无机材料科学基础教（学）案

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1、.....《无机材料科学基础》绪论1、材料的发展动向及本课程的重要地位；2、本课程的特色及基本要求。3、无机材料物理化学的科学内涵4、无机材料物理化学的研究方法5、参考文献第一章结晶学基础§1-1—§1-6内容在结晶学课程中讲授§1-7晶体化学基本原理一、结晶化学定律（Goldschmidt——哥希密特定律）1、数量关系2、大小关系3、极化性能二、决定晶体结构的基本因素（一）原子半径和离子半径（二）球体紧密堆积原理1、等径球的最紧密堆积及其空隙（1）六方最紧密堆积1）六方最紧密堆积方式2）六方最紧密堆积特点（2）面心立方最紧密堆积1

2、）立方最紧密堆积方法2）立方最紧密堆积特点（a）最紧密堆积的堆积系数（b）紧密堆积中的空隙类型与数目2、不等径球的堆积一、配位数与配位多面体1、配位数（CN）2、配位多面体二、离子极化三、电负性（X）四、鲍林规则（L.Pauling）（一）第一规则——配位多面体规则1、第一规则的意义2、配位数与临界半径比（极限半径比）（二）第二规则——电价规则（最重要的规则）1、电价规则的意义——可确定负离子的CN或电价2、可分析晶体结构是否稳定并分析结构中配位多面体的连接方式（三）第三规则—共顶、共面、共棱规则（四）第四规则——岛式规则（五）第五

3、规则——节约规则学习参考.....作业：P371-10四面体键角109.28；思考题：P371-7；1-9；第二章晶体结构与结构缺陷§2-1典型结构类型一、金刚石结构与石墨结构（一）描述晶体结构的方法1．点坐标法—描述结构基元的位置2．投影法—也叫标高法。3、球体紧密堆积法—反映质点的堆积特点和充填情况；4．多面体的连接方式——对复杂的晶体结构，其质点数目多，用其他方法表示不易找出特点，而用此法则简单明了地描述其结构特点。（二）金刚石结构（三）石墨结构金刚石是目前硬度最大的材料，石墨则是最软的材料。性质差异的原因是结构上的差异。二、

4、NaCl型结构NaCl从化学式上说是属于AX型化合物：（一）NaCl型结构分析NaC晶体的空间群：Fm3mF——表示布拉格点阵类型（面心立方）m——表示对称面[在（001）面上有一对称面]；3——对称轴[在（111）面上有一个三次轴；m——表示倒转轴[在垂直于（110）方向有对称面）[=m]1、从堆积方式上分析2、Na＋、Cl－在晶体中的位置分布规律（二）具有NaCl型结构的物质有32种氧化物：MgO、CaO、SrO、BaO、MnO、FeO、CoO、NiO氮化物：TiN、LaN、TiC、ScN、CrN、ZrN这些物质其晶系、堆积方式

5、、正负离子配位数、点阵类型均相同，仅晶格常数不同。三、闪锌矿型结构——（）1、立方型ZnS结构分析2、具有闪锌矿结构的晶体——有27种四、纤锌矿型结构——（）1、六方ZnS结构分析2、具有六方ZnS结构的晶体——有23种如：BeO、ZnO、AlN五、萤石型（CaF2）结构（一）萤石结构1、萤石结构分析2、结构特点（1）内部空隙较大——1/2有立方体空隙是空的（2）可看作是正离子作面心立方堆积，F-离子充填在四面体中；学习参考.....3、晶体的特性（1）该结构的晶体可作离子导电体即此结构有利于负离子扩散；因为内部存在较大的空隙（立方

6、体空隙）（2）沿（111）面有解理；在（111）面上Ca-Ca之间距最小，有斥力，易沿此面解理4、具有萤石结构的晶体（二）反萤石结构1、反萤石结构——保持萤石结构中的晶型和点阵类型不变，只是将正负离子的位置互换而构成的结构称之2、具有反萤石结构的晶体这类化合物的共同特性是：熔点低——常作为助熔剂使用六、金红石（TiO2）型结构1、金红石结构分析2、晶体的特性七、碘化镉（CdI2）型结构八、刚玉型结构（-Al2O3）1、结构分析2、晶体特性3、类似结构的晶体：九、钙钛矿型（CaTiO3）结构结构通式：ABO3A——低价离子（二价或一价

7、）B——高价离子（四价或五价）1、钙钛矿型结构分析2、晶体的特性3、类似结构的晶体十、尖晶石型结构（MgAl2O4）通式：AB2O4（正尖晶石）其中：A——低价（2+）B——高价（3+）[总价=+8]（一）MgAl2O4尖晶石结构分析1、结构分析2、正尖晶石结构的规律3、晶体的特性（二）反尖晶石结构典型结构分析方法归纳：A、负离子的堆积方法——由晶胞图可点阵类型来分析B、正负离子的配位数——分别由第一、第二规则来分析C、正离子充填情况——由化学式和第一规则直接判断D、多面体之间的连接方式——由第二规则来分析§2-2硅酸盐晶体结构一、

8、硅酸盐晶体的组成、结构特点与分类（一）化学组成表示法1、化学式——氧化物表示法学习参考.....2、结构式——无机络盐的表示法3、结构式的意义（二）结构的共性规律（三）结构分类二、岛状结构（一）硅酸盐晶体结构的分析方法1、按O/Si比