无机化学晶体结构.ppt

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1、第三章晶体结构Crystalstructure钻石恒久远一颗永流传钠长石Na[AlSi3O8]绿柱石Be3Al2(SiO3)6祖母绿教学大纲要求晶格的概念，晶体的类型，离子晶体，晶格能的概念与计算，离子极化的概念，离子极化对物质结构和性质的影响。分子晶体，原子晶体，金属晶体，金属键理论，混合晶体。原子核电子原子分子物质气态液态固态化学键分子间作用力化学键晶体非晶体粒子排列的有序程度绝大多数极少数3-1晶体的宏观性质（1）晶体具有规则的几何构形，这是晶体最明显的特征，同一种晶体由于生成条件的不同，外形上可能差别，但晶体的晶面角却不会

2、改变。3-1晶体的宏观性质（2）晶体都有固定的熔点非晶体在加热时却是先软化，后粘度逐渐小，最后变成液体。3-1晶体的宏观性质（3）晶体表现各向异性，例如热、光、电、硬度等常因晶体取向不同而异；而非晶体则为各向同性。例：云母沿层状结构方向易被剥离例：石墨层内导电率比层间高一万倍2004年，物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫正在一张涂满铅笔笔迹的纸上，用透明胶带粘来粘去。　　靠这种“粘取”，他们剥离出了石墨烯，随后发现，石墨烯原子所独具的、像一张铁丝网似的六角形阵列排列方式，有潜力成为比钢铁坚硬10倍、且导电时能量损失很小的

3、新型材料。2010年，诺贝尔物理学奖的至高荣誉由这两人——现任英国曼彻斯特大学教授的安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，因“研究二维材料石墨烯的开创性实验”而共享。他们6年前制成的石墨烯已迅速成为物理学和材料学的热门话题，现在是世界上最薄的材料，仅有一个原子厚。在改良后，石墨烯致力于塑造低功率电子元件，如晶体管。相比之下，铜线和半导体都会产生电脑芯片75%的能量消耗，人们确定了石墨烯拥有留名史册的本事。非晶体的宏观特征（1）只有玻璃转化温度，无熔点。（2）没有规则的多面体几何外型，可以制成玻璃体，丝，薄膜等特殊形态。（3）物理性质

4、各向同性。（4）均匀性来源于原子无序分布的统计性规律，无晶界。晶体宏观特性规则的几何外形固定的熔点各向异性物质的性质、材料的性能决定于它们的组成和微观结构。如果你有一双X射线的眼睛，就能把物质的微观结构看个清清楚楚明明白白！与X射线及晶体衍射有关的部分诺贝尔奖获得者名单X射线是一种波长很短的电磁波，能穿透一定厚度的物质，考虑到X射线的波长和晶体内部原子间的距离相近，1912年德国物理学家劳厄提出一个重要的科学预见：晶体可以作为X射线的空间衍射光栅,即当一束X射线通过晶体时将发生衍射，衍射波叠加的结果使射线的强度在某些方向上加强，在

5、其他方向上减弱。分析在照相底片上得到的衍射花样，便可确定晶体结构。1913年英国物理学家布喇格父子在劳厄发现的基础上,不仅成功地测定了NaCl、KCl等的晶体结构,并提出了作为晶体衍射基础的著名公式──布喇格定律：2dsinθ=nλX射线衍射的原理晶体X-射线衍射图晶系:Monoclinic空间群:P2(1)/na=7.6557(19)Åb=18.573(5)Åc=13.117(3)Å=90=94.392(3)=90o晶胞参数3-1晶体的微观性质（1）点阵与晶格从1912年劳厄（Laue）开始用x射线研究晶体结构至今，大量的

6、事实证明晶体内部的质点具有周期性重复规律。为了便于研究晶体中微粒（原子，离子或分子）在空间排列的规律和特点，将晶体中按周期重复的那一部分微粒抽象成几何质点（晶格结点），联结其中任意两点所组成的向量进行无限平移，这一套点的无限组合就叫做点阵。直线点阵平面点阵平面格子空间点阵空间格子（晶格）3-1晶体的微观性质（2）晶胞在晶格中，能表现出其结构一切特征的最小部分称为晶胞。晶胞是充分反映晶体对称性的基本结构单位，其在三维空间有规则地重复排列便组成了晶格（晶体）。晶格晶胞（平行六面体）结点晶体结构中具有代表性的最小重复单位，称为晶胞。22

7、Unitcella、b、c:确定晶胞大小、、:确定晶胞形状晶胞参数晶胞UnitCell根据晶胞参数的不同，把晶体分为七大晶系αβγbac立方abc四方bac正交cba三方六方bacabc单斜bac三斜晶系边长角度实例立方晶系a=b=cα=β=γ=90°岩盐(NaCl)四方晶系a=b≠cα=β=γ=90°白锡六方晶系a=b≠cα=β=90°γ=120°石墨三方晶系a=b=cα=β=γ≠90°(<120°)方解石(CaCO3)正交晶系a≠b≠cα=β=γ=90°斜方硫单斜晶系a≠b≠cα=β=90°γ>90°单斜硫三斜晶系a≠b

8、≠cα≠β≠γ重铬酸钾七个晶系中又包含十四种晶格单晶与多晶多晶体由多个单晶体颗粒杂乱地聚结而成的晶体，由于单晶体的杂乱排列，使晶体的各向异性消失。晶界单晶体是由一个晶核（微小的晶体）各向均匀生长而成的晶体，其内部的粒子基本上是按照某种规律整齐排列的