【正文】 對固體性質(zhì)的定性認(rèn)識 固體化學(xué) : 則注意固體物質(zhì)隨組成變化的特性 未來材料科學(xué)發(fā)展的化學(xué)基本問題： 分子結(jié)構(gòu) — 分子聚集體高級結(jié)構(gòu) — 材料結(jié)構(gòu) — 理化性能 — 功能之間的關(guān)系 掌握這些關(guān)系便可以減少盲目性 ， 增加命中率 。 還需要建立測定高級結(jié)構(gòu)的方法 ， 研究理化性能和功能與高級結(jié)構(gòu)的關(guān)系 。 合成功能分子與構(gòu)筑高級結(jié)構(gòu)的理論與方法的研究 如何構(gòu)筑有序的高級結(jié)構(gòu)是一個新的合成化學(xué)問題。或是在合成結(jié)構(gòu)單元的時(shí)候如何時(shí)期能夠自組裝成為所需的高級結(jié)構(gòu)；或是在獲得功能分子之后，再組裝為材料。 材料化學(xué)中基本化學(xué)問題 在化學(xué)家參與新材料研制和推出之前 ， 新材料的研制基本上采用各種嘗試法 ——把各種組分依照無理論指導(dǎo)的配比加成 ， 再根據(jù)性能要求來取舍 。 我們知道 ， 每種材料的特定結(jié)構(gòu)決定它的特定功能和用途 。 它們的原始基礎(chǔ)在于構(gòu)成它們的分子結(jié)構(gòu) ， 而實(shí)際功能則還取決于由分子構(gòu)成的宏觀物質(zhì)的狀態(tài)和結(jié)構(gòu) 。 化學(xué)在研究開發(fā)新材料中一個作用就是用化學(xué)理論和方法研究功能分子以及由功能分子構(gòu)筑的材料的結(jié)構(gòu)和功能關(guān)系 ， 使人們能夠設(shè)計(jì)新型材料 。 另外合成化學(xué)提供的各種化學(xué)合成反應(yīng)和方法使人們可以獲得具有所設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的材料 。 在 20世紀(jì)后期有兩個動向：一是具有特定功能的先進(jìn)材料變得越來越重要；一是高級材料對于特殊物理性質(zhì)和材料的高級結(jié)構(gòu)的依賴性增加 。 因此固體材料的化學(xué)特性的研究和應(yīng)用很重要 。 ⑴ 按照材料的化學(xué)屬性可以分為四類 : 有機(jī)高分子材料 黑金屬 有色金屬 金屬材料 燒結(jié)成型，制陶工藝。 新型陶瓷材料（ New Ceramics）或精細(xì)陶瓷（ Fine Ceramics）。 以脂肪族或芳香族的 CC共價(jià)鍵為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的大分子組成。一般又分為塑料、橡膠和纖維。 復(fù)合材料 金屬、無機(jī)非金屬和有機(jī)高分子材料有機(jī)結(jié)合 無機(jī)非金屬材料 單晶形態(tài)、多晶形態(tài)。 167。 12 固體物質(zhì)的分類 無機(jī)固體化學(xué)是以研究無機(jī)和金屬材料為任務(wù)的，包括固體單質(zhì)（硅、碳等）、 二元或多元化合物、金屬和合金等。 “雜化材料 ” ：從 80年代開始 ， 日本理部化學(xué)研究所山田瑛 、 雀部博之等人 ， 應(yīng)用化學(xué)中 “ 雜化 ” （ hydrid） 概念而提出 。 指兩種以上不同種類的有機(jī) 、 無機(jī) 、 金屬材料在原子 、 分子水平上雜化 ， 從而產(chǎn)生具有新型原子 、 分子集合結(jié)構(gòu)的物質(zhì) 。這種材料具有許多新性能和用途 : 零維：超微粒子 無機(jī)材料 高分子絡(luò)合物 一維：超取向化 各向異性 高分子材料 雜化 高分子構(gòu)成 二維：超薄膜化 金屬材料 高分子復(fù)體 三維：疊層化 多維 、 多孔化 構(gòu)造機(jī)制：離子界面消失，完全結(jié)晶化 ⑵ 按材料的性能分類 任何材料在使用過程中都能提供可資利用的某種或某些功能 。根據(jù)這些性能可以將材料分為 2大類： 結(jié)構(gòu)材料 （ Structural material） ：以力學(xué)性能 ， 如受力形變 、脆性斷裂和強(qiáng)度等作為應(yīng)用性能 ， 如制造工具 、 機(jī)器 、 車輛用的鋼鐵材料 ， 建筑房屋 、 橋梁和鐵路用的混凝土材料 。 這些材料都具有抵抗外力作用而保持自己的形狀 、 結(jié)構(gòu)不變的優(yōu)良力學(xué)性能 。 功能材料 （ Functional material） ：此概念 1965年由美國貝爾研究所的 ， 現(xiàn)已被各國材料界重視和接受 。 其定義是：具有優(yōu)良的電學(xué) 、 磁學(xué) 、 光學(xué) 、 熱學(xué) 、 聲學(xué) 、力學(xué) 、 化學(xué)和生物學(xué)功能及相互轉(zhuǎn)化的性能 ， 被用于非結(jié)構(gòu)目的的高技術(shù)材料 。 材料的功能及其示例 熱學(xué)性能 —— 熱容 、 熱傳導(dǎo) 、 熱穩(wěn)定； 光學(xué)性能 —— 與光的作用 、 吸光 、 發(fā)光和透光性； 電學(xué)性能 —— 導(dǎo)電 、 介電和壓電性等； 磁學(xué)性能 —— 永磁 、 硬磁 、 軟磁等； 化學(xué)性能 —— 反應(yīng)性 、 催化等； 生物功能 —— 人造器官 、 骨骼和牙齒等 。 舉例： ① 彈性材料 —— 應(yīng)用力學(xué)性能 —— 用于非結(jié)構(gòu)目的 —— 屬于功能材料； ② 結(jié)構(gòu)陶瓷 —— 應(yīng)用力學(xué)性能 —— 用于結(jié)構(gòu)目的 —— 屬于結(jié)構(gòu)材料； ③ 普通玻璃 —— 應(yīng)用光學(xué)性能 —— 用于結(jié)構(gòu)目的 —— 屬于結(jié)構(gòu)材料； ④ 耐 火 磚 —— 應(yīng)用熱學(xué)性能 —— 用于結(jié)構(gòu)目的 —— 屬于結(jié)構(gòu)材料 。 （ 4） 按照固體中原子之間結(jié)合力的本質(zhì)（化學(xué)鍵）的類型分： （ 3）按照物質(zhì)中原子排列的有序程度分 ： 晶態(tài)固體 具有長程有序的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，其中的組成原子或基元是 處于按一定格式空間排列的狀態(tài)。 非晶態(tài)固體 則象液體那樣，只在幾個原子間距的量級的短程范圍內(nèi) 有原子有序的狀態(tài)，它們中間的原子的排列是沒有一定的格式的。 晶態(tài)固體和非晶態(tài)固體 離子晶體、共價(jià)晶體、金屬晶體、分子晶體 離子晶體 定義 ： 離子晶體是陰離子和陽離子通過 離子鍵 （靜電）相互作用形成的晶體。 離子晶體 特點(diǎn)： （ 1）晶格結(jié)點(diǎn)上交替排列著正、負(fù)離子，依離子鍵結(jié)合。 （ 2）離子晶體中的正負(fù)離子按一定配位數(shù)在空間排列，因此晶體 中不存在單個分子 （ 4）離子晶體一般有較高的熔、沸點(diǎn)。離子的電荷越高，半徑越小，靜電引力越強(qiáng)，晶體的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)也越高。 （ 5） 一般硬度較大 ， 但延展性差 ， 因而容易破碎 。 （ 3） 低溫下絕緣 ， 某些晶體有離子導(dǎo)電現(xiàn)象 ， 熔體導(dǎo)電 定義： 原子晶體（共價(jià)鍵晶體） 共價(jià)鍵 :依靠共有自旋相反配對的價(jià)電子所形成的原子間的結(jié)合力 金剛石的結(jié)構(gòu) 組成晶體的原子通過 共價(jià)鍵 （具有方向性、飽和性）而形成的一類晶體稱為原子晶體 共價(jià)鍵的性質(zhì)： 飽和性和方向性 ? 飽和性： 指每個原子與周圍原子之間的共價(jià)鍵數(shù)目有一定的限制。 Si、 Ge等 Ⅳ 族元素有 4個未配對的價(jià)電子，每個原子只能與周圍 4個原子共價(jià)鍵合，使每個原子的最外層都成為 8個電子的閉合殼層，因此 共價(jià)晶體的配位數(shù) (即晶體中一個原子最近鄰的原子數(shù) )只能是 4。 ? 方向性： 指原子間形成共價(jià)鍵時(shí)，電子云的重疊在空間一定方向上具有最高密度，這個方向就是共價(jià)鍵方向。 共價(jià)鍵方向是四面體對稱的，即共價(jià)鍵是從正四面體中心原子出發(fā)指向它的四個頂角原子， 共價(jià)鍵之間的夾角為 109176。 28180。，這種正四面體稱為共價(jià)四面體。 原子晶體是巨型分子，用化學(xué)式表示其組成。如：金剛石 (C)、硅(Si)、鍺 (Ge)、石英 (SiO2)、金剛砂 (SiC)等。 ?絕緣體或半導(dǎo)體，熔體也不導(dǎo)電 原子晶體 特點(diǎn)： ?熔點(diǎn)、沸點(diǎn)高 ?強(qiáng)度和硬度由中到高 分子晶體 氯、溴、碘的分子結(jié)構(gòu) 構(gòu)成晶體的結(jié)構(gòu)單元是分子，分子內(nèi)的原子是靠共價(jià)鍵結(jié)合，