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1、納米化學復習提綱一.納米：尺寸或大小的度量單位千米f米厘米毫米微米f納米(IO?m)二.原子團簇：是指幾個至幾百個原子的聚集體，其粒徑小于或等于1nm原子團簇既不同于具有特定形狀的分了也不同于以弱結合力結合的松散的分子團簇。它的形狀可是多種多樣的，但它們尚未形成規(guī)整的晶體。所以又不像晶體那樣具有很強的周期性。除惰性氣體外，他們都可以看成是以化學鍵緊密結合在一起的聚集體。三.納米材料的廣義劃分：0D■零維納米材料：納米顆粒，原了團簇1D-—維納米材料：納米棒，納米線，納米帶，納米管等2D■二維納米材料：
2、納米片，納米薄膜，超晶格四.納米結構的基本單元團簇(clusters)人造原子(artificialatoms)納米顆粒量子點(零維納米材料,OD,QDs)納米管(NTs),納米棒(NRs),納米線(NWs)(一維納米材料，1D)納米孑L洞(nanopores,mesoporous)超結構納米陣列(nanoarrays)同軸納米電纜(nanocables)一.納米微粒的基本特性：1.電子能級的不連續(xù)性：當材料尺寸小到一定程度時，在納米顆粒中原子個數是有限的，此時能級之間的間隔不容忽視，也就是說納米材料
3、的電子能級是不連續(xù)的.2.量了尺寸效應：當粒了的尺寸下降到某個值時，金屬費米能級附近的電子能級由準連續(xù)變?yōu)殡x散能級的現象和半導體微粒存在不連續(xù)的最高被占據分子軌道和最低未被占據分子軌道能級，能隙變寬現象。3.小尺寸效應：當超細微粒的尺寸，與光波的波長，德布羅意波長以及超導態(tài)的相干波長和透射深度等物理尺寸相當或更小時，晶體物理周期性的邊界條件被破壞，非晶態(tài)納米顆粒的微粒表面層附近原子密度減小，導致聲，光，電，磁，熱，力學等性質呈現新的小尺寸效應.4.表面效應：隨著顆粒直徑變小，表面能高，比表面積將會顯著
4、增大，表面原了所占的百分數將會顯著地增加。5.宏觀量子隧道效應：微觀粒子具有貫穿勢壘的能力稱為隧道效應。近年來人們發(fā)現一些宏觀量，例如顆粒的磁化強度，量子相干器件中的磁通量亦具有隧道效應，于是稱之為宏觀隧道效應.6.庫侖堵塞與量子遂穿：當體系的尺度進入納米級（一般金屬粒子為兒個納米，半導體為兒十個納米），體系是電荷'量子化'的，即充電和放電是量子化的，不連續(xù)的充入一個電子所需要的能量：Ec=e2/2Ce為一個電子的電荷，C為小體系的電容，體系越小則電容越小，能量Ec越大，這個能量我們就稱之為庫侖堵塞能
5、。通俗的講，庫侖堵塞能就是前后兩個電子的庫侖排斥能。正是這個原因，在小體系里面，充電時，電子不能集體傳輸，而是一個一個的單電子傳輸。這種單電子傳輸的行為就叫作庫侖堵塞效應兩個量子點通過某個結點聯(lián)系起來，一個量子點上的單個電子穿過能壘到達另外一個量子點的行為即量子隧穿。1.介電限域效應：當納米顆粒分散在異質介質中由于界面引起體系介電增強的現象，稱之為介電限域，主要來源于微粒表面和內部局域場的增強.當介質的折射率和微粒的折射率相差很大時，就會產生折射率邊界這就導致了微粒表而和內部場強比入射場強明顯增加.過
6、渡族金屬氧化物和半導體顆粒都可能產生介電限域效應.一.費米能級：絕對零度時固體中電子占據的最高能級。對于導體，EF處于價帶和導帶的分界處；對于非導體，則處于禁帶中央。二.納米顆粒的物理特性1熱學性能：納米顆粒的熔點下降，納米顆粒的開始燒結溫度降低，納米顆粒的晶化溫度降低2磁學性能：I超磁順性的起因是由于小尺寸下,當各向異性能減小到與熱運動能可相比擬時，磁化方向就不再固定在一個易磁化方向無規(guī)律的變化，結果導致超順磁性的出現。不同種類的納米磁性微粒顯現超順磁性的臨界尺寸是不一樣的。矯頑力納米磁性微粒尺寸高
7、于超順磁臨界尺寸時通常呈現高的矯頑力He。居里溫度I當鐵磁質的溫度超過某一臨界溫度時,分子熱運動加劇到了使磁疇瓦解的程度，使鐵磁性轉變?yōu)轫槾判?，這個臨界溫度稱為居里點。對于納米微粒，由于小尺寸效應和表面效應而導致納米粒子的本征和內稟的磁性變化，因此具有較低的居里溫度。磁化率I納米微粒的磁性與它所含的總電子數的奇偶性密切相關。電子數為奇數的粒子集合體的磁化率服從居里一外斯定律，%=C/(T-Tc),量子尺寸效應使X遵從屮規(guī)律。電子數為偶數的系統(tǒng)，J^ksT,并遵從孑規(guī)律。3.光學性能：寬頻帶強吸收，藍移
8、和紅移現象，量了限域效應，納米顆粒的發(fā)光，納米顆粒分散體系的光學性質4納米顆粒分散液及動力學性質：布朗運動，擴散，沉降與沉降平衡5表面活性及敏感特性：隨著納米微粒粒徑減小，比表面積增大，表面原子數增多及表面原子配位不飽和性導致大量的懸鍵和不飽和鍵等，這就使得納米微粒具有高的表面活性。由于大的比表面積、高的表面活性及表面活性能與氣氛性氣體相互作用強等原因，使得納米顆粒對周圍環(huán)境十分敏感，如光、溫、氣氛、濕度等，因此可用作各種傳感器。6光催化性能：光催化是納
