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《材料科學基礎復習》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、復習第一章晶體化學基礎一、緊密堆積原理晶體中各離子間的相互結(jié)合，可以看作是球體的堆積。按照晶體中質(zhì)點的結(jié)合應遵循勢能最低的原則，從球體堆積的幾何角度來看，球體堆積的密度越大，系統(tǒng)的勢能越低，晶體越穩(wěn)定。此即球體最緊密堆積原理。1、等徑球體緊密堆積：晶體由一種元素構成，如Cu、Ag、Au等單質(zhì)。2、不等徑球體緊密堆積：晶體由兩種以上的元素構成，如NaCl、MgO等化合物。（1）空隙形式一是由四個球圍成的空隙，稱為四面體空隙。一是由六個球圍成的空隙，稱為八面體空隙。（2）空隙數(shù)量如果晶胞為n個球組成，則四面體空隙的總數(shù)應為8×n∕4＝2n個；而八面體空隙的總數(shù)為6×n∕6＝n個
2、。所以，當有n個等大的球體作最緊密堆積時，就會有2n個四面體空隙和n個八面體空隙球的數(shù)目:八面體數(shù)目:四面體數(shù)目＝1:1:21、等徑球體緊密堆積方式（1）六方緊密堆積HexagonalClose-packedStructure（HCP)按ABABAB……的順序堆積，球體在空間的分布與空間格子中的六方格子相對應。（2）面心立方緊密堆積FaceCenteredCubicStructure（FCC)按ABCABC……的順序堆積，球體在空間的分布與空間格子中的立方格子相對應。2、不等徑球體緊密堆積不等徑球進行堆積時，較大球體按等徑球體作緊密堆積，較小的球填充在大球緊密堆積形成的四面
3、體空隙或八面體空隙中。離子晶體中：半徑較大的陰離子作緊密堆積，半徑小的陽離子則填充在四面體空隙或八面體空隙中。二、鮑林規(guī)則鮑林第一規(guī)則——配位體規(guī)則圍繞每個陽離子，形成一個陰離子配位多面體，陰、陽離子的距離決定于它們的半徑之和，陽離子的配位數(shù)取決于它們的半徑比值，與電價無關。表明，陽離子的配位數(shù)并非決定于它本身或陰離子半徑，而是決定于它們的比值。鮑林第二規(guī)則——靜電價規(guī)則在一個穩(wěn)定的離子化合物結(jié)構中，每一個陰離子的電價等于相鄰陽離子分配給這個陰離子的靜電鍵強度總和。應用一：判斷晶體結(jié)構是否穩(wěn)定如：NaCl晶體應用二：確定共用一個頂點（即同一個陰離子）的配位多面體的數(shù)目如：[
4、SiO4]、[AlO6]、[MgO6]鮑林第三規(guī)則——多面體共頂、共棱和共面規(guī)則在一個配位結(jié)構中，兩個陰離子配位多面體共棱，特別是共面時，結(jié)構的穩(wěn)定性便會降低。對于電價高、配位數(shù)小的陽離子，這個效應特別顯著。鮑林第四規(guī)則——不同配位多面體連接規(guī)則在一個含有不同陽離子的晶體結(jié)構中，電價高、配位數(shù)小的陽離子，趨向于不相互共享配位多面體要素。例：島狀鎂橄欖石（Mg2SiO4）鮑林第五規(guī)則——節(jié)約規(guī)則在同一個晶體結(jié)構中，本質(zhì)上不同的結(jié)構單元的數(shù)目趨向于最少數(shù)目。例：（1）SiO2（2）柘榴石（Ca3Al2Si3O12）其中：CNCa＝8，CNAl＝6，CNSi＝4第二章晶體結(jié)構一、
5、具有緊密堆積形式的晶體結(jié)構分析步驟：１、陰離子堆積方式——陰離子以面心立方形式堆積，則構成晶胞的陰離子占據(jù)立方體的八個角頂和六個面心的位置。２、根據(jù)r+/r-值，確定陽離子的配位數(shù)。r+/r-=0.225~0.414之間，n=4r+/r-=0.414~0.732之間，n=6３、陽離子在四面體或八面體空隙中的填充率（P）陽離子填充于全部八面體空隙，填充率P=1，即陽離子分布于晶胞的體心與12條棱的中心；陽離子填充于全部四面體空隙，填充率P=1/2，即陽離子分布于晶胞八個頂角的四面體空隙的四個位置。一、面心立方緊密堆積１、陰離子堆積方式——陰離子以面心立方形式堆積，則構成晶胞的
6、陰離子占據(jù)立方體的八個角頂和六個面心的位置。２、根據(jù)r+/r-值，確定陽離子的配位數(shù)。r+/r-=0.225~0.414之間，n=r+/r-=0.414~0.732之間，n=6第二節(jié)硅酸鹽晶體結(jié)構一、島狀結(jié)構在硅酸鹽晶體結(jié)構中，[SiO4]以孤立狀態(tài)存在，[SiO4]之間通過其他陽離子連接起來,這種結(jié)構稱為島狀結(jié)構。Si:O=1:4鎂橄欖石Mg2[SiO4]氧離子近似六方緊密堆積排列，硅離子填充于四面體空隙之中，填充率為1/8；鎂離子填充于八面體空隙之中，填充率為1/2。[SiO4]是以孤立狀態(tài)存在，它們之間通過Mg2+連接起來。二、組群狀結(jié)構由兩個、三個、四個或六個[Si
7、O4]通過共用氧相連的硅氧四面體群體，分別稱為雙四面體、三節(jié)環(huán)、四節(jié)環(huán)、六節(jié)環(huán)，這些群體在結(jié)構中單獨存在，由其他陽離子連接起來。雙四面體Si:O=2:7三、四、六節(jié)環(huán)Si:O=1:3綠寶石Be3Al2[Si6O18]六個[SiO4]通過共用氧相連形成的六節(jié)環(huán)，六節(jié)環(huán)之間是靠Al3+和Be2+相連。Al3+的配位數(shù)為6，構成Al-O八面體，Be2+的配位數(shù)為4，構成Be-O四面體。三、鏈狀結(jié)構[SiO4]之間通過橋氧相連，在一維方向無限延伸的鏈狀結(jié)構，稱為單鏈。在單鏈中，每個[SiO4]中有兩個為橋氧，化學式[Si2
