材料导论复习要点(全).doc

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1、1.化学键（离子键、共价键、金属键）--主价键组合键氢键----介于范德华键和主价键之间物理键（范德华键）----次价键无机非金属结构主要包含：离子键、共价键和混合键无机非金属材料包括：离子晶体、共价晶体、混合晶体1.1.1离子键定义：正负离子间的静电作用为离子键。决定离子晶体的结构因素包括以下几个方面：离子半径、球体最紧密堆积程度、配位数、离子的极化形成两种空隙：四面体空隙和八面体空隙极化：带电离子所产生电场对另一离子的电子云发生作用，使离子大小形状发生改变，这种现象。极化率：离子自身被极化的作用；极化力：极化周围离子的作用。影响：离子极化偶极离子间距变化离子配

2、位数变化晶体结构类型变化1.共价键定义：由两个或者多个原子共同使用它们的外层电子，在理想情况下，达到电子饱和的状态，由此组成较为稳定和坚固的化学结构叫做共价键2.金属键性能特点：1)良好的导电性及导热性；2)正的电阻温度系数；3)良好的强度及塑性；4)特有的金属光泽。3.范德华键分子间以微弱静电引力相引而结合在一起。没有方向饱和性例：NaCl晶体中，已知Na+离子和Cl-半径分别为0.102nm和0.181nm，确定正负离子的配位数并计算一个晶胞中有多少个NaCl分子？解：配位数：R+/R_=0.102/0.181=0.56在0.414～0.732之间，可以确定

3、Na:CN=6分子数Na:¼*12+1=4,Cl:1/8*8+1/2*6=4,即Z=4例：CsCl晶体中，已知Cs+离子和Cl-半径分别为0.174nm和0.181nm，确定正负离子的配位数并计算一个晶胞中有多少个CsCl分子？解：配位数R+/R_=0.174/0.181=0.96在0.732～1之间，可以确定Cs:CN=8分子数Cs:1Cl:1/8*8=1,即Z=12、硅酸盐结构特点：①结构中Si4+间没有直接的键，而它们是通过O2–连接起来的。②结构是以硅氧四面体为基础的。③每一个O2–只能连接2个硅氧四面体。④硅氧四面体的联接方式氧原子用于键合的是两个具有方

4、向性的轨道：(1)共顶：[SiO4]各单元之间通常以共顶的方式相联接([SiO4]顶角上氧与相邻硅氧四面体共用)。(2)偶尔共棱：相邻两个[SiO4]两个顶角上氧共用。(3)从不共面:(相邻两个[SiO4]三个顶角上氧共用)。4.硅酸盐结构根据[SiO4]间的共顶情况，硅酸盐结构形式：一、岛状结构硅酸盐二、组群状结构硅酸盐三、链状结构硅酸盐四、层状结构硅酸盐五、架状结构桥氧：部分氧的价键被饱和，如连接两个硅氧四面体，达到饱和的氧；--------非活性氧非桥氧：价键未被饱和，如两个硅氧四面体连接后，剩余的氧。--------------活性氧1.2.3晶体结构缺陷

5、缺陷的含义：通常把晶体点阵结构中周期性势场的畸变称为晶体的结构缺陷。理想晶体：质点严格按照空间点阵排列。实际晶体：存在着各种各样的结构的不完整性。分类方式：　几何形态：点缺陷、线缺陷、面缺陷等　形成原因：热缺陷、杂质缺陷、非化学计量缺陷等1、点缺陷定义：理想晶体中一些原子被外界原子所取代，或者在晶格间隙中掺入原子、或者留有原子空位，从而破坏了晶体结构中质点有规则的周期性排列，引起质点间势场的畸变或者造成结构的不完整或者缺陷。分类：晶格位置缺陷、组成缺陷和电荷缺陷类型:弗仑克尔缺陷（Frenkeldefect）和肖特基缺陷（Schottkydefect）弗伦克尔缺陷

6、特点：①空位与间隙粒子成对出现，数量相等；②晶体体积不变；③正负离子半径相差大，易形成该缺陷。肖特基缺陷特点：①晶体体积增大；②离子晶体，正负离子成对出现；③一般离子半径相差不大容易形成。2、线缺陷（位错）分类：依据:位错根据位错线和滑移方向;分为：刃位错(垂直)和螺位错(平行)位错线：晶体中质点滑移时，滑移面和未滑移面的一条交界线。4、固溶体分类：（一）根据外来组元在主晶相中所处位置，可分为置换固溶体和间隙固溶体。（二）按外来组元在主晶相中的固溶度，可分为连续型(无限型)固溶体和有限型固溶体。影响置换型固溶体的因素：1）离子大小；2）离子价；3）晶体结构；4）电

7、负性以r1和r2分别代表半径大和半径小的溶剂(主晶相)或溶质(杂质)原子(或离子)的半径，当时，溶质与溶剂之间可以形成连续固溶体。当超过15%，则为部分互溶固溶体。1.3.1非晶态的类型非晶态物质由无机玻璃（传统氧化物、重金属氧化物及氟化物玻璃等）、凝胶、非晶态半导体、无定型炭以及金属玻璃等组成。1.3.2非晶态的X射线散射特征晶体：晶体能够看到尖峰，主要是由于原子规则排列构成一定间隔的晶面，而在那些晶面发生X衍射；非晶体：原子排列不规则，形成散射。3.粘度--组成关系在硅酸盐熔体中，粘度随着碱金属氧化物含量的增加而急剧降低。-----粘度大小由熔体中硅氧四面体连

8、接程度决定