大学化学第3章晶体结构解说.ppt

3.4 晶体材料 3.4 晶体材料 2、 非线性光学材料 产生非线性光学效应的晶体 非线性光学效应 光通过某种晶体时改变光的频率的现象 非线性光学晶体 BaTiO3 当温度T 393K时具有非线性光 学效应，可对高强度的激光光源进行调频。 3.4 晶体材料 3、激光材料 红宝石晶体 ? - Al2O3 晶体掺入少量Cr2O3 激光的应用 通讯、加工、手术 3.4 晶体材料 4、BGO晶体 BGO晶体的应用 锗酸铋：Bi4Ge3O12 探测X射线、?射线、正电子和带电粒子 广泛用于高能物理、核物理、核医学、核工业和石油勘探等方面 BGO是Bi2O3-GeO2系化合物的总称锗酸铋的缩写，目前又往往特指其中的一种化合物Bi4Ge3O12。BGO是一种闪烁晶体，无色透明。当 一定能量的电子、γ射线或重带电粒子进入BGO时，它能发出蓝绿色的荧光，记录荧光的强度和位置，就能计算出入射电子、γ射线等的能量和位置。这就是 BGO的“眼睛”作用，即可用作高能粒子的“探测器”。 3.4 晶体材料 准晶体 准晶体，是一种介于晶体和非晶体之间的固体。准晶体具有与晶体相似的长程有序的原子排列，但是准晶体不具备晶体的平移对称性。?因而可以具有晶体所不允许的宏观对称性。 以色列科学家丹尼尔-谢赫特曼（Daniel Shechtman）因发现准晶体而 一人独享了2011年诺贝尔化学奖。 1982年，谢赫特曼在美国霍普金斯大学工作时发现了准晶，这种新的结构因为缺少空间周期性而不是晶体，但又不像非晶体，准晶展现了完美的长程有序，这个事实给晶体学界带来了巨大的冲击，它对长程有序与周期性等价的基本概念提出了挑战。 准晶体，亦称为“准晶”或“拟晶”，是一种介于晶体和非晶体之间的固体结构。在准晶的原子排列中，其结构是长程有序的，这一点和晶体相似；但是准晶不具备平移对称性，这一点又和晶体不同。普通晶体具有的是二次、三次、四次或六次旋转对称性，但是准晶的布拉格衍射图具有其他的对称性，例如五次对称性或者更高的六次以上对称性。 3.4 晶体材料 1982年4月8日，谢赫特曼首次在电子显微镜下观察到一种“反常”现象：铝锰合金的 原子采用一种不重复、非周期性但对称有序的方式排列。而当时人们普遍认为，晶体内的原子都以周期性不断重复的对称模式排列，这种重复结构是形成晶体所必须的，自然界中不可能存在具有谢赫特曼发现的那种原子排列方式的晶体。随后，科学家们在实验室中制造出了越来越多的各种准晶体，并于2009年首次发现了纯天然准晶体。 1982年，谢赫特曼在进行“衍射光栅”实验时，让电子通过铝锰合金进行衍射，结果发现无数个同心圆各被10个光点包围，恰恰就是一个10次对称。谢赫特曼当时认为“这是不可能的”，还在笔记本上写道：“10次?”然而，1987年，法国和日本科学家成功地在实验室中制造出了准晶体结构；2009年，科学家们在俄罗斯东部哈泰尔卡湖获取的矿物样本中发现了天然准晶体的“芳踪”，这种名为icosahedrite（取自正二十面体）的新矿物质由铝、铜和铁组成;瑞典一家公司也在一 种耐用性最强的钢中发现了准晶体，这种钢被用于剃须刀片和眼科手术用的手术针中。 3.4 晶体材料 准晶体具有独特的属性，坚硬又有弹性、非常平滑，而且，与大多数金属不同的是，其导电、导热性很差，因此在日常生活中大有用武之地。科学家正尝试将其应用于其他产品中，比如不粘锅和发光二极管等。另外，尽管其导热性很差，但因为其能将热转化为电，因此，它们可以用作理想的热电材料，将热量回收利用，有些科学家正在尝试用其捕捉汽车废弃的热量。 准晶体的应用 * 分子是构成物质的基本单位; * 物质的化学性质由分子决定的; * 物质的物理性质还与分子间的结构有关；如硬度、导电性、 传热性能等。 钻石 富勒烯 碳的三种同素异形体 第三章 晶体结构 固体 晶体(crystal)： 非晶体(无定形物质amorphous solid)： 没有一定的结晶外形，质点的排列没有规律的固体。 如松香、沥青、石蜡等 具有一定的几何形状，其内部质点(分子、原子或离子)在空间有规律地重复排列的固体。 如水晶、钻石、单晶冰糖等 第三章 晶体结构 第三章 晶体结构 3.1 晶体的宏观特性 3.2 晶体的微观结构 3.3 晶体的基本类型 在宏观上讲解晶体与非晶体的差别，以及晶体结构的测定方法及其发展概述。 3.1 晶体的宏观特性 3.2 晶体的微观结构 3.3 晶体的基本类型 从微观角度认识晶体，讲解点阵、晶格、晶胞、晶胞参数、晶系等晶体微观结构中的基本概念。 第三章