第四章无机非金属材料讲义.ppt

立方ZnS是S2-按A1型最紧密堆积，形成2n个四面体空隙，所以Zn2+填充在一半四面体空隙中。占空隙分数为1/2 1.Goldschmidt哥希密特离子半径：负离子接触法。 标准：F-（133pm)， O2-(132pm). 2.Pauling鲍林半径：r=615/(Z-σ) 标准： F-（136pm) ， O2-(140pm). （141页表4-1-6） 3. Shannon夏农半径：有效离子半径。最为丰富的离子半径数据。 4. 雅茨米尔斯基：热化学半径。 半径比（r+/r-） 推测构型 0.225-0.414 四面体配位 0.414-0.732 八面体配位 0.732 立方体配位 CaF2:　正离子配位数８，负离子配位数为? 超分子化学的创始人 分子识别 （客体和主体，给体和受体，锁和钥匙） 氢键识别组装成分子饼 氢键识别、?-?堆叠和冠醚-阳离子识别的协同 Zn-N配位键形成的分子盒 Fe-N配位键组装成的超分子 疏水作用 表面活性剂的超分子结构（亲-疏水作用） 胶束（正、反） 球形 棒状 囊泡 （乳化剂双分子层构成囊泡壁） 复杂超分子结构 LB膜和多层膜 洋葱状结构 棒状结束的聚集体 遗传物质DNA 性质 石墨的层形结构使它在性质上具有鲜明的各向异性 层间易于滑动，很软，是良好的固体润滑剂 在与片层平行的方向有良好的导电导热性质 制作过程 4. 无定形碳 石墨的微小晶体和少量杂质构成的没有固定几何形状的混合物（以碳单质为主） ——焦炭、炭黑、木炭、活性炭 木炭，活性炭主要由______构成，具有________的结构，因此它具有_____能力，可用于___________。 石墨 疏松多孔 吸附 吸附除杂 例如：活性炭用于制造防毒面具，白糖脱色，冰箱除异味等。 1991年被人类发现的碳纳米管，是由石墨碳原子层卷曲而成的碳管，管直径一般为几个纳米到几十个纳米，管壁厚度仅为几个纳米，像铁丝网卷成的一个空心圆柱状“笼形管”。它非常微小，5万个并排起来才有人的一根头发丝宽，实际上是长度和直径之比很高的纤维。 碳纳米管： 虽然成分和石墨一样，但碳纳米管潜在用途十分诱人： 可制成极好的微细探针和导线、性能颇佳的加强材料、理想的储氢材料。它使壁挂电视进一步成为可能，并在将来可能替代硅芯片的纳米芯片和纳米电子学中扮演极重要的角色，从而引发计算机行业革命。 4.3.3 单质硅 1. 单晶硅 ???????????????????????????????????  熔融的单质硅在凝固时硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核，如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒，则这些晶粒平行结合起来便结晶成单晶硅。 单晶硅具有准金属的物理性质，有较弱的导电性，有显著的半导电性。超纯的单晶硅是本征半导体。在超纯单晶硅中掺入微量的ⅢA族ⅤA族元素，如硼，磷或砷也可提高导电程度，形成n型硅半导体。 用途： 是制造半导体硅器件的原料，用于制大功率整流器、大功率晶体管、二极管、开关器件等. 现在，我们的生活中处处可见“硅”的身影和作用，晶体硅太阳能电池是近15年来形成产业化最快的 2. 多晶硅 多晶硅是单质硅的另一种形态。熔融的单质硅在过冷条件下凝固时,硅原子以金刚石晶格形态排列成许多晶核,如这些晶核长成晶面取向不同的晶粒,则这些晶粒结合起来,就结晶成多晶硅。 多晶硅和单晶硅可从外观上加以区别，但真正的鉴别须通过分析测定晶体的晶面方向、导电类型和电阻率等。  多晶硅与单晶硅的差异主要表现在物理性质方面： 多晶硅在力学性质、光学性质和热学性质的各向异性方面，远不如单晶硅明显； 在电学性质方面，多晶硅晶体的导电性也远不如单晶硅显著，甚至于几乎没有导电性。在化学活性方面，两者的差异极小。 3. 太阳能电池 4.3.4 无机化合物材料 1. 氮化硼 由氮原子和硼原子构成的晶体 通常制得的氮化硼是六方的晶体结构，具有类似的石墨层状结构，呈现松散、润滑、易吸潮、质轻等性状的白色粉末，所以又称“白色石墨”。 六方氮化硼 另一种是金刚石型，和石墨转变为金刚石的原理类似，石墨型氮化硼在高温（1800℃）、高压（800Mpa）下可转变为金刚型氮化硼。这种氮化硼中B－N键长（156pm）与金刚石中C－C键长（154pm）相似，密度也和金刚石相近，它的硬度和金刚石不相上下，而耐热性比金刚石好，是新型耐高温的超硬材料，用于制作钻头、磨具和切割工具。 金刚型氮化硼