化学与材料科学学院 晶体化学.pptVIP

晶体化学 crystal chemistry;; 第一章 晶体学基础;§ 2.1 引言;§ 3.6 氢键型晶体—— 冰的结构;; 人类对晶体的最初认识也许是从采集石器时发现外形规则或光彩夺目的天然矿物开始的. 世界各地的考古发掘表明，人类使用玉类宝石至少已有七千年的历史.我国西汉时期刘胜夫妇墓葬中的两套金缕玉衣就用了4600多玉片.唐宋诗词中更是屡屡出现“云母屏风烛影深”之类的佳句. ; 现代科技中的晶体材料; 半导体的后起之秀——砷化镓; 现代科技中的晶体——激光材料;1981年发展的碰撞锁模染料激光器产生飞秒(1 fs=10-15 s)级激光脉冲. 90年代, 更稳定的全固体超快掺钛蓝宝石飞秒激光器出现, 使飞秒化学成为物理化学界的重要研究领域.1999年诺贝尔化学奖授予Ahmed H Zewail教授,以表彰他利用飞秒激光脉冲技术研究超快化学反应过程和过渡态的开拓性工作.; 现代科技中的晶体：红外热成象; 锗酸铋（BGO）晶体是一种新型闪烁晶体，在基本粒子、空间物理和高能物理等研究领域有广泛应用. 丁肇中教授在西欧核研究中心领导的L3实验使用大量BGO. 上海硅酸盐研究所生产的长25 cm、重5 kg的BGO晶体以分辨率最高、光衰量最低、均匀性最好等优点在国际市场竞争中取胜，被国际科技界公认为佼佼者.; 非线性光学晶体： KTP; 非线性光学晶体：LiNbO3; 利用Y晶体使光减速; 中子也有波动性，是研究凝聚态物质不可缺少的工具. 为此需要将反应堆中引出的中子束单色化. 单晶对于中子束是有效的单色器.; 现代科技中的晶体——超导材料; 铝化镍中Ni与Al的穿插使这种合金在高温仍有很高强度, 抗腐蚀能力强. 对能源系统具有重要意义.; 在Ni、Co、Al等基体中生长出的碳化钽针状晶体，像混凝土中的钢筋一样，使材料强度大大增加.;第一章 晶体学基础;§ 1.1 晶体结构的周期性和点阵;3. 共同性质;1). 均匀性：一块晶体内部各个部分的宏观性质 是相同的. ;2).各向异性：在晶体中不同的方向上具有不同的物理性质.即有不同的电导率、热膨胀系数、折光率、机械强度等.;石墨在平行于层的方向上电导率高且为半金属性导电; ??直于层的方向上电导率低且为半导体性导电.;云母薄片上的热导率有各向异性;形成凸多面体的关系公式：F + V = E + 2 其中：F— 晶面数 V— 顶点数 E— 晶棱数;晶体的自范性; 汉代：“雪花六出”;雪花的六种晶形;石英晶体的各种外形; 当温度升高，热振动加剧，开始熔化时， 各部分需要同样的温度，因而有一定的熔点.;5).对称性：; 晶体结构的周期大小和X-射线的波长相 当（1-10000pm)，使它成为天然的三维光栅， 能够对X-射线产生衍射:;二. 晶体的点阵理论;;中国科学院化学研究所扫描隧道显微实验室摄制的 显示硅原子图像的照片;辉钼矿（MoS2）中（001）面上硫原子的扫描隧道显 微镜图像，亮点为硫原子。;FeS2结构中的一个平面;2. 点阵(Lattice);3).点阵的分类：;;(a)金属Cu中等间距排列 的原子，一个Cu原子 为一个结构基元。; 一个阵点：可代表一个结构基元 一个结构基元：可包含一个原子、几个原子 或上千个原子.; 一维周期性结构与直线点阵; 结 构 基 元 与 点 阵 点;B. 平面点阵(二维);;;;;;;;平移群：Tm = ma + nb = m’a’+n’b’= ······· (m, n = 0, +1, +2, ······);平面格子：选择素向量 a 和 b 两组互不平行的平行线组（过点阵点，等间距），把平面点阵划分成一个个的平行四边形，可得到平面格子。;; 正当平面格子的标准;平面点阵的正当单位：; 注意： 平面正当格子中只有矩形格子有素格子和 复格子（带芯格子）之分，这是因为其它 三种形状的格子，必定能取出同类形状的 更小的素格子来。; 四边形顶点上的阵点，对每个单位的贡献为1/4 四边形边上的阵点，对每个单位的