中科院材料化学期末复习资料完整版.pdfVIP

第二章

题目：1、晶体特征，晶体与非晶体区别

2、晶向与晶面指数确定步骤

晶体的基本特征

结晶均一性：在晶体内部任意部位上具有相同的性质；

各向异性：在晶体不同方向上表现出的性质差异；

自限性：能够自发形成封闭的凸几何多面体外形的特性；

对称性：晶体中的相同部分（晶面，晶棱，等等）以及晶体的性质能够在不同方向或位置上

有规律地重复；

最小内能性：在相同的热力学条件下，晶体与同组成的气体、液体及非晶态固体相比具有最

小内能，即最为稳定。

对称操作与对称要素：对称轴，对称面，对称中心，倒转轴；

晶向指数与晶面指数：确定步骤；

球体的堆积：六方，面心立方，体心立方；

等径球体的紧密堆积

包括：六方紧密堆积和面心立方紧密堆积。

该两种方式是同种原子（等径球体）能够达到的最紧密堆积方式，堆积系数（原子所占空间

分数）达0.74，其余0.26为空隙所占有。

六方紧密堆积（hcp）：在同一层密排面上，每个原子周围均有6个最邻近原子（出现

两种类型的凹坑）第二层密排面排列于第一层上，必然置于同一类型的凹坑中；第三层排列

于第一层的正上方；第四层排列于第二层的正上方，依次类推，形成ABABAB构型。

面心立方紧密堆积（fcc）：在同一层密排面上，每个原子周围均有6个最邻近原子（出现

两种类型的凹坑）；第二层密排面排列于第一层上，必然置于同一类型的凹坑中；第三层排

列于第二层未占据的凹坑位置；第四层排列于第一层的正上方，依次类推，形成ABCABC构

型。

等径球体的体心立方堆积（bcc）：非紧密堆积方式，堆积系数0.68，配位数8；

单层排列面作近似紧密排列，每个原子与四个最邻近原子接触；在第一层的凹坑处堆积第二

层同形排列面；第三层排列面位于第一层的正上方，依次循环。

各种典型晶体构型；

金刚石结构立方面心结构：碳原子位于立方面心的所有结点位置和交替分布在立方体内的四

个小立方体的中心，每个碳原子周围有四个碳原子，碳原子之间形成共价键。

石墨结构：六方晶系：碳原子呈层状排列，每层中碳原子按六方环状排列，每个碳原子与三

个相邻碳原子距离相等（0.142nm），层间距为0.335nm。

NaCl型结构：立方面心结构：阴离子按立方最紧密方式堆积，阳离子填充于全部八面体空

隙，阴、阳离子的配位数均为6。相同结构：NaI，MgO，CaO，SrO，等等。

CsCl型结构：简单立方结构：阴离子位于简单立方格子的顶点位置，阳离子位于立方体中

心。阴、阳离子的配位数都是8。相同结构：CsBr，CsI，TlCl，NH4Cl，等等。

ZnS（闪锌矿）型结构：立方面心结构：阴离子占据面心立方的结点位置，阳离子交错分布

于立方体内小立方体的中心。阴、阳离子的配位数都是4。相同结构：SiC，GaAs，AlP，

InSb，等等。

硅酸盐晶体结构与实例：岛状，链状，层状，架状；

鲍林规则：

鲍林第一规则

几何规则：围绕每一个正离子，负离子的排列占据一个多面体的各个顶角位置。正负离子的

间距决定了离子半径的总和，负离子配位数决定于正负离子半径的比率。

鲍林第二规则

静电价规则：处于最稳定状态的离子晶体，其晶体结构中的每一个负离子所具有的电荷，恰

恰被所有最邻近（相互接触）的正离子联系于该负离子的静电价键所抵消。

鲍林第三规则

共棱共面规则：共棱数越大，尤其是共面数越大，则离子排列趋于越不稳定。

鲍林第四规则

高电价和低配位数的正离子具有尽可能相互远离的趋势。

鲍林第五规则

节约规则：所有相同的离子，在可能范围内，它们和周围的配位关系往往是相同的。

同质多晶现象：

同质多晶：物质以多种晶型存在，并且不同晶型之间在适宜条件下能够进行相互转变。即，

同种化学成分在不同的热力学条件下结晶成不同晶体结构的现象。

重建型转变：当一组同质变体晶型晶型转变时，通过破坏原子间键合，改变次级配位，使晶

体结构完全改变原样的转变形式——化学键破坏重组需要较大能量，转变缓慢；

位移型转变：当一组同质变体晶型晶型转变时，总体结构不发生根本改变，次级配位的改

变不破坏键合情况，仅使结构发生畸变——转变迅速。

可逆转变，不可逆转变，重建型转变，位移型转变。

第三章

题目：1、缺陷方程式

2、刃型位错与螺型位错

缺陷类型及表示方法，缺陷方程式的书写；

有效电荷：缺陷及其周围的总电荷减去理想晶体中同一区域的电荷之差。

点缺陷（缺陷尺寸处在一两个原子大小的量级）

Frenkel缺陷：由于热振动，部分能量较大的原子离开正常结点位置，进入间隙，变成填隙

原子。

Frenkel缺陷生成热力学：

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