第2章固体结构4

1、n合金相分为合金相分为固溶体固溶体和和中间相（金属间化合物）中间相（金属间化合物）。 n固溶体：置换固溶体（影响因素）和间隙固溶体；固溶体：置换固溶体（影响因素）和间隙固溶体；固溶体性质；固溶体性质；n中间相：中间相：中间相特点；分类：中间相特点；分类：1)1)正常价化合物正常价化合物；2)2)电子化合物电子化合物；3)3)尺寸因素化合物尺寸因素化合物（间隙相、间（间隙相、间隙化合物、拓扑密堆相）；隙化合物、拓扑密堆相）；4 4）超结构）超结构（有序固（有序固溶体）；溶体）；n间隙相与间隙固溶体的异同。间隙相与间隙固溶体的异同。n离子晶体的结构规则：离子晶体的结构规则：负离子配位多面体规则，负

2、离子配位多面体规则，电价规则，电价规则，负离子多面体共用顶、棱和面的规则，负离子多面体共用顶、棱和面的规则，不同种类正离子配位多面体间连接规则，节约规不同种类正离子配位多面体间连接规则，节约规则。则。n典型离子晶体结构：典型离子晶体结构：有有ABAB，ABAB2，A A2B B3，ABOABO3，ABAB2O O4型及其晶体代表。型及其晶体代表。nABAB：CsClCsCl，NaClNaCl，闪锌矿型（立方，闪锌矿型（立方ZnSZnS），纤锌），纤锌矿型（六方矿型（六方ZnSZnS）nABAB2： CaFCaF2 2（萤石），（萤石），TiOTiO2 2（金红石）（金红石）nA A2B B3：

3、 -Al2O3（刚玉）（刚玉）nABOABO3：CaTiO3（钙钛矿），方解石（钙钛矿），方解石（CaCO3）nABAB2O O4：MgAlMgAl2 2O O4 4（尖晶石）（尖晶石）n硅酸盐晶体结构硅酸盐晶体结构：孤岛状、组群状、链状、层状：孤岛状、组群状、链状、层状和架状硅酸盐及其晶体代表。和架状硅酸盐及其晶体代表。第二章第二章 固体结构固体结构n1 1、晶体学基础、晶体学基础n2 2、金属的晶体结构、金属的晶体结构n3 3、合金相结构、合金相结构 n4 4、离子晶体的结构、离子晶体的结构n5 5、共价晶体的结构、共价晶体的结构n6 6、聚合物晶体结构、聚合物晶体结构n7 7、非晶态结构

4、、非晶态结构2.4 共价晶体的结构共价晶体的结构一、共价晶体的主要一、共价晶体的主要特点特点二、二、典型共价晶体的结构典型共价晶体的结构一、一、共价晶体的主要特点共价晶体的主要特点 共价晶体共价晶体：由同种非金属元素的原子或异种元素的原子以由同种非金属元素的原子或异种元素的原子以共价键共价键结合成的无限大分子。由于共价晶体中的粒子为中结合成的无限大分子。由于共价晶体中的粒子为中性原子，所以也叫性原子，所以也叫原子晶体原子晶体。元素周期表中。元素周期表中IVIV，V V，VIVI族元族元素、许多无机非金属材料和聚合物都是共价晶体结构。素、许多无机非金属材料和聚合物都是共价晶体结构。共价晶体特点共

5、价晶体特点：1.1.饱和性：配位数服从饱和性：配位数服从8-N8-N法则，即结构中每个原子都有法则，即结构中每个原子都有8-N8-N个最近邻的原子（个最近邻的原子（N N为原子的价电子数），共价晶体中的原为原子的价电子数），共价晶体中的原子子配位数配位数比离子晶体和金属晶体中的比离子晶体和金属晶体中的小小。2.2.方向性方向性：各键之间有确定的方位（配位数小，结构稳定）。：各键之间有确定的方位（配位数小，结构稳定）。3.3.共价键的共价键的结合力比离子键强结合力比离子键强，故具有更高的硬度、强度、，故具有更高的硬度、强度、熔点、沸点；更低的挥发性，结构也更稳定。熔点、沸点；更低的挥发性，结构也

6、更稳定。4.4.导电能力差导电能力差，因共用电子不能自由运动。，因共用电子不能自由运动。1、金刚石型结构、金刚石型结构 A4图图 金刚石型结构金刚石型结构结构结构：立方晶系，：立方晶系，面心立方点阵面心立方点阵特点特点：每个碳原子贡献出四个价：每个碳原子贡献出四个价电子与周围的四个碳原子共有，电子与周围的四个碳原子共有，形成形成四个共价键四个共价键，构成，构成正四面体正四面体结构结构：一个碳原子在中心，与它：一个碳原子在中心，与它共价的四个碳原子在四个顶角上，共价的四个碳原子在四个顶角上，故其故其配位数为配位数为4 4. .典型晶体典型晶体：硅，锗，锡硅，锗，锡二、典型共价晶体的结构二、典型共

7、价晶体的结构n属于复杂面心立方点阵，晶胞中有属于复杂面心立方点阵，晶胞中有8 8个原子个原子。nCN4CN4，致密度，致密度0.340.34。共价键结合。共价键结合。1、金刚石型结构、金刚石型结构 4A两个两个fcc晶胞沿体对角线相对位移晶胞沿体对角线相对位移1/4距离穿插而成距离穿插而成92、菱方结构、菱方结构(A7)VA族元素族元素As(砷砷)，Sb(锑锑)，Bi(铋铋)的晶体结构的晶体结构菱形三方晶体菱形三方晶体配位数为配位数为3共价键共价键方式相结合并形方式相结合并形成层状结构，层间具有成层状结构，层间具有金属键性质。金属键性质。103、三角结构、三角结构(A8) （简单三方晶体）（简

8、单三方晶体） Se(硒硒)，Te(碲碲)的的三角晶体结构三角晶体结构，配位数为配位数为2，以，以共价键方式相结共价键方式相结合，原子组成呈合，原子组成呈螺旋分布的链状螺旋分布的链状结构结构第二章第二章 固体结构固体结构n1 1、晶体学基础、晶体学基础n2 2、金属的晶体结构、金属的晶体结构n3 3、合金相结构、合金相结构 n4 4、离子晶体的结构、离子晶体的结构n5 5、共价晶体的结构、共价晶体的结构n6 6、聚合物晶态结构、聚合物晶态结构n7 7、非晶态结构、非晶态结构2.6 聚合物的晶态结构聚合物的晶态结构 聚合物聚集态结构分为聚合物聚集态结构分为晶态结构晶态结构和和非晶态非晶态（无定（无

9、定形）结构两种类型，且有两个不同于低分子物质形）结构两种类型，且有两个不同于低分子物质聚集态的明显特点：聚集态的明显特点：n1）聚合物晶态总是包含一定量的非晶；）聚合物晶态总是包含一定量的非晶；n2）聚合物聚集态结构不但与大分子链本身的结）聚合物聚集态结构不但与大分子链本身的结构有关，而且还强烈地依赖于外界条件。构有关，而且还强烈地依赖于外界条件。 2.6.1 聚合物的晶体形态聚合物的晶体形态名称名称形状和结构形状和结构形成条件形成条件1、单晶、单晶（折叠链片晶）（折叠链片晶）约约1050nm的薄片状晶体，有菱的薄片状晶体，有菱形、平行四边形、长方形、六角形、平行四边形、长方形、六角形等形状。

10、分子呈折叠链构象，形等形状。分子呈折叠链构象，分子垂直于片晶表面。分子垂直于片晶表面。长时间结晶，从长时间结晶，从0.01%溶 液 得 单 层 片 晶 ， 从溶 液 得 单 层 片 晶 ， 从0.1%溶液得多层片晶。溶液得多层片晶。2、球晶、球晶球形，由晶片从中心往外辐射生球形，由晶片从中心往外辐射生长组成。长组成。从熔体冷却或从从熔体冷却或从1%溶溶液结晶。液结晶。3、树枝状晶、树枝状晶树枝状树枝状结晶温度低或溶液浓度结晶温度低或溶液浓度较大，或相对分子质量较大，或相对分子质量过大。过大。4、串晶、串晶5、伸直链晶体、伸直链晶体以伸直链晶体为中心，上面附加以伸直链晶体为中心，上面附加生长许多

11、折叠链片晶而成。生长许多折叠链片晶而成。厚度与分子链长度相当的片状晶厚度与分子链长度相当的片状晶体，分子呈伸直链构象。体，分子呈伸直链构象。受剪切应力（如搅拌受剪切应力（如搅拌)高温高压（通常需几千高温高压（通常需几千大气压以上）大气压以上）n基本特点基本特点是：是：一个分子链可以一个分子链可以同时穿越若干个晶区和非晶区，同时穿越若干个晶区和非晶区，在晶区中分子链互相平行排列，在晶区中分子链互相平行排列，在非晶区中分子链互相缠结呈在非晶区中分子链互相缠结呈卷曲无规排列卷曲无规排列。n这是一个这是一个两相结构模型两相结构模型，即，即具具有规则堆砌的微晶有规则堆砌的微晶(或胶束或胶束)分分布在无序

12、的非晶区基体内布在无序的非晶区基体内。n这一模型解释了聚合物性能中这一模型解释了聚合物性能中的许多特点，如晶区部分具有的许多特点，如晶区部分具有较高的强度，而非晶部分降低较高的强度，而非晶部分降低了聚合物的密度，提供了形变了聚合物的密度，提供了形变的自由度等。的自由度等。半结晶高分子的半结晶高分子的樱樱状微束状微束模型示意图模型示意图 (1) 缨状胶束模型缨状胶束模型(fringedmicelle model)2.6.2 聚合物晶态结构的模型聚合物晶态结构的模型(2) 折叠链结构模型折叠链结构模型 (chain-folded model)nKeller 提出：在晶体中高分提出：在晶体中高分子可

13、以很规则地进行折叠。子可以很规则地进行折叠。n折叠链结构不仅存在于折叠链结构不仅存在于单晶单晶体中，在通常情况下从聚合体中，在通常情况下从聚合物溶液或熔体冷却结晶的物溶液或熔体冷却结晶的球球晶晶结构中，其基本结构单元结构中，其基本结构单元也为折叠链的片晶，分子链也为折叠链的片晶，分子链以垂直晶片的平面而折叠。以垂直晶片的平面而折叠。n在多层片晶中，分子链可跨在多层片晶中，分子链可跨层折叠，层片之间存在联结层折叠，层片之间存在联结链。链。 Keller近邻规则近邻规则折叠链结构模型折叠链结构模型 n（3）伸直链模型。）伸直链模型。对聚乙烯和聚四氟乙烯对聚乙烯和聚四氟乙烯等不带侧基的高分子化合物，

14、在极高压下等不带侧基的高分子化合物，在极高压下结晶的大分子链垂直排列在片晶中。结晶的大分子链垂直排列在片晶中。n（4）串晶的结构模型。）串晶的结构模型。伸直链和折叠链的伸直链和折叠链的组合结构。组合结构。n（5）球晶的结构模型。）球晶的结构模型。大量多层片晶以晶大量多层片晶以晶核为中心，以相同的速率辐射型生长，形核为中心，以相同的速率辐射型生长，形成球状多晶聚合体。成球状多晶聚合体。n综合了在高分子晶综合了在高分子晶态结构中所可能存态结构中所可能存在的各种形态，而在的各种形态，而提出的折中模型。提出的折中模型。n特别适合用于描述特别适合用于描述半结晶高分子中复半结晶高分子中复杂的结构形态。杂的

15、结构形态。（6）霍斯曼模型）霍斯曼模型 2.6.3 聚合物晶体的晶胞结构聚合物晶体的晶胞结构n聚合物晶胞中，沿大分子链的方向和垂直聚合物晶胞中，沿大分子链的方向和垂直于大分子链方向的原子间距是不同的，使于大分子链方向的原子间距是不同的，使得聚合物得聚合物不能形成立方晶系不能形成立方晶系。n 聚合物晶体的质点是聚合物晶体的质点是结构单元链节结构单元链节，而不而不是原子、分子或离子。是原子、分子或离子。nPE的晶胞结构的晶胞结构Planar zigzag conformation每一个晶胞中含有单每一个晶胞中含有单体单元的数目是体单元的数目是2，两条分子链贯穿一个两条分子链贯穿一个晶胞。晶胞。21

16、4/1*4n一般取大分子链的方向为一般取大分子链的方向为C轴。轴。通过实验和计算通过实验和计算PE的等的等同周期同周期c=0.253nm,即每个即每个等同周期中含有一个结构等同周期中含有一个结构单元单元（排入到格子中的质（排入到格子中的质点就是单体的重复单元）点就是单体的重复单元）PE的稳定晶型是正交晶系，但拉伸的稳定晶型是正交晶系，但拉伸时能形成三斜或单斜晶型。时能形成三斜或单斜晶型。n准晶准晶是一种是一种介于晶体和非晶体之间介于晶体和非晶体之间的固体。准晶具有完全的固体。准晶具有完全有序的结构，不具有晶体所应有的平移对称性。有序的结构，不具有晶体所应有的平移对称性。n原子常呈原子常呈定向有

17、序排列定向有序排列，但，但不作周期性平移重复不作周期性平移重复，其对称，其对称要素包含与晶体空间格子不相容的对称（如要素包含与晶体空间格子不相容的对称（如5次对称轴）。次对称轴）。 n瑞典皇家科学院瑞典皇家科学院2011年年10月月5日宣布，将日宣布，将2011年诺贝尔化年诺贝尔化学奖学奖授予以色列科学家授予以色列科学家达尼埃尔达尼埃尔舍特曼舍特曼，以表彰他，以表彰他“发发现了准晶现了准晶”这一突出贡献。这一突出贡献。n瑞典皇家科学院称，准晶的发现瑞典皇家科学院称，准晶的发现从根本上改变了以往化学从根本上改变了以往化学家对物体的构想。家对物体的构想。n准晶是一种介于晶体和非晶体之间的固体。准晶

18、是一种介于晶体和非晶体之间的固体。n 1982年，舍特曼将铝和锰共熔成合金然后迅速冷却，年，舍特曼将铝和锰共熔成合金然后迅速冷却，之后用仪器测出了之后用仪器测出了它的分子结构。它的分子结构。n 发现这种分子很不规则发现这种分子很不规则，每个原子周围居然有十个原子每个原子周围居然有十个原子！这不符合晶体！这不符合晶体原则，可又不能不算晶体原则，可又不能不算晶体。n 汇报给了他的汇报给了他的“上司上司”，却被，却被批评一顿批评一顿。上司甚至拿出一本晶体学基础课。上司甚至拿出一本晶体学基础课本让他好好看看本让他好好看看。n 1984年又发表了一篇关于准晶体的论文年又发表了一篇关于准晶体的论文，许多人

19、坚信原来的晶体观念，许多人坚信原来的晶体观念，拒不承认存在拒不承认存在5对称轴的对称轴的“准晶体准晶体”，舍特曼受到很多人嘲笑舍特曼受到很多人嘲笑、排挤、排挤。n 几年后，随着铝，铜，铁，稀土等合金的准晶体的不断发现，越来越多几年后，随着铝，铜，铁，稀土等合金的准晶体的不断发现，越来越多人开始支持准晶体理论。以至于国际化学界都修改了关于晶体的定义人开始支持准晶体理论。以至于国际化学界都修改了关于晶体的定义。n 他开启了晶体学新时代。他开启了晶体学新时代。作为一个不人云亦云的化学家作为一个不人云亦云的化学家，他，他完全配得上这些荣誉完全配得上这些荣誉。u 液晶液晶，即液态晶体（，即液态晶体（Li

20、quid Crystal，LC），是相态的一种，因为），是相态的一种，因为具有特具有特殊的理化与光电特性殊的理化与光电特性，20世纪中叶开始被广泛应用在轻薄型的显示技术上。世纪中叶开始被广泛应用在轻薄型的显示技术上。u 物质状态（又称相）为气、液、固，较为生疏的是等离子和液晶。液晶相物质状态（又称相）为气、液、固，较为生疏的是等离子和液晶。液晶相要具有特殊形状分子组合才会产生，可以要具有特殊形状分子组合才会产生，可以流动流动，又拥有结晶的，又拥有结晶的光学性质光学性质。u 在在1888年，奥地利植物学家莱尼茨尔合成了一种奇怪的有机化合物，它有年，奥地利植物学家莱尼茨尔合成了一种奇怪的有机化合物

21、，它有两个熔点。把它的固态晶体加热到两个熔点。把它的固态晶体加热到145时，便熔成液体，只不过是时，便熔成液体，只不过是浑浊浑浊的，的，而一切纯净物质熔化时却是而一切纯净物质熔化时却是透明透明的。如果继续加热到的。如果继续加热到175时，它似乎再次时，它似乎再次熔化，变成清澈透明的液体。后来，德国物理学家发现了这种白浊物质具有熔化，变成清澈透明的液体。后来，德国物理学家发现了这种白浊物质具有多种弯曲性质，认为这种物质是多种弯曲性质，认为这种物质是流动性结晶流动性结晶的一种，取名为液晶。的一种，取名为液晶。u 因液晶产生之条件（状况）不同而被分为因液晶产生之条件（状况）不同而被分为热致液晶热致液

22、晶（thermotropic LC）和和溶致液晶溶致液晶（lyotropic LC），分别由加热、加入溶剂形成液晶。液晶的光），分别由加热、加入溶剂形成液晶。液晶的光电效应受电效应受温度条件温度条件控制的液晶称为热致液晶；溶致液晶则受控于控制的液晶称为热致液晶；溶致液晶则受控于浓度条件浓度条件。显示用液晶一般是低分子热致液晶。显示用液晶一般是低分子热致液晶。第二章第二章 固体结构固体结构n1 1、晶体学基础、晶体学基础n2 2、金属的晶体结构、金属的晶体结构n3 3、合金相结构、合金相结构 n4 4、离子晶体的结构、离子晶体的结构n5 5、共价晶体的结构、共价晶体的结构n6 6、聚合物晶体结构

23、、聚合物晶体结构n7 7、非晶态结构、非晶态结构一、一、 有序态和无序态有序态和无序态 根据组成物质的原子模型，自然界中物质状态根据组成物质的原子模型，自然界中物质状态分为分为有序结构有序结构和和无序结构无序结构两两大类。大类。 晶体为典型的有序结构晶体为典型的有序结构，气体、液体和非晶态气体、液体和非晶态固体属于固体属于无序结构无序结构。 气体相当于物质的稀释态，液体和非晶固体相气体相当于物质的稀释态，液体和非晶固体相当于凝聚态。当于凝聚态。v非晶态固体非晶态固体的分子像在液体中一样，以相同的紧压的分子像在液体中一样，以相同的紧压程度一个挨着一个的程度一个挨着一个的无序堆积无序堆积。v不同的

24、是，在液体中的分子容易滑动，粘滞系数很不同的是，在液体中的分子容易滑动，粘滞系数很小；在非晶态固体中，分子基本上不能再滑动，具小；在非晶态固体中，分子基本上不能再滑动，具有有固体的形状固体的形状和和很大的刚硬性很大的刚硬性。v通过连续的转变，可以从气态或液态获得通过连续的转变，可以从气态或液态获得无定型无定型或或玻璃态的凝聚固态玻璃态的凝聚固态非晶态固体非晶态固体。 非晶态固体中的无序非晶态固体中的无序并不是绝对的并不是绝对的“混乱混乱”，而而是破坏了有序系统的某些对称性，形成了一种是破坏了有序系统的某些对称性，形成了一种有缺陷有缺陷、不完整的短程有序不完整的短程有序。 一般认为，组成物质的原

25、子、分子的空间排列不一般认为，组成物质的原子、分子的空间排列不呈周期性和平移对称性，晶态的呈周期性和平移对称性，晶态的长程有序受到破坏长程有序受到破坏，只有由于原子间的相互关联作用，使其在小于几个原只有由于原子间的相互关联作用，使其在小于几个原子间距的小区间内子间距的小区间内 (11.5nm)，仍然能保持形貌和组分，仍然能保持形貌和组分的某些有序特征而的某些有序特征而具有短程有序具有短程有序，这样一类特殊物质，这样一类特殊物质状态统称为状态统称为非晶态非晶态。非晶态材料在微观结构上的基本特征：非晶态材料在微观结构上的基本特征：(1)只存在小区间范围内的只存在小区间范围内的短程有序短程有序，在近

26、程或次近，在近程或次近邻的原子间的键合（如配位数、原子间距、键角、邻的原子间的键合（如配位数、原子间距、键角、键长等）具有某种规律性，但键长等）具有某种规律性，但没有长程有序没有长程有序；(2)非晶态材料的非晶态材料的X-射线衍射花样是有射线衍射花样是有较宽的晕较宽的晕和和弥弥散的环散的环组成，组成，没有表征结晶态特征的任何斑点和没有表征结晶态特征的任何斑点和条纹条纹，用电子显微镜也看不到晶粒间界、晶格缺，用电子显微镜也看不到晶粒间界、晶格缺陷等形成的衍衬反差；陷等形成的衍衬反差；非晶衍射花样非晶衍射花样v由于人们最为熟悉的由于人们最为熟悉的玻璃玻璃是是非晶态非晶态，所以也把，所以也把非晶非晶

27、态态称作称作无定形体无定形体或或玻璃体玻璃体 (Amorphous or Glassy States)。v如，如，非晶体金属非晶体金属也称为也称为金属玻璃金属玻璃。(3)当温度升高时，在某个很窄的温度区间，会发生当温度升高时，在某个很窄的温度区间，会发生明明显的结构相变显的结构相变，因而它是一种，因而它是一种亚稳相亚稳相。v到目前为止，人们已经发现了多种非晶态材料，发到目前为止，人们已经发现了多种非晶态材料，发展了多种方法与技术来制备各类非晶态材料。展了多种方法与技术来制备各类非晶态材料。v从广泛意义上讲，非晶态材料包括从广泛意义上讲，非晶态材料包括普通的低分子非普通的低分子非晶态材料晶态材料

28、、传统的氧化物传统的氧化物和和非氧化物玻璃非氧化物玻璃、非晶态非晶态高分子聚合物高分子聚合物等。等。从材料学的分类角度分析，非晶态材料的品种很从材料学的分类角度分析，非晶态材料的品种很多，主要包括：多，主要包括：1. 非晶态合金非晶态合金2. 非晶态半导体材料非晶态半导体材料3. 非晶态超导体非晶态超导体4. 非晶态高分子材料非晶态高分子材料5. 非晶态玻璃非晶态玻璃v非晶态合金也叫非晶态合金也叫金属玻璃金属玻璃，它既有金属和玻璃的，它既有金属和玻璃的优点优点, 又克服了它们各自的弊病。又克服了它们各自的弊病。v如玻璃易碎如玻璃易碎, 没有延展性。金属玻璃的强度却高于没有延展性。金属玻璃的强度

29、却高于钢钢, 硬度超过高硬工具钢硬度超过高硬工具钢, 且具有一定的韧性和刚且具有一定的韧性和刚性性, 所以所以, 人们赞扬金属玻璃为人们赞扬金属玻璃为“敲不碎、砸不烂敲不碎、砸不烂”的的“玻璃之王玻璃之王”。v金属玻璃具有金属玻璃具有光泽光泽，可以，可以弯曲弯曲，外观上和普通金属，外观上和普通金属材料没任何区别，但金属玻璃中原子的排列杂乱，材料没任何区别，但金属玻璃中原子的排列杂乱，因而赋予了它一系列全新的特性。因而赋予了它一系列全新的特性。2. 非晶态半导体材料非晶态半导体材料非晶态半导体材料范围十分广泛，研究最多的非晶态半导体材料范围十分广泛，研究最多的有两类：有两类：，例如非，例如非晶晶

30、 Si 和和 Ge，属于，属于 IVA 族的半导体元素族的半导体元素，例如，例如 S，Se，Te等 ， 包 括 二 元 系 的等 ， 包 括 二 元 系 的 A s2S e3和 多 元 系 的和 多 元 系 的As81Se21Ge80Te18，As30Te43Si12Ge10等。等。3. 非晶态超导体非晶态超导体l 关于非晶态超导材料的研究可以追溯到 20 世纪 50 年代，当时有两位德国科学家发现在，临界温度分别为 6.1 K 和 8.4 K。l 但它们升温到 2030 K 时就发生晶化，故在室温下无法保持为非晶态，这就给这些材料的进一步研究和应用带来了困难。1975 年以后，有人用液体金属

31、急冷法制备了多种具有超导电性的非晶态合金，其临界温度，临界磁场及临界电流密度比较高，因而开辟了非晶超导电材料的应用领域。3. 非晶态超导体非晶态超导体4. 非晶态高分子材料非晶态高分子材料早在 20 世纪 50 年代，希恩等人在晶态聚合物的 X射线衍射图中就曾发现过非晶态高分子聚非晶态高分子聚合物的弥散环合物的弥散环。这些实际的结构介于有序和无序之间，被认为是结晶不好或部分结构有序结晶不好或部分结构有序。v许多许多高聚物塑料高聚物塑料和和组成人体的主要生命物质组成人体的主要生命物质以及以及液晶液晶都属于这一范畴。如特定结构的聚丙都属于这一范畴。如特定结构的聚丙烯表现为非晶态。烯表现为非晶态。结

32、晶型结构结晶型结构折叠链结构模型折叠链结构模型 无定形结构无定形结构5. 非晶体玻璃非晶体玻璃玻璃是非晶态固态中的一种，玻璃中的原子玻璃是非晶态固态中的一种，玻璃中的原子不像晶体那样在空间作远程有序排列，而近不像晶体那样在空间作远程有序排列，而近似于液体，一样具有似于液体，一样具有，玻璃像，玻璃像固体一样能保持一定的外形，而不像液体那固体一样能保持一定的外形，而不像液体那样在自重作用下流动。样在自重作用下流动。石英玻璃无规网络石英玻璃无规网络结构结构石英晶石英晶体体结构结构n性能特点性能特点: :各向同性各向同性; ;无固定熔点无固定熔点; ;高强度、高耐高强度、高耐蚀性、高导磁蚀性、高导磁率

33、。率。5. 非晶体玻璃非晶体玻璃一、需掌握的概念和术语：一、需掌握的概念和术语：n1. 1. 晶体与非晶体的区别晶体与非晶体的区别n2. 2. 空间点阵、晶格、晶胞、晶系（七个），布拉菲点阵空间点阵、晶格、晶胞、晶系（七个），布拉菲点阵（1414种）种）n3. 3. 晶面指数、晶向指数、晶面间距晶面指数、晶向指数、晶面间距二、几个常用的公式二、几个常用的公式n1. 1. 指数相同的晶向和晶面必然垂直。如指数相同的晶向和晶面必然垂直。如111(111)111(111)n2. 2. 当一晶向当一晶向uvwuvw 位于或平行某一晶面（位于或平行某一晶面（hklhkl）时，则）时，则n 必然满足：必然

34、满足：h hu+ku+kv+lv+lw w=0=0n3. 3. 晶面间距：晶面间距：d d(hkl(hkl) )的求法的求法coscoscoshklabcdhkl第二章第二章 内容回顾内容回顾 n1、晶体与非晶体的区别晶体与非晶体的区别： .原子规则排列原子规则排列：晶体中原子（分子或离子）在三维空：晶体中原子（分子或离子）在三维空间呈周期性重复规则排列，存在长程有序，而非晶体的原子间呈周期性重复规则排列，存在长程有序，而非晶体的原子无规则排列的。无规则排列的。 .是否有固定熔点是否有固定熔点：晶体具有固定的熔点，非晶体无固：晶体具有固定的熔点，非晶体无固定的熔点，液固转变是在一定温度范围内进

35、行。定的熔点，液固转变是在一定温度范围内进行。 3.各向异各向异(同同)性性：晶体具有各向异性（：晶体具有各向异性（anisotropy），非），非晶体为各向同性。晶体为各向同性。n2、空间点阵：将晶体中原子或原子团抽象为纯几何点（阵、空间点阵：将晶体中原子或原子团抽象为纯几何点（阵点点 lattice point），即可得到一个由无数几何点在三维空间），即可得到一个由无数几何点在三维空间排列成规则的阵列排列成规则的阵列空间点阵（空间点阵（space lattice）。特征：每个）。特征：每个阵点在空间分布必须具有完全相同的周围环境阵点在空间分布必须具有完全相同的周围环境(surroundin

36、g)。n3、晶胞（、晶胞（Unite cells）：代表性的基本单元（最小平行六面）：代表性的基本单元（最小平行六面体）体）small repeat entities。1、晶系与布拉菲点阵晶系与布拉菲点阵（Crystal System and BravaisCrystal System and Bravais Lattice Lattice） 七个晶系，七个晶系，1414个布拉菲点阵个布拉菲点阵晶系晶系布拉菲点阵布拉菲点阵晶系晶系布拉菲点阵布拉菲点阵三斜三斜TriclinicTriclinicabc abc ，单斜单斜 MonoclinicMonoclinicabcabc， =90=90正交正

37、交abcabc，=9090 简单三斜简单三斜简单单斜简单单斜底心单斜底心单斜简单正交简单正交底心正交底心正交体心正交体心正交面心正交面心正交六方六方 HexagonalHexagonala a1 1=a=a2 2a a3 3cc，=9090 ， =120=120菱方菱方 RhombohedralRhombohedrala=b=c, =90a=b=c, =90 四方（正方）四方（正方）TetragonalTetragonala=bc, =a=bc, =9090 立方立方 CubicCubica=b=ca=b=c， =9090 简单六方简单六方简单菱方简单菱方简单四方简单四方体心四方体心四方简单立方简单立方体心立方体心立方面心立方面心立方n简单晶胞简单晶胞晶面间距晶面间距的计算公式的计算公式