無機(jī)材料工藝原理10玻璃的形成-資料下載頁
2025-10-09 15:58本頁面
【正文】 中 間 體 Na 1 6 84 K 1 9 54 Cs 2 8 134 Mg 2 6 155 Ba 2 8 136 Li 1 4 151 Pb 2 4 151 Rb 1 10 48 Cs 1 12 40+ 網(wǎng) 絡(luò) 修 飾 體 （ 3）鍵型 。 離子鍵化合物 在熔融狀態(tài)以單獨(dú)離子存在，流動(dòng)性很大，凝固時(shí)靠靜電引力迅速組成晶格。離子鍵作用范圍大，又無方向性，且離子鍵化合物具有較高的配位數(shù)（ 8），離子相遇組成晶格的幾率較高，很難形成玻璃。 金屬鍵物質(zhì) ，在熔融時(shí)失去聯(lián)系較弱的電子，以正離子狀態(tài)存在。金屬鍵無方向性并在金屬晶格內(nèi)出現(xiàn)最高配位數(shù)（ 12），原子相遇組成晶格的幾率最大，最不易形成玻璃 . 純粹共價(jià)鍵化合物 多為分子結(jié)構(gòu)。在分子內(nèi)部，由共價(jià)鍵連接，分子間是無方向性的范德華力。一般在冷卻過程中質(zhì)點(diǎn)易進(jìn)入點(diǎn)陣而構(gòu)成分子晶格。 因此以上三種鍵型都不易形成玻璃。 當(dāng) 離子鍵和金屬鍵向共價(jià)鍵過渡 時(shí)，通過強(qiáng)烈的極化作用，化學(xué)鍵具有方向性和飽和性趨勢(shì)，在能量上有利于形成一種低配位數(shù)（ 4）或一種非等軸式構(gòu)造，有 s－ p電子形成雜化軌道，并構(gòu)成 σ 鍵和 π 鍵，稱為 極性共價(jià)鍵 。 既具有共價(jià)鍵的方向性和飽和性、不易改變鍵長(zhǎng)和鍵角的傾向，促進(jìn)生成具有固定結(jié)構(gòu)的配位多面體，構(gòu)成玻璃的近程有序 ； 又具有離子鍵易改變鍵角、易形成無對(duì)稱變形的趨勢(shì)，促進(jìn)配位多面體不按一定方向連接的不對(duì)稱變形，構(gòu)成玻璃遠(yuǎn)程無序 的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。 因此極性共價(jià)鍵的物質(zhì)比較易形成玻璃態(tài)。 金屬鍵向共價(jià)鍵過渡的混合鍵稱為 金屬共價(jià)鍵 。 在金屬中加入半徑小電荷高的半金屬離子（ Si4+、 P5+、B3+等）或加入場(chǎng)強(qiáng)大的過渡元素，能對(duì)金屬原子產(chǎn)生強(qiáng)烈的極化作用，形成 spd或 spdf雜化軌道，形成金屬和加入元素組成的原子團(tuán)，類似于［ SiO4］四面體，也可形成金屬玻璃的 近程有序 ， 但金屬鍵的無方向性和無飽和性則使這些原子團(tuán)之間可以自由連接，形成無對(duì)稱變形的趨勢(shì)從而產(chǎn)生金屬玻璃的 遠(yuǎn)程無序 。 因此金屬共價(jià)鍵的物質(zhì)比較易形成玻璃態(tài)。 綜上所述， 形成玻璃必須具有離子鍵或金屬鍵向共價(jià)鍵過渡的混合鍵型 。 一般地說陰、陽離子的電負(fù)性差△ x約在 ～；其中陽離子具有較強(qiáng)的極化本領(lǐng)；單鍵強(qiáng)度 (M－ O)335kJ/mol；成鍵時(shí)出現(xiàn) s－ p電子形成雜化軌道。這樣的鍵型在能量上有利于形成一種低配位數(shù)的負(fù)離子團(tuán)構(gòu)造或結(jié)構(gòu)鍵，易形成無規(guī)則的網(wǎng)絡(luò)，因而形成玻璃傾向很大。
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