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  • 01_原子键合种类

    2019-09-13 11:48:35
    原子键合种类 一次键:价电子转移或共用电子云达到稳定结构 离子键:价电子转移,键合很强,无方向性 共价键:价电子共用,键合强,有方向性 金属键:自由电子为阳离子所共有,键合较强,无方向性 二次键:靠...

    原子键合种类

    • 一次键:价电子转移或共用电子云达到稳定结构
      • 离子键:价电子转移,键合很强,无方向性
      • 共价键:价电子共用,键合强,有方向性
      • 金属键:自由电子为阳离子所共有,键合较强,无方向性
    • 二次键:靠原子间的偶极吸引力键合
      • 分子键:分子或分子团的弱电相互吸引,键合很弱,无方向性,熔点低,不导电,导热性差
      • 氢键:特殊的分子键,氢原子起关键作用,键合弱,有方向性,熔点低,不导电,导热性好
    类型 作用力来源 键强 形成晶体的特点
    离子键 原子得失电子形成正负离子间的库仑力 最强 无方向性键、高配位数、高熔点、高硬度、低膨胀系数、塑性差、固态不导电、熔态离子导电
    共价键 相邻原子价电子处于相反的自旋状态,原子核间的库伦引力 有方向性、低配位数、高熔点、高强度、低膨胀系数、塑性差、熔态导电
    金属键 自由电子气与正离子间的库仑引力 较强 无方向性键、高配位数、结构密堆、配位数高、塑性较好、有光泽、良好导热、导电性
    分子键 原子间瞬时电偶极矩的感应作用 最弱 无方向性、结构密堆、高熔点、绝缘
    氢键 氢原子核与极性分子间的库仑引力 有方向性、饱和性

    键合多重性

    实际材料以一种键合为主,辅以其他键合

    • 共价键为主,金属键为辅:Si、Ge
    • 金属键为主,共价键为辅:W、Mo
    • 共价键和离子键复合:陶瓷(宝石)、Al2O3Al_2O_3Mg2SO4Mg_2SO_4 晶须、镁铝尖晶石 MgAl2O4MgAl_2O_4

    两种键或多种键独立存在

    • 气体:分子内为共价键,分子间为分子键
    • 高分子材料:分子内为共价键,分子间为分子键或氢键
    • 石墨:片层内为共价键,层片间为分子键

    复合材料

    • 陶瓷基
    • 金属基:航空发动机
    • 树脂基:游艇、发动机叶片
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  • 由于分子内原子间的相互作用,分子的物理和化学性质不仅取决于组成原子的种类和数目,更取决于分子的结构。 分子扩展 原子(atom): 指化学反应不可再分的基本微粒,原子在化学反应中不可分割。但在物理...

    物质:

    是由分子和原子组成的,分子的破裂和原子的重新组合是化学变化的的基础。

    分子:

    是由组成的原子按照一定的键合顺序和空间排列而结合在一起的整体,这种键合顺序和空间排列关系称为分子结构。由于分子内原子间的相互作用,分子的物理和化学性质不仅取决于组成原子的种类和数目,更取决于分子的结构。

    分子扩展

    原子(atom):

    化学反应不可再分的基本微粒,原子在化学反应中不可分割。但在物理状态中可以分割。原子由原子核和绕核运动的电子组成。原子构成一般物质的最小单位,称为元素。已知的元素有118种。 [1-2]  因此具有核式结构。

    原子由原子核和核外电子组成。原子核由质子和中子组成。
    (氢原子例外,只由一个质子和一个电子组成)。

    原子扩展

    中子不带电,质子带正电,电子带负电。

    中子和质子由夸克组成。

    夸克(英语:quark):

    是一种参与强相互作用的基本粒子,也是构成物质的基本单元。夸克互相结合,形成一种复合粒子,叫强子。强子中最稳定的是质子中子,它们是构成原子核的单元。由于一种叫“夸克禁闭”的现象,夸克不能够直接被观测到,或是被分离出来,只能够在强子里面找到。基于这个原因,我们对夸克的所知大都是间接的来自对强子的观测。

    夸克扩展

    分子、原子、原子核、中子、质子、电子属于微观粒子,通称为量子。

    量子:

    一个物理量如果存在最小的不可分割的基本单位,则这个物理量是量子化的,并把最小单位称为量子。量子英文名称量子一词来自拉丁语quantus,意为“有多少”,代表“相当数量的某物质”。在物理学中常用到量子的概念,指一个不可分割的基本个体。例如,“光的量子”(光子)是一定频率的的基本能量单位。而延伸出的量子力学量子光学等成为不同的专业研究领域。其基本概念为所有的有形性质是“可量子化的”。“量子化”指其物理量的数值是离散的,而不是连续地任意取值。例如,在原子中,电子的能量是可量子化的。这决定了原子的稳定性和发射光谱等一般问题。绝大多数物理学家将量子力学视为了解和描述自然的基本理论

    通俗地说,量子是能表现出某物质或物理量特性的最小单元

    量子扩展

    电子:

    是最早发现的基本粒子。带负电,电量为1.602189×10-19库仑,是电量的最小单元。质量为9.10953×10-28克。 常用符号e表示。1897年由英国物理学家约瑟夫·约翰·汤姆生在研究阴极射线时发现。一切原子都由一个带正电的原子核和围绕它运动的若干电子组成。电子的定向运动形成电流,如金属导线中的电流。利用电场和磁场,能按照需要控制电子的运动(在固体、真空中),从而制造出各种电子仪器和元件,如各种电子管、电子显微镜等。电子的波动性于1927年由晶体衍射实验得到证实。

    离子:

    是指原子由于自身或外界的作用而失去或得到一个或几个电子使其达到最外层电子数为8个或2个(氦原子)或没有电子(四中子)的稳定结构。这一过程称为电离。电离过程所需或放出的能量称为电离能。

     

    参考:

    http://www.mofangge.com/html/qDetail/05/c0/201310/rmc1c005145851.html

    https://blog.csdn.net/zkq_1986/article/details/79202425

    展开全文
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  • Java中的原子操作类

    2018-05-30 23:55:00
    使用原子的方式更新基本类型,Atomic包提供了以下3个类。 AtomicBoolean:原子更新布尔类型。 AtomicInteger:原子更新整型。 AtomicLong:原子更新长整型。 三个基本类型类的API基本相同,以AtomicInteger整形...

     

    1.基本类型类

        使用原子的方式更新基本类型,Atomic包提供了以下3个类。

    1. AtomicBoolean:原子更新布尔类型。
    2. AtomicInteger:原子更新整型。
    3. AtomicLong:原子更新长整型。

        三个基本类型类的API基本相同,以AtomicInteger整形原子操作类作为例子来分析这三种类的使用方法。其实现原理主要是通过CAS实现。

    (1)public AtomicInteger(int initialValue)/public AtomicInteger( ):构造方法,参数为可选,不进行初始化时,默认值为0。

    (2)public final int get():获取存储的值。

    (3) public final void set(int newValue):设置内部值

    (4)public final void lazySet(int newValue):最终会设置成newValue,使用lazySet设置值后,可能导致其他线程在之后的一小段时间内还是可以读到旧的值。

    (5)public final int getAndSet(int newValue):以原子方式设置新的值,并返回旧值

    (6)public final int getAndIncrement():以原子方式给旧值加1,返回的是未自增之前的旧值。

    (7)public final boolean compareAndSet(int expect, int update):如果原值等于expect,则设置为update。

    (8)int addAndGet(int delta):以原子方式将输入的数值与实例中的值(AtomicInteger里的 value)相加,并返回结果。

    2.原子更新数组

        通过原子的方式更新数组里的某个元素,Atomic包提供了以下3个类:

    1. AtomicIntegerArray:原子更新整型数组里的元素。
    2. AtomicLongArray:原子更新长整型数组里的元素。
    3. AtomicReferenceArray:原子更新引用类型数组里的元素

    以AtomicIntegerArray为例介绍这三种类的API的使用:

    (1)public AtomicIntegerArray(int length)/public AtomicIntegerArray(int[] array):构造参数,初始化固定数组长度,或以一个数组来进行初始化。

    (2)int addAndGet(int i,int delta):以原子方式将输入值与数组中索引i的元素相加。

    其他大概与AtomicInteger相同。

    3.原子更新引用类型

        原子更新基本类型的AtomicInteger,只能更新一个变量,如果要原子更新多个变量,就需要使用这个原子更新引用类型提供的类。Atomic包提供了以下3个类:

    1. AtomicReference:原子更新引用类型。
    2. AtomicReferenceFieldUpdater:原子更新引用类型里的字段。
    3. AtomicMarkableReference:原子更新带有标记位的引用类型。可以原子更新一个布尔类型的标记位和引用类型。构造方法是AtomicMarkableReference(V initialRef,boolean initialMark)。

    仅以AtomicReference为例进行部分介绍。

    public class TestAtomicReference {
    	private static class User{
    		int age;
    		String name;
    		public int getAge() {
    			return age;
    		}
    		public void setAge(int age) {
    			this.age = age;
    		}
    		public String getName() {
    			return name;
    		}
    		public void setName(String name) {
    			this.name = name;
    		}
    		public String toString(){
    			return name+":"+age;
    		}
    	}
    	public static void main(String[] args) {
    		AtomicReference<User> user=new AtomicReference<User>();
    		User u=new User();
    		u.setAge(18);
    		u.setName("ss");
    		user.set(u);
    		user.get().setAge(20);
    	}
    }
    

        首先构建一个user对象,然后把user对象设置进AtomicReferenc中,最后调用compareAndSet方法进行原子更新操作。

    4.原子更新字段类

        如果需原子地更新某个类里的某个字段时,就需要使用原子更新字段类,Atomic包提供 了以下3个类进行原子字段更新。

    1. AtomicIntegerFieldUpdater:原子更新整型的字段的更新器。
    2. AtomicLongFieldUpdater:原子更新长整型字段的更新器。
    3. AtomicStampedReference:原子更新带有版本号的引用类型。该类将整数值与引用关联起 来,可用于原子的更新数据和数据的版本号,可以解决使用CAS进行原子更新时可能出现的 ABA问题。

        要想原子地更新字段类需要两步。第一步,因为原子更新字段类都是抽象类,每次使用的时候必须使用静态方法newUpdater()创建一个更新器,并且需要设置想要更新的类和属性。第二步,更新类的字段(属性)必须使用public volatile修饰符。

    public class TestAtomicIntegerFieldUpdater {
    	private static class User{
    		public volatile int age;
    		String name;
    		public int getAge() {
    			return age;
    		}
    		public void setAge(int age) {
    			this.age = age;
    		}
    		public String getName() {
    			return name;
    		}
    		public void setName(String name) {
    			this.name = name;
    		}
    		public String toString(){
    			return name+":"+age;
    		}
    	}
    	public static void main(String[] args) {
    		//创建原子更新器,设置更新的字段为age
    		AtomicIntegerFieldUpdater<User> user=
    				AtomicIntegerFieldUpdater.newUpdater(User.class, "age");
    		User u=new User();
    		u.setAge(19);
    		user.getAndIncrement(u);
    		System.out.println(u.getAge());
    	}
    }
    

     

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  • 原子结构

    2019-07-18 22:09:00
    一:原子模型图  原子结构模型发展图(图片源自网络) ...二:原子理解概念图 ...1、质子数 = 核电荷数 = 原子核外... 2、质子数(核电荷数)决定元素种类;  例如:氧O质子数为8,铁Fe质子数为26; 3...

     

    一: 原子模型图

     

                 原子结构模型发展图图片源自网络

     

     

    二: 原子理解概念图

     

    大小对比示例:

     

    三: 结论

     

    1、质子数 = 核电荷数 = 原子核外电子数 = 原子序数;
      例如:碳C,原子序数6,电子数为6;

    2、质子数(核电荷数)决定元素种类;
      例如:氧O的质子数为8,铁Fe的质子数为26;

    3、中子数决定原子种类(同位素);
      同位素是同一元素的不同原子,其原子具有相同数目的质子,但中子数目却不同;
      例如:氢有三种同位素,H氕(0个中子)、D氘(1个中子)、T氚(2个中子);

    4、原子最外层电子数决定整个原子显不显电性,也决定主族元素的化学性质;
      一般,最外层电子数 = 化学元素周期表的'族数' 。最外层电子数是决定元素化学性质的重要依据。

    5、原子的质量数 = 质子数 + 中子数;

    以上结论可结合《化学元素周期表》对比查看;

     

    四: 裂变与衰变

     

    • 裂变:由外力影响,一个核去碰撞另一个核。比如:原子弹;核电站;
    • 衰变:由于原子核自身不稳定,放射出粒子或能量(以电磁波方式射出),也可统称辐射;


    半衰期:指衰变只剩原来的一半质量所需的时间,称为半衰期;不同的原子从几微秒到几百年不等;


    三种衰变:α衰变,β衰变,γ衰变;

    1. α衰变,是一种放射性衰变(核裂变衰变)。属于强核力作用。
    发生α衰变时,一颗α粒子会从原子核中射出(α粒子:一颗由2颗质子和2颗中子组成的原子核,即氦-4核),α衰变发生后,原子核的质量数会减少4个单位,其原子序数也会减少了2个单位。

    2. β衰变,放射性原子核内一个中子通过弱相互作用衰变成一个电子(β粒子)、一个质子和一个中微子,而转变为另一种核的过程。属于弱相互作用。
    放出电子的衰变过程称为”β-衰变“;放出正电子的衰变过程称为”β+衰变“;
    原子核从核外电子壳层中俘获一个轨道电子的衰变过程称为”轨道电子俘获“。
    在β衰变中,原子核的质量数不变,只是电荷数改变了一个单位。

    3. γ衰变,是放射性元素衰变的一种形式。反应时放出γ射线(属于电磁波,一种电磁辐射,不是粒子)。
    原子核从”不稳定的高能状态“跃迁到”较稳定的低能状态“,在转化过程中会产生γ衰变而放出γ射线。
    γ射线是亚原子粒子相互作用产生的特定频率的电磁波,例如来自电子对湮没和放射性衰变,具有在电磁辐射的频谱中最高的频率和能量。此衰变不涉及质量或电荷变化。

     

     以上为个人收集整理,可能有不足之处,请指正!

    转载于:https://www.cnblogs.com/ylp657/p/11210362.html

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