【正文】 （四）、無機材料物理化學(xué)的科學(xué)內(nèi)涵 － 材料科學(xué)與工程的基礎(chǔ) 性能 使用效能 合成與制備 組成與結(jié)構(gòu) 無機非金屬材料科學(xué)與工程 無機非金屬材料科學(xué)與工程 是一門研究無機非金屬材料 合成與制備 、 組成與結(jié)構(gòu) 、 性能、 使用效能 四者之間的 關(guān)系與規(guī)律 的科學(xué)。這一點是與合成相同的，但制備還包括在更為 宏觀的尺度 上或以更大的規(guī)模控制材料的結(jié)構(gòu)，使之具備所需的性能和適用效能， 即包括材料的加工、處理、裝配和制造 。 凡是具有 （ 非人工琢磨而成 ） 幾何多面體形態(tài)的固體都稱之為晶體 以上兩種定義都是不正確的 ? 1912年 ， X射線晶體衍射實驗成功 ， 對晶體的研究從晶體的外部進入到晶體的內(nèi)部 ， 使結(jié)晶學(xué)進入一個嶄新的發(fā)展階段 。 ? 相當(dāng)點的分布可以體現(xiàn)晶體結(jié)構(gòu)中所有質(zhì)點的重復(fù)規(guī)律。前者僅僅表征質(zhì)點在空間的排列規(guī)律，而后者在描述規(guī)律的同時涉及了具體節(jié)點位置上的具體原子或離子等。 非晶體不穩(wěn)定，有自發(fā)地向晶體轉(zhuǎn)化的趨向。 基于以上特點 ， 所以晶體的對稱性是晶體的最重要特征 ，也可以把它作為 晶體分類的最好依據(jù) 。 ? 旋轉(zhuǎn)一周 ， 晶體的相同部分重復(fù)的次數(shù)稱為 軸次 （ n） ；重復(fù)時所旋轉(zhuǎn)的最小角度稱為 基轉(zhuǎn)角 （ α） ； n=360176。 ? 相應(yīng)的對稱操作是圍繞一根直線的旋轉(zhuǎn)和對此直線上一個點反伸的復(fù)合操作。 低級晶族：無高次軸 中級晶族：有且只有一個高次軸 高級晶族：有多個高次軸 ? 在每一個晶族中又按照其對稱特點共劃分為 7個晶系 ， 即低級晶族有 三斜晶系 、 單斜晶系和斜方晶系 ；中級晶族有 四方晶系 、 三方晶系和六方晶系 ；高級晶族只有一個晶系 ， 即 等軸晶系 。它與晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)研究中晶胞的參數(shù)（或格子參數(shù)）一致，如果軸單位和軸角已知，就可以知道晶胞的形狀和大小。 ? 晶面在晶軸上截距系數(shù)之比為簡單整數(shù)比 —— 整數(shù)定律 ⑴ 晶面是面網(wǎng)，晶軸是行列，晶面截晶軸于結(jié)點，或者晶面平移后截晶軸于結(jié)點（晶軸上的截距系數(shù)之比不變，晶面符號不變）。 晶胞的概念 ? 晶胞： 是指晶體結(jié)構(gòu)中的平行六面體單位，其形狀大小與對應(yīng)的空間格子中的平行六面體一致。 ? 簡答題 （ 1）試述玻璃和晶體的差別。 平行六面體的三根棱長 a、 b、 c及其夾角 α、 β、 γ是表示它本身的形狀、大小的一組參數(shù)，稱為單位平行六面體參數(shù)或點陣參數(shù)（格子常數(shù)） ? 各晶系平行六面體的形狀和結(jié)點分布 ? 各晶系相應(yīng)的七種平行六面體的形狀和格子常數(shù)如下圖和表中所示。晶面指數(shù)是按照 X、 Y、 Z軸順序排列的，一般式寫作（ hkl）；如果晶面與晶軸的負端相交，則在其相應(yīng)的指數(shù)上加 “ － ” 。 ? 由于結(jié)點間距很?。ㄒ?nm計），需借助 X射線分析方能測定，根據(jù)晶體外形不能確定軸單位的真實長度，但應(yīng)用幾何結(jié)晶學(xué)的方法可以求出它們的比率，即 a︰ b︰ c，這一比率稱為軸率。 對稱型的推導(dǎo) 根據(jù)結(jié)晶多面體中可能存在的對稱要素及其組合規(guī)律，推導(dǎo)出晶體中可能出現(xiàn)的對稱型共有 32種。 ? 在一個晶體中，除 L1外，可以無、也可有一或多種對稱軸，而每一種對稱軸也可有一或多個。 晶體中如果存在對稱中心，則所有晶面必然兩兩反向平行而且相等 。 一切晶體都具格子構(gòu)造 ， 而格子構(gòu)造本身就是內(nèi)部質(zhì)點在三維空間周期性重復(fù)排列的體現(xiàn) （ 微觀對稱 ） 。 4～ 6～ 7 藍晶石晶體的硬度 ? 對稱性： 是指某種相同的性質(zhì)在不同的方向或位置上作有規(guī)律地重復(fù) 。 由八個結(jié)點、六個兩兩平行而且相等的面組成。 ? 為了進一步揭示質(zhì)點周期性重復(fù)的規(guī)律 ， 我們可以對它作某種抽象 。 了解材料的 組成與結(jié)構(gòu) 及它們同 合成與制備 之間、 性能與使用效能 之間的內(nèi)在聯(lián)系，一直是 無機非金屬材料科學(xué)與工程 的基本研究內(nèi)容 。 工程方面 —— 著重與研究如何利用這些規(guī)律性的研究成果 以新的或更有效的方式 開發(fā)并生產(chǎn)出材料 ， 提高材料的使用效能，以滿足社會的需要。 1. 合成與制備 合成 ——指促使原子、分子結(jié)合而構(gòu)成材料的化學(xué)與物理過程。 （五）、無機材料物理化學(xué)的研究方法： 無機材料物理化學(xué)的性質(zhì)： 研究無機材料科學(xué)與工程涉及的各種物質(zhì)聚集狀態(tài)的結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)變化，以及結(jié)構(gòu)對性能的決定作用。 先在結(jié)構(gòu)中選出任一幾何點 ， 這個點可以取在陰或陽離子的中心 ， 也可以取它們之間的任意一點 ， 然后在結(jié)構(gòu)中找出與此點相當(dāng)?shù)膸缀吸c ， 稱為 “ 相當(dāng)點 ” 。 平行六面體 ? (5) 晶胞 為了說明實際晶體中的點陣排列規(guī)律和特點，從中取出的一個具有代表性的基本單元（最小平行六面體）作為點陣的組成單元，稱為晶胞。 對稱性是晶體非常重要的性質(zhì) ， 也是晶體分類的基礎(chǔ) 。 ? ⑵ 晶體的對稱是有限的 （ 遵循 “ 晶體對稱定律 ” ） 。用它可以作為判斷晶體有無對稱中心的依據(jù)。 ? 表示方法為 3L 4L 6L2等 。 (見下表） 晶體的 32種對稱型 晶體的對稱分類 晶體是根據(jù)其對稱特點進行分類的 ， 方法如下： ? 首先 ， 把屬于同一對稱型的晶體歸為一類 ， 稱為 晶