Giáo trình Vật liệu kỹ thuật xây dựng

1.1.CẤU TẠO NGUYÊN TỬ VÀ CÁC LOẠI LIÊN KẾT ĐIỂN HÌNH TRONG

CHẤT RẮN :

1.1.1.Mô hình cấu tạo nguyên tử :

Nguyên tử là một hệ thống bao gồm hạt nhân mang điện dương và các điện tử

mang điện âm chuyển động xung quanh. Hạt nhân nguyên tử cấu tạo bởi các prôton và

nơtron. Prôton mang điện dương có điện tích bằng điện tích của điện tử, nơtron không

mang điện. Trong trạng thái bình thường nguyên tử trung hòa điện vì số lượng prôton bằng

số lượng điện tử. Số này được đặc trưng bằng số thứ tự (Z) trong bảng tuần hoàn

Menđêlêép. Khối lượng nguyên tử bằng khối lượng hạt nhân của nó vì khối lượng của

prôton và nơtron lớn hơn rất nhiều so với khối lượng điện tử. Với cùng khối lượng điện tử

và prôton, hạt nhân có thể chứa số lượng nơtron khác nhau và tạo nên các đồng vị của cùng

một nguyên tố hóa học.

Xác suất tìm thấy điện tử trên một quỹ đạo náo đó xung quanh hạt nhân được xác

định bằng bốn tham số gọi là số lượng tử. Có nghĩa là trạng thái năng lượng của mỗi điện

tử trong nguyên tử được xác định bởi bốn số lượng tử. Các số lượng tử gồm có :

a-Số lượng tử chính n : có các giá trị bằng 1, 2, 3, 4. xác định năng lượng cho

phép của điện tử. Các điện tử có cùng số lượng tử chính n hợp thành một lớp điện tử. Các

lớp điện tử lần lượt là : K, L, M, N. tương ứng với n = 1, 2, 3, 4 .

b-Số lượng tử phương vị l : xác định các giá trị cho phép của mômen xung lượng

quỹ đạo, có trị số bằng 0, 1, 2, 3. (n - 1). Các điện tử với l khác nhau của cùng lớp tạo

thành những phân lớp tương ứng, ký hiệu lần lượt là s, p, d, f.ứng với l = 0, 1, 2, 3.

c-Số lượng tử từ ml : xác định khả năng định hướng cho phép của véc tơ mômen

xung lượng quỹ đạo đối với chiều của từ trường bên ngoài, có trị số bằng 0, ± ± 1, 2,±3.± l .

d-Số lượng tử spin ms : xác định khả năng định hướng ngược chiều nhau của véc tơ

mômen xung lượng spin của điện tử, ms = ±1/ 2.

Ngoài ra sự phân bố điện tử theo các mức khác nhàucon phải tuân theo nguyên lý

loại trừ Pauly : mỗi trạng thái với ba số lượng tử n, l, ml xác định chỉ có thể chứa hai điện tử

với spin ngược chiều nhau. Dựa vào nguyên lý này ta có thể dự đoán số điện tử cho phép

trên các bậc năng lượng.