硅酸盐物理化学讲义学习教案.pptx
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会计学●材料—物质(具有使用功能或使用效能),材料的发展史是人类文明进程的标志。天然材料50万年前,动物(dòngwù)、植物和矿物。旧石器和新石器烧制材料约1万年前,陶器、瓷器;7千年前,青铜器;5千年前,铁器;水泥,19世纪中后叶。合成材料上世纪初,合成高分子材料,合成塑料、合成橡胶、合成纤维等。复合材料各种有机、无机功能材料、复合材料智能材料形状记忆材料、电致变色材料等。●材料学的分支金属材料无机非金属材料高分子材料复合材料●不同的材料形式各异、性能不同,不同的行业(hángyè)对其性能要求不同,如何认识、把握它们?●材料学的主要任务:掌握材料的合成与制备,材料的组成、结构、性能之间的关系和规律。2、学习方法用物理学和化学(huàxué)的方法去探求材料的组成、结构、性能三者的规律以及它们之间的相互关系,着重树立物质结构从微观、亚微观到宏观不同层次与宏观性能之间的关系的认知方法。3、相关知识准备《无机化学》、《物理化学》、《结构化学》、《结晶(jiéjīng)学》等。4、主要教学内容结晶(jiéjīng)状态;晶体缺陷;熔体和玻璃体;胶体(粘土—水系统)相平衡与相图。主要(zhǔyào)参考文献第二篇第一章结晶(jiéjīng)状态什么叫结晶(jiéjīng)状态?有什么特征?什么叫非结晶(jiéjīng)状态?有什么特征?物质从结构的角度分为:晶态和非晶态。晶态--物质内部的原子或分子呈有序排列。非晶态--物质内部的原子宏观排列无序。晶体与非晶体的宏观(hóngguān)特征第一节电子(diànzǐ)构型与原子键合二、电子构型对材料(cáiliào)性质的影响1、电子构型的相似与化学性质的相似2、对材料(cáiliào)光学性质的影响(颜色、光谱性质)3、对化学键型的影响化学键型主要由原子的电负性决定,典型的金属键、离子键和共价键,不同键型的物质具有不同的结构。三、共价键的本质第二节分子(fēnzǐ)轨道与能带附图(fùtú)2-1-1导体和非导体的能带模型三、能带理论模型对材料导电性的解释(jiěshì)1、金属钠的能带形成与导电性附图2-1-3钠原子相互结合在一起时,能级变宽成能带,外层(wàicénɡ)电子能级首先变宽2.金刚石与石墨(shímò)的能级、能带与导电性第三节单质(dānzhì)晶体附图(fùtú)2-1-5(a)密排球面平面图(b)双层密排球面平面图附图(fùtú)2-1-6(a)六方(hcp)密堆积(b)面心立方(fcc)密堆积附图(fùtú)2-1-7(a)四面体空隙;(b)八面体空隙附图2-1-8三种主要金属结构及相应(xiāngyīng)密堆积方式堆积系数:A1、A3为74.05%,A2为68.02%2、金属(jīnshǔ)键的结构特征与金属(jīnshǔ)的特性附图(fùtú)2-1-9金刚石结构三、单质(dānzhì)晶体结构的过渡第四节离子(lízǐ)晶体通论MgO—MnO结构图附图(fùtú)2-1-10附图(fùtú)2-1-11MgS—MnS结构图附图(fùtú)2-1-12三、配位(pèiwèi)多面体与离子半径比1、配位(pèiwèi)多面体的概念附图(fùtú)2-1-14八面体配位中,正负离子的接触情况2、配位(pèiwèi)多面体与离子半径比的关系四、晶格能离子晶体结合能五、离子极化1、离子极化的概念(gàiniàn)2、离子极化对结构的影响●离子间距缩短●共价成分增加●配位数降低3、离子极化对晶体性质的影响离子(lízǐ)极化例子:化合物R+/R-CuF0.72CuCl0.53CuBr0.49CuI0.44六、哥希米德结晶化学定律(dìnglǜ)哥希米德结晶化学定律(dìnglǜ)—晶体的构造以其结构基元的数量、大小和极化作用所决定。如AB型、AB2型、A2B3型三者的晶体结构一定不同。第五节.二元化合物2、NaCl的晶型结构一套Na+面心格子和一套Cl-面心格子沿a轴(或b、c轴)1/2晶棱距离(jùlí)交叠组成NaCl晶体,其中含有4个NaCl分子,各离子的坐标如下:4个Cl-:000,1/21/20,1/201/2,01/21/24个Na+:1/21/21/2,001/2,01/20,1/200附图2-1-15NaCl结构的立方晶胞(jīnɡbāo)(a)每个Na+与六个排成八面体形式的Cl-配位(b)晶胞(jīnɡbāo)中的正八面体结构2、CsCl的晶型结构一套Cs+简单立方格子和一套Cl-简单立方格子沿1/2(a+b+c)交叠组成CsCl晶体(jīngtǐ),其中含有1个CsCl分子,各离子的坐标如下:Cl-:000Cs+:1/21/21/23、立方