.1.10 聚合物的成形加工及设备(3)——塑料薄膜和纤维丝制造
-10.1 高分子材料性能与加工--作业
-10.2 胶粘剂和涂料
-10.2 胶粘剂和涂料--作业
-本讲练习--作业
-11.1 复合材料的定义和分类
-11.1 复合材料的定义和分类--作业
-11.2 增强材料和基体材料
-11.2 增强材料和基体材料--作业
-11.3 复合材料的应用
-11.4 天然复合材料
-11.5 生物材料
-11.3-11.5 节练习--作业
-本讲练习--作业
-12.1 磁性的来源
--12.1.2 过渡金属元素3d壳层的电子结构与其磁性的关系
-12.1 磁性的来源--作业
-12.2 磁性材料的分类
-12.2 磁性材料的分类--作业
-12.3 磁畴和磁滞回线
-12.3 磁畴和磁滞回线--作业
-12.4 软磁材料与硬磁材料
-12.4 软磁材料与硬磁材料--作业
-本讲练习--作业
-13.1 薄膜的定义和薄膜形成的必要条件
-13.1 薄膜的定义和薄膜形成的必要条件--作业
-13.2 薄膜制备——PVD法
-13.2 薄膜制备——PVD法--作业
-13.3 薄膜制备——CVD法
-13.3 薄膜制备——CVD法--作业
-13.4 薄膜的加工
--13.4.2 反应离子刻蚀(RIE)和反应离子束刻蚀(RIBE)
-13.4 薄膜的加工--作业
-13.5 薄膜材料的应用
-13.5 薄膜材料的应用--作业
-本讲作业--作业


