材料科學(xué)基礎(chǔ)第2章-資料下載頁
2025-02-21 10:19本頁面
【正文】 形成架狀結(jié)構(gòu) 。 單一和成對四面體（ 孤島狀硅酸鹽 ） 組群狀硅酸鹽 單鏈狀硅酸鹽硅氧四面體示意圖 （ 鏈接 雙鏈狀硅酸鹽結(jié)構(gòu) ） 層片狀硅酸鹽硅氧四面體示意圖 （ 鏈接 層片、骨架狀硅酸鹽結(jié)構(gòu) ） 共價(jià)晶體的結(jié)構(gòu) 共價(jià)晶體： 由同種非金屬元素的原子或異種元素的原子以共價(jià)鍵結(jié)合成的無限大分子 。 共價(jià)晶體特點(diǎn) ： ， 共價(jià)晶體中的原子配位數(shù)比離子晶體和金屬晶體中的小 。 ， 故具有更高的硬度 、強(qiáng)度 、 脆性 、 熔點(diǎn) 、 沸點(diǎn)；更低的揮發(fā)性 ， 結(jié)構(gòu)也更穩(wěn)定 。 ， 因共用電子不能自由運(yùn)動 。 典型共價(jià)晶體 ：金剛石 、 ZnS（ AB型 ） 、 SiO2（ AB2型 ）三種 。 共價(jià)晶體的結(jié)構(gòu) 典型共價(jià)晶體 ： 金剛石 、 ZnS（ AB型 ） 、 SiO2（ AB2型 ） 三種 。 金剛石結(jié)構(gòu)： Si、 Ge、 α － Sn AB型： SiC 非晶態(tài)固體結(jié)構(gòu) 非晶態(tài)固體結(jié)構(gòu)通常指玻璃體 、 樹脂和橡膠等 。 玻璃體包括：硅酸鹽玻璃 、 硼酸鹽玻璃 、 半導(dǎo)體玻璃 、 金屬玻璃 本節(jié)主要討論玻璃的概念和通性 ， 玻璃的結(jié)構(gòu)和形成條件 。 玻璃的概念和通性 概念 ：由硅酸鹽礦物 、 氧化物等加熱 、 熔融 、 冷卻而形成的一種無定型的固體 。 玻璃的通性 ： (1)各向同性 (2)介穩(wěn)性 —— 有析晶 (晶化 )的傾向 當(dāng)熔體過冷變?yōu)椴Ａw時(shí) ， 并不處于最低的能量狀態(tài) ． 它能較長時(shí)間在低溫下保留了高溫時(shí)的結(jié)構(gòu)而不變化 ， 因而稱為介穩(wěn)態(tài) ． 它含有過剩的內(nèi)能 ， 有析晶的傾向 。 (3)熔融態(tài)向玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化的過程是可逆的與漸變的 (4)無固定的熔點(diǎn) (5)熔融態(tài)向玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化時(shí)物理 、 化學(xué)性質(zhì)隨溫度變化 的連續(xù)性 玻璃的結(jié)構(gòu) 目前較普遍為人們接受的玻璃結(jié)構(gòu)學(xué)說是無規(guī)則網(wǎng)絡(luò)學(xué)說 ． 無規(guī)則網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)學(xué)說的內(nèi)容 由德國學(xué)者扎哈里阿森在 1933年提出的 ． 認(rèn)為：凡是成為玻璃態(tài)的物質(zhì)與相應(yīng)的晶體結(jié)構(gòu)一樣 ， 也是由一個(gè)三維空間網(wǎng)絡(luò)所構(gòu)成 ． 這種網(wǎng)絡(luò)是由離子多面體 (四面體和三角形 )構(gòu)筑起來的 ． 而玻璃體的結(jié)構(gòu)中多面體重復(fù)沒有規(guī)律性 ． 無規(guī)則網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn) ① 在結(jié)構(gòu)中 ， 每個(gè) O2只能連接 2個(gè)多面體； ② 多面體之間只能共頂連接 ， 而不能共棱和共面連接； ③ 多面體是屬于高電價(jià)低配位的多面體； ④ 每一個(gè)多面體至少有 3個(gè)頂點(diǎn)與相鄰多面體連接； ⑤ 結(jié)構(gòu)中存在活性氧 (非橋氧 )和非活性氧 (橋氧 )． 玻璃的結(jié)構(gòu) 無規(guī)則網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的基本構(gòu)成 (1)網(wǎng)絡(luò)形成體 結(jié)構(gòu)中以多面體的形式存在 ， 是無規(guī)則網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的骨架 。 (2)網(wǎng)絡(luò)變性體 用于飽和 O2過剩的負(fù)電荷 ， 處在網(wǎng)絡(luò)間隙位置 ， 會改變玻璃的性質(zhì) 。 (3)網(wǎng)絡(luò)中間體 既是網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)形成體 ， 又是網(wǎng)絡(luò)變性體 。 玻璃的結(jié)構(gòu) 無規(guī)則網(wǎng)絡(luò)學(xué)說強(qiáng)調(diào)了玻璃中離子與多面體相互排列的均勻性 、 連續(xù)性及無序性等方面 能解釋一系列玻璃性質(zhì)的變化 ， 長期以來是玻璃結(jié)構(gòu)的主要學(xué)說 ． 隨著對玻璃性質(zhì)及其結(jié)構(gòu)的深入研究 ， 各方面都承認(rèn) ，玻璃的結(jié)構(gòu)具有近程有序和遠(yuǎn)程無序的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 。 因此玻璃是具有近程有序區(qū)域的無定形體物質(zhì) ． 本節(jié)的基本要求 一般了解 ? 、共價(jià)晶體的結(jié)構(gòu)及性能特點(diǎn) ? ? 、通性 ? 、特點(diǎn)及基本構(gòu)成。 本節(jié)的基本要求 重點(diǎn)掌握： ? 、組織、固溶體、中間相（金屬間化合物）的概念 ? 、中間相的分類、特點(diǎn)和用途 ? 例題及其解答 ? 1. 氧化鎂（ MgO）與氯化鈉（ NaCl）具有相同結(jié)構(gòu)。已知 Mg離子半徑，氧的離子半徑。求 (1) MgO的晶格常數(shù)； (2) MgO的密度？ （ Ar(Mg)=， Ar(O)=） ? 2. 共價(jià)鍵結(jié)合的原子其最大的 CN是由此原子所具有的價(jià)電子數(shù)決定；而離子鍵結(jié)合的原子其最大配位數(shù)則受其離子半徑比的限制。試證明當(dāng)CN=6時(shí)，其最小的半徑比為 。 ? 3. 假設(shè)高壓時(shí)，可將 NaCl強(qiáng)迫變成 CsCl型結(jié)構(gòu)，試問體積改變的百分比為多少？（已知 CN=6時(shí)）
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