结晶化学第一章课件演示幻灯.ppt

结晶化学 Crystal Chemistry ;绪论;晶体 晶体是由内部原子周期性规则排列形成的固体。 注意：此定义忽略了晶体缺陷，原子在晶体中的热运动;单晶体：原子或离子按一定的几何规律完成整个排列的整块晶体。 如：金刚石，石英，萤石，锆石晶体等。 多晶体：由许许多多单晶体微粒所形成的固体集合体。 如：金属，土壤，粉末试剂等。;晶体的基本性质;同一晶体在不同方向上所测得的性质表现出差异的特性。 这是由于晶体内部各方向上微粒排列的情况不同所致。;;由于晶体生长速度的各向异性，晶体具有自发地形成封闭的几何多面体外形的能力的性质。;同一晶体的任何一个部分都具有相同的物理和化学性质的特性。晶体的均匀性只可能在宏观观察中表现出来，它是由于晶胞重复排列的结果。;对称性;从晶体经过液态晶体到液体的各个阶段 ;准晶 准晶是内部结构介于晶体和非晶之间的一种新状态，其内部结构具有长程有序，但不具有晶体结构的平移周期性。 1984年以色列工学院材料科学家达尼埃尔·谢赫特曼(D. Shechtman)等首次在急冷Al-Mn合金中发现二十面体相，它们的电子衍射图具有五次旋转轴的衍射花样。(2011诺贝尔化学奖） 我国的郭可信等也在急冷(Ti1-xVx)2Ni合金中发现二十面体相。它们的电子衍射图具有五次对称轴的衍射花样。;第二节 结晶化学研究的对象和内容;固体的同质多象Polymorphism （同质异构、同素异形）现象;结构和性质 ;固体的鉴定和分析：物相和成分;;1669年，丹麦Steno发现晶体的面角守恒定律。 同年，丹麦Bartolins发现方解石的双折射现象。 1678年，荷兰Huygens提出晶体是具有一定形状的的物质质点有序排列而成。这是晶体结构理论的最早萌芽。 1784年，法国Haüy提出晶体是由多面体外形的单位在三维空间无间隙堆积而成。这是晶体结构理论的基础。1801年提出著名的整数定律(有理指数定理)。 1805-1809年，德国的Weiss总结了晶体的对称定律，1813年提出晶体分为六大晶系，并确定了晶带定律。 1839年，英国Miller创立了表示晶面空间位置的米勒指数。 1830年，德国Hessel首先推导晶体的32对称形(点群)。1867年，俄国多加林加以严格的数学推导??从而奠定了晶体分类的基础。;1842年，德国Frankenheim提出晶体的点阵结构理论。1848年，法国Bravais修正前者的结果，于1855年用数学方法推导出14种空间格子。成为近代晶体结构理论的奠基人。 1889年，俄国的费多罗夫推导出晶体的230种空间群。成为现代结晶学的奠基人。 1912年，德国的Laue第一次成功地进行X射线通过晶体发生衍射的实验，验证了晶体的点阵结构理论。并确定了著名的晶体衍射劳埃方程式。从而形成了一门新的学科—X射线衍射晶体学。 1913年，英国Bragg导出X射线晶体结构分析的基本公式，既著名的布拉格公式。并测定了NaCl的晶体结构。 随着X射线晶体结构分析工作的发展，对晶体的研究不再限于化学组成，而深入到晶体结构内部。从而产生了结晶学一个新的分支—结晶化学。;几何结晶学 讲述晶体的空间点阵理论及点群、空间群理论，这是研究晶体结构的理论基础。 X射线衍射晶体学 介绍X射线衍射理论和实验方法，这是研究晶体结构的最主要工具 。 结晶化学 介绍密堆积理论和原子间化学键理论等晶体化学基础知识 ，讨论一些典型结构化合物的结晶化学，并对近年发现的新型无机材料的结构与性能从结晶化学观点出发加以讨论。; 主要参考书目 1、结晶学 周贵恩编 2、Elementary Crystallography Martin J. Buerger an introduction to the fundamental geometrical features of crystal 3、X射线晶体学基础 梁栋材 4、Structural Inorganic Chemistry A.F. Wells 5、International Tables for X-ray Crystallogtaphy;第一章 晶体的基本概念;第一节 晶体概念的发展;代表性理论; 浩羽理论中方解石偏三角面体的结构示意图 ;惠更斯对方解石晶体结构的臆测;布拉威(A.Bravais):晶体的点阵结构理论。1848年，布拉威确定了十四种空间点阵形式。但这种理论一直到1912年用X射线研究晶体的方法发现以后，才在实验上得到证实。 点阵结构理论认为，晶体结构是晶胞在三维空间平移延伸而来的。可以抽象成14种空间点阵格子在空间的周期性排列。