【正文】 ， 提出各種模型和理論 ，以闡明固體的結(jié)構和性能之間的關系； 固體化學 : 著重研究實際固體物質(zhì)的化學反應 、 合成方法 、晶體生長 、 化學組成和晶體結(jié)構；研究固體中缺陷及其對物質(zhì)的物理及化學性質(zhì)的影響等；探索固體物質(zhì)作為材料實際應用的可能性 。 固體化學是以固體物理的成就基礎而發(fā)展起來的，兩門學科的研究內(nèi)容 有許多交叉，但是他們的任務又有明確的分工?；瘜W是自然科學中唯一一門創(chuàng)造新物質(zhì)的科學。隨著化學的發(fā)展，較為完備的合成化學理論和方法、精確的定性和定量分析，尤其是各類結(jié)構分析儀器的發(fā)展和應用，使得材料化學科學發(fā)展到一個新的水平，對新材料的研制和推出起到重要的作用。 還需要建立測定高級結(jié)構的方法 ， 研究理化性能和功能與高級結(jié)構的關系 ?；蚴窃诤铣山Y(jié)構單元的時候如何時期能夠自組裝成為所需的高級結(jié)構；或是在獲得功能分子之后，再組裝為材料。 我們知道 ， 每種材料的特定結(jié)構決定它的特定功能和用途 。 化學在研究開發(fā)新材料中一個作用就是用化學理論和方法研究功能分子以及由功能分子構筑的材料的結(jié)構和功能關系 ， 使人們能夠設計新型材料 。 在 20世紀后期有兩個動向：一是具有特定功能的先進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)構的依賴性增加 。 ⑴ 按照材料的化學屬性可以分為四類 : 有機高分子材料 黑金屬 有色金屬 金屬材料 燒結(jié)成型，制陶工藝。 以脂肪族或芳香族的 CC共價鍵為基礎結(jié)構的大分子組成。 復合材料 金屬、無機非金屬和有機高分子材料有機結(jié)合 無機非金屬材料 單晶形態(tài)、多晶形態(tài)。 12 固體物質(zhì)的分類 無機固體化學是以研究無機和金屬材料為任務的，包括固體單質(zhì)（硅、碳等）、 二元或多元化合物、金屬和合金等。 指兩種以上不同種類的有機 、 無機 、 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)構的物質(zhì) 。根據(jù)這些性能可以將材料分為 2大類： 結(jié)構材料 （ Structural material） ：以力學性能 ， 如受力形變 、脆性斷裂和強度等作為應用性能 ， 如制造工具 、 機器 、 車輛用的鋼鐵材料 ， 建筑房屋 、 橋梁和鐵路用的混凝土材料 。 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 。 材料的功能及其示例 熱學性能 —— 熱容 、 熱傳導 、 熱穩(wěn)定； 光學性能 —— 與光的作用 、 吸光 、 發(fā)光和透光性； 電學性能 —— 導電 、 介電和壓電性等； 磁學性能 —— 永磁 、 硬磁 、 軟磁等； 化學性能 —— 反應性 、 催化等； 生物功能 —— 人造器官 、 骨骼和牙齒等 。 （ 4） 按照固體中原子之間結(jié)合力的本質(zhì)（化學鍵）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 具有長程有序的點陣結(jié)構，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)。 晶態(tài)固體和非晶態(tài)固體 離子晶體、共價晶體、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。 （ 2）離子晶體中的正負離子按一定配位數(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。 （ 5） 一般硬度較大 ， 但延展性差 ， 因而容易破碎 。 Si、 Ge等 Ⅳ 族元素有 4個未配對的價電子，每個原子只能與周圍 4個原子共價鍵合，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。 共價鍵方向是四面體對稱的，即共價鍵是從正四面體中心原子出發(fā)指向它的四個頂角原子， 共價鍵之間的夾角為 109176。這種正四面體稱為共價四面體。如：金剛石 (C)、硅(Si)、鍺 (Ge)、石英 (SiO2)、金剛砂 (SiC)等。 分子晶體特點： ● 熔點、沸點低 ● 硬度小 ● 容易揮發(fā)或升華 ● 固體和熔體絕緣體 例子， CO2（干冰），冰，非金屬單質(zhì) ,有機物等物質(zhì)都是分子物質(zhì)。 定義： （ 1） 良好的導電性和導熱性 （ 自由電子之故 ） ， 且導電性隨溫度升高而降低； （ 2） 高熔 、 沸點 ， 高密度 ， 良好的機械加工性能 金屬鍵無方向性，緊密堆積，使金屬中正離子難以脫離“電子?！钡陌鼑?，使金屬具有高的沸點和氣化熱； 但金屬鍵的強弱不同 ， 使金屬晶體的硬度 、 熔點 、 延展性等性質(zhì)有很大差異 。 自由電子可吸收可見光，并將吸收的光以不同的波長輻射出來。 所以在一個金屬原子的周圍可以圍繞著盡可能多的又符合幾何圖形的鄰近原子 。空間利用率高 。 六方最密堆積彩模 晶格類型為面心立方，配位數(shù)為12， 空間利用率為 %。 面心立方最密堆積彩模 體心立方最密堆積彩模 混合型晶體 特點 : 結(jié)點間存在兩種或兩種以上的結(jié)合力 . 每個碳原子還有一個 p電子 , 其軌道與片層垂直 , p電子“肩并肩”重疊 , 整個片層內(nèi)形成一個 ?鍵 , 又稱為大 ?鍵 .它是一種非定域鍵 . 每層中 , 每個碳原子以三個 sp2 雜化軌道與相鄰另外三個碳原子形成三個 ?鍵 特點：質(zhì)地柔軟光滑、 容易磨碎，比重輕， 熔點高，不透明， 有光澤，導電率高等 晶體類型 離子晶體 共價晶體 金屬晶體 分子晶體 結(jié)構特征 正負離子相間的 最密堆積，靠靜電力結(jié)合，鍵能較高，約800kJ/mol 組成原子之間靠共價鍵結(jié)合，鍵有方向性和飽和性，鍵能由中到高，約 80kJ/mol 正離子最密堆積，以自由電子氣為結(jié)合力，鍵無方向性，配位數(shù)高，鍵能約 80kJ/mol 組成分子之間靠范德華力結(jié)合，鍵能低，約為 840kJ/mol 舉例 NaCl、 CaF2 Al2O3 Si、 InSb、 PbTe Na、 Cu 、 W Ar、 H CO2 熱學性質(zhì) 熔點高 熔點高 熔點由低到高，熱傳導性良好 熔點低，熱膨脹率高 電學性質(zhì) 低溫下絕緣，某些晶體有離子導電現(xiàn)象，熔體導電 絕緣體或半導體，熔體也不導電 固體和熔體均為良導電體 固體和熔體均為絕緣體 光學性質(zhì) 多為無色透明、折射率較高 透明晶體具有高折射率 不透明，高反折射率 呈現(xiàn)組成分子的性質(zhì) 力學性質(zhì) 強度高、硬度高、質(zhì)地脆 強度和硬度由中到高，質(zhì)地脆 具有各種強度和硬度，壓延性好 強度低，可以壓縮，硬度低 167。 軟合成方法的目的： 它力求在中低溫或溶液中使反應物在分子狀態(tài)上均勻混合， 進行可控的反應步驟，經(jīng)過生成前驅(qū)體或中間體，最后生成具有指定組成、 結(jié)構和形貌的材料 應用： 多種發(fā)光材料、磁性材料、金屬間化合物、玻璃陶瓷和高溫結(jié)構材料 缺點：溫度高、能耗大、反應難以控制 忻新泉 對室溫或低溫下固相反應進行了系統(tǒng)的研究，探討了低溫固 固反應的機理，提出并用實驗證實了固相反應的四個階段（即擴散 反應 成核 生長，各步的反應均有可能成為反應的決定步驟），并總結(jié)了固相反應的特有規(guī)律。 二、室溫和低溫固相化學反應 高溫條件下，實驗難度較大，而且有些介穩(wěn)定的產(chǎn)物只能在較低溫度下存在。 三、超微粒子與納米相功能材料 20世紀 80年代初，在原子和分子范疇與凝聚態(tài)固體之間，提出一類由