非晶体金属材料

高中化学选修三_晶体结构与性质

晶体结构与性质 一、晶体的常识 1.晶体与非晶体 得到晶体的途径：熔融态物质凝固；凝华；溶质从溶液中析出 特性：①自范性；②各向异性（强度、导热性、光学性质等） ③固定的熔点；④能使X-射线产生衍射（区分晶体和非晶体最可靠的科学方法） 2.晶胞--描述晶体结构的基本单元.即晶体中无限重复的部分 一个晶胞平均占有的原子数=1 8×晶胞顶角上的原子数+1 4×晶胞棱上的原子+1 2×晶胞面上的粒子数+1×晶胞体心内的原子数 思考：下图依次是金属钠(Na)、金属锌(Zn)、碘(I 2)、金刚石(C)晶胞的示意图.它们分别平均含几个原子？ eg ：1.晶体具有各向异性。如蓝晶（Al 2O 3·SiO 2）在不同方向上的硬度不同；又如石墨与层垂直方向上的电导率和与层平行方向上的电导率之比为1：1000。晶体的各向异性主要表现在（ ） ①硬度 ②导热性 ③导电性 ④光学性质 A.①③ B.②④ C.①②③ D.①②③④ 2.下列关于晶体与非晶体的说法正确的是（ ） A.晶体一定比非晶体的熔点高 B.晶体一定是无色透明的固体 C.非晶体无自范性而且排列无序 D.固体SiO 2一定是晶体 3.下图是CO 2分子晶体的晶胞结构示意图.其中有多少个原子？

二、分子晶体与原子晶体 1.分子晶体--分子间以分子间作用力（范德华力、氢键）相结合的晶体 注意：a.构成分子晶体的粒子是分子 b.分子晶体中.分子内的原子间以共价键结合.相邻分子间以分子间作用力结合 ①物理性质 a.较低的熔、沸点 b.较小的硬度 c.一般都是绝缘体.熔融状态也不导电 d.“相似相溶原理”：非极性分子一般能溶于非极性溶剂.极性分子一般能溶于极性溶剂 ②典型的分子晶体 a.非金属氢化物：H 2O、H 2 S、NH 3 、CH 4 、HX等 b.酸：H 2SO 4 、HNO 3 、H 3 PO 4 等 c.部分非金属单质:：X 2、O 2 、H 2 、S 8 、P 4 、C 60 d.部分非金属氧化物：CO 2、SO 2 、NO 2 、N 2 O 4 、P 4 O 6 、P 4 O 10 等 f.大多数有机物：乙醇.冰醋酸.蔗糖等 ③结构特征 a.只有范德华力--分子密堆积（每个分子周围有12个紧邻的分子） CO 2 晶体结构图 b.有分子间氢键--分子的非密堆积以冰的结构为例.可说明氢键具有方向性 ④笼状化合物--天然气水合物

晶体学课后习题参考答案

第一章习题 1. 晶体与非晶体最本质的区别是什么？准晶体是一种什么物态？ 答：晶体和非晶体均为固体，但它们之间有着本质的区别。晶体是具有格子构造的固体，即晶体的内部质点在三维空间做周期性重复排列。而非晶体不具有格子构造。晶体具有远程规律和近程规律，非晶体只有近程规律。准晶态也不具有格子构造，即内部质点也没有平移周期，但其内部质点排列具有远程规律。因此，这种物态介于晶体和非晶体之间。 2. 在某一晶体结构中，同种质点都是相当点吗？为什么？ 答：晶体结构中的同种质点并不一定都是相当点。因为相当点是满足以下两个条件的点：a点的内容相同；b.点的周围环境相同。同种质点只满足了第一个条件，并不一定能够满足第二个条件。因此，晶体结构中的同种质点并不一定都是相当点。 3. 从格子构造观点出发，说明晶体的基本性质。 答：晶体具有六个宏观的基本性质，这些性质是受其微观世界特点，即格子构造所决定的。现分别变述： a. 自限性晶体的多面体外形是其格子构造在外形上的直接反映。晶面、晶棱与角顶分别与格子构造中的面网、行列和结点相对应。从而导致了晶体在适当的条件下往往自发地形成几何多面体外形的性质。 b. 均一性因为晶体是具有格子构造的固体，在同一晶体的各个不同部分，化学成分与晶体结构都是相同的，所以晶体的各个部分的物理性质与化学性质也是相同的。 c. 异向性同一晶体中，由于内部质点在不同方向上的排布一般是不同的。因此，晶体的性质也随方向的不同有所差异。 d. 对称性晶体的格子构造本身就是质点周期性重复排列，这本身就是一种对称性；体现在宏观上就是晶体相同的外形和物理性质在不同的方向上能够有规律地重复出现。 e. 最小内能性晶体的格子构造使得其内部质点的排布是质点间引力和斥力达到平衡的结果。无论质点间的距离增大或缩小，都将导致质点的相对势能增加。因此，在相同的温度条件下，晶体比非晶体的内能要小；相对于气体和液体来说，晶体的内能更小。 f. 稳定性内能越小越稳定，晶体的稳定性是最小内能性的必然结果。 ，找出其相当点并画出其空间格子（见下图）

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第一章习题 1.晶体与非晶体最本质的区别是什么?准晶体是一种什么物态? 答：晶体和非晶体均为固体，但它们之间有着本质的区别。晶体是具有格子构造的固体， 即晶体的内部质点在三维空间做周期性重复排列。而非晶体不具有格子构造。晶体具有 远程规律和近程规律，非晶体只有近程规律。准晶态也不具有格子构造，即内部质点也 没有平移周期，但其内部质点排列具有远程规律。因此，这种物态介于晶体和非晶体之 间。 2.在某一晶体结构中，同种质点都是相当点吗?为什么? 答：晶体结构中的同种质点并不一定都是相当点。因为相当点是满足以下两个条件的点：a.点的内容相同；b.点的周围环境相同。同种质点只满足了第一个条件，并不一定能够满 足第二个条件。因此，晶体结构中的同种质点并不一定都是相当点。 3.从格子构造观点出发，说明晶体的基本性质。 答：晶体具有六个宏观的基本性质，这些性质是受其微观世界特点，即格子构造所决定 的。现分别叙述： a.自限性晶体的多面体外形是其格子构造在外形上的直接反映。晶面、晶棱与角顶分别 与格子构造中的面网、行列和结点相对应。从而导致了晶体在适当的条件下往往自发地 形成几何多面体外形的性质。 b.均一性因为晶体是具有格子构造的固体，在同一晶体的各个不同部分，化学成分与晶 体结构都是相同的，所以晶体的各个部分的物理性质与化学性质也是相同的。 c.异向性同一晶体中，由于内部质点在不同方向上的排布一般是不同的。因此，晶体的 性质也随方向的不同有所差异。 d.对称性晶体的格子构造本身就是质点周期性重复排列，这本身就是一种对称性；体现 在宏观上就是晶体相同的外形和物理性质在不同的方向上能够有规律地重复出现。 e.最小内能性晶体的格子构造使得其内部质点的排布是质点间引力和斥力达到平衡的 结果。无论质点间的距离增大或缩小，都将导致质点的相对势能增加。因此，在相同的 温度条件下，晶体比非晶体的内能要小；相对于气体和液体来说，晶体的内能更小。 f.稳定性内能越小越稳定，晶体的稳定性是最小内能性的必然结果。 4.找出图1-2a中晶体平面结构中的相当点并画出平面空间格子（即面网）。 答：取其中一个Si原子为研究对象，找出其相当点并画出其空间格子（见下图）

第四章 晶体缺陷

第四章晶体缺陷（Defects in crystals） 推荐书：《金属物理》、《物理金属学》，冯端著 缺陷的魅力所在：钻石中的杂质产生五颜六色。 本征缺陷(Intrinsic defects)是满足物理规律要求所必须存在的缺陷，外来缺陷(Extrinsic defects)占大部分。 为什么重要？很少量都对材料性能产生很大影响。 没有缺陷，固态电子器件就不存在，金属不能更强，陶瓷会更硬，晶体无颜色。 斯梅克耳(A. Smeikel)将固体的性能分为两类：一类是非结构敏感的，如弹性模量、密度、热容量等，对于同一种材料的不同样品进行测量的结果差别不大,而且和将晶体视为理想的完整晶体的理论计算结果基本相符；另一类是结构敏感的，如屈服强度与断裂强度，对于同一种材料的不同样品测得的结果往往差异很大，而且和根据理想完整晶体的理论计算结果有显著的分歧，例如实际晶体的屈服强度只有理论值的千分之一左右。虽然这种区分并不是绝对的。 实质上，所谓结构敏感性，无非是反映了晶体中的缺陷对于性能的影响，因此绝对的非结构敏感的性能是不存在的。每一种性能都或多或少地受到晶体缺陷的影响。研究结构敏感的性能，晶体的缺陷分布和运动对其起了关键性的作用，必须通过细致的实验来揭示晶体中缺陷的具体情况，再在晶体缺陷的基础上进行理论的解释。 晶体的缺陷是指实际晶体结构中和理想的点阵结构发生偏差的

区域。由于晶体结构具有规律性，结构中出现缺陷的形式往往可以归结为几种标准的类型，而每一种都可以用相当确切的几何图象加以描述。按照缺陷在空间分布的情况，可以将晶体结构中存在的缺陷分为三类: （1）点缺陷(Point Defect),它们在三维空间的尺寸很小（和原子大小相同的量级），相对于整个晶体来说，可以把它们看成是零维的，即看成是1个点，故称点缺陷。晶体中的空位、间隙原子、杂质原子等是点缺陷。 （2）线缺陷（line Defect）,它们在二维方向上的尺寸很小，仅在1个方向上的尺寸较大，相对于整个晶体来说，可以把它们看成是一维的，即看成一根线，故称线缺陷。晶体中的位错就是线缺陷，包括刃型位错(Edge dislocation)和螺型位错(Screw dislocation)，后者在晶体生长中很重要。 （3）面缺陷（Plane Defect）,它们在一维方向上的尺寸很小，而在其它二维方向上的尺寸比较大，相对于整个晶体来说，可以把它们看成是二维的，即看成是一个面，故称面缺陷。晶体中的晶界、相界(Phase boundaries)、孪晶界、堆垛层错等是面缺陷。 缺陷的尺度：点缺陷约0.1nm；线缺陷约10nm（位错）；界面（Interfacial defects）约10-100nm；体缺陷约0.01-1mm。 在晶体中，缺陷并不是静止地、稳定不变地存在着，而是随着各种条件的改变而不断变动的，它们可以产生、发展、运动和交互作用，而且能合并和消失。尽管从整个晶体来看，原子（离子，原子团）是

非晶材料文献综述

本科生毕业设计（论文）文献综述文献综述题目：Ti基非晶合金的制备以及低温力学性能 姓名：孙驰 学院：材料学院 班级：04320701 指导教师：程焕武

Ti基非晶合金的制备以及低温力学性能文献综述 1.非晶合金 1.1非晶合金概述 非晶合金材料是20世纪后期材料学领域发展迅速的新型材料，是亚稳金属材料的重要组成部分。从组成物的原子模型考虑，物质可分为两类：一类为有序结构，另一类为无序结构。晶体为典型的有序结构，而气态，液态和非晶态固体都属于无序结构。在非晶体中的原子，分子的空间排列不呈现周期性和平移对称性，晶态长程有序受到破坏，知识由于原子间的相互关联作用，使其在几个原子间距的区间内仍然保持着有序特征，即具有短程有序，人们把这样一类特殊的物质状态统称为非晶态[1]。 非晶合金长程无序但短程有序，是指原子在空间排列上不呈周期性和平移对称性，但在1-2nm的微小尺度内，与近邻或次近邻原子间的键合具有一定的规律性。短程有序可分为化学短程有序和几何短程有序。化学短程有序是指合金元素的混乱状态，即每个合金原子周围的化学成分与平均成分不同的度量；几何短程有序包括拓扑短程序和畸变短程序。非晶合金的微观结构与液态金属相似，但又非完全相同，液态金属的短程有序范围约为4个原子间距，而非晶合金约为5-6个原子间距，前者中原子可以做大于原子间距的热运动，后者的原子主要做运动距离小于一个原子间距的热运动。非晶合金结构特征可以用径向分布函数RDF（r）=4πr2ρ（r）加以描述。它表示以某个原子为中心，在半径r，厚度为d（r）的球壳内的平均原子数。非晶合金的RDF（r）上出现清晰的第一峰和第二峰，没有可分辨的其它峰出现。在X射线衍射谱上，不存在晶体所特有的尖锐衍射峰，而是出现宽展的馒头峰。它的电子衍射花样是由较宽的晕和弥散的环组成，不存在表征晶态的任何斑点和条纹[2]。 1.2非晶合金与块状非晶合金的发展历史 历史上第一次制备出非晶的是Kramer于1938年利用蒸发沉积的方法实现的，此后不久，Brenner等声称用电沉积法制备出了Ni-P非晶合金。1960年 Duwez等人用快速凝固方法第一次制备出了Au 75Si 25 非晶合金，这标志了非晶 合金的诞生，这种快速凝固法是将Au 75Si 25 金属直接喷射到Cu基底上直接激冷

非晶材料的应用原理及举例

非晶材料的应用原理及举例 许文贞 vincent.xu.chn@https://www.360docs.net/doc/9b14156231.html, 随着人类认识的发展和技术的进步，从20 世纪50年代涌现了若干新型非晶态材料，包括非晶合金、非晶半导体、非晶超导体、非晶离子导体和有机高分子玻璃等。那么什么是非晶材料呢？首先在这里给非晶材料做一个简单的概念及特征介绍。非晶材料也叫无定形或玻璃态材料，这是一大类刚性固体，具有和晶态物质可相比较的高硬度和高粘滞系数。但其组成的原子、分子的空间排列不呈现周期性和平移对称性，晶态的长程序受到破坏；只是由于原子间的相互关联作用，使其在几个原子（或分子）直径的小区域内具有短程序。由于至今尚无任何有效的实验方法可以准确测定非晶态材料的原子结构，上述定义都是相对而言的。非晶材料具有的基本特性有： ①只存在小区间内的短程序，而没有任何长程序；波矢κ不再是一个描述运动状态的好量子数。 ②它的电子衍射、中子衍射和X射线衍射图是由较宽的晕和弥散的环组成；用电子显微镜看不到任何由晶粒间界、晶体缺陷等形成的衍衬反差。 ③任何体系的非晶态固体与其对应的晶态材料相比，都是亚稳态。当连续升温时，在某个很窄的温区内，会发生明显的结构变化，从非晶态转变为晶态，这个晶化过程主要取决于材料的原子扩散系数、界面能和熔解熵。 上述的非晶材料具有的特征也只是非晶材料所具有的一般材料特性，在各种具体的非晶材料中，如上述提及的非晶磁性材料、非晶半导体材料、非晶合金等材料，它们又具有一些各自特殊的特性。因此本文主要是对该三种非晶材料的结构及其特征做简要介绍，然后再举例说明它们的实际运用。 1. 非晶材料 1.1 非晶半导体材料 未来的社会属于信息化社会，信息化社会离不开各种微电子器件。目前，各种电子器大都是以单晶半导体特别是硅单晶体作为基片，在基片上制作各种器件。但是，使用单晶硅有两个缺点：一是从硅单生长到晶片的切、磨、抛光直至制成器件，工艺过程复杂，材料损耗大；而是硅单晶锭的直径受到限制，目前晶片直径都在150mm以下，因此制成大面积器件有—定的困难。而非晶半导体材料恰恰解决了这些问题。 五十午代，苏联学者已经开始研究非晶态半导体，但真正的突破是在六十年代末和七十年代初期。目前研究得最多的有两大类材料：一类是用于元素周期表上IV族元素的半导体，特别是非晶态硅。另一类是硫属非晶态半导体，其主要成分是周期表中硫属元素如硫、硒、碲等，包括二元系（如As3Se2）和多元系（如As81Se21Ge30Te18）。下面对非晶态硅做简单介绍。 和单晶硅比，非晶态硅主要表现在非晶硅具有一般晶体材料难以得到的特性：

1晶体结构与非晶体结构各有什么特点

1晶体结构与非晶体结构各有什么特点 非晶体：结晶材料在高温下熔融为液态，当温度急剧下降到低于凝固点温度时；熔融体内部的质点来不及排列成有序结构的晶核，粘度增加很快，最后形成了玻璃态固体 特点：无固定熔点及外形，加热随温度升高而变软 2什么是复合型的材料分为哪几类？举例说明 1】纤维复合型组织：由一种或一种以上的单纤维聚集而成。 例如：岩棉、毛毡、纺织品、木质纤维板 2】多孔性组织：存在大致均匀分布的较小气孔 例如：木材、泡沫塑料、石膏 3】复合聚集组织：由颗粒状骨料【或纤维状增强材料】与基材复合而成例如：刨花板、纤维板 4】层叠组织：把片状材料叠为层状再粘结或用其他方法结合成一体 例如： 3材料的密度及表观密度 密度：在绝对密实状态下，材料单位体积的质量。 表观密度：材料在自然状态下单位体积的重量 4材料的导热性，影响到热性的因素 导热性：材料本身有传递热量的性质，即材料两表面有温度差时，热量从材料的一面透过材料传到另一面的能力 孔隙率，容重 孔隙率，容重 木材为多孔材料，为良好的绝热材料，导热系数较小

5什么是材料的韧性、脆性。举例说明分别有哪些 脆性：在破坏前没有明显塑性变形。例如：玻璃 韧性：钢材木材 6什么是木材的各项异性 木材因含水量减少引起体积收缩之现象叫做干缩 7木材按树的种类分分为几大类？各有什么特点举例说明其在工程中的应用 桉树的种类分为针叶树和阔叶树两大类。 针叶树：树干一般通直高大，纹理顺直，材质均匀，木质较软而易于加工，故又称为软材。 木材强度较高，表观密度和胀缩变化较小，具较多的树脂，耐腐性较强。 广泛用于各种承重构件、装修和装饰部件 阔叶树：树干大多通直部分较短，材质坚硬，表观密度相对较大，较难加工，强度高，胀缩和变形翘曲大，易开裂。 纹理漂亮，适于制作尺寸较小的构件、室内装饰材料、家具制作及胶合板。 8解释木材的顺纹抗压强度大于其横纹抗压强度

第四章 晶体结构缺陷习题与解答

第四章晶体结构缺陷习题与解答 4.1 名词解释（a）弗伦克尔缺陷与肖特基缺陷；（b）刃型位错和螺型位错 解：（a）当晶体热振动时，一些能量足够大的原子离开平衡位置而挤到晶格点的间隙中，形成间隙原子，而原来位置上形成空位，这种缺陷称为弗伦克尔缺陷。如果正常格点上原子，热起伏后获得能量离开平衡位置，跃迁到晶体的表面，在原正常格点上留下空位，这种缺陷称为肖特基缺陷。（b）滑移方向与位错线垂直的位错称为刃型位错。位错线与滑移方向相互平行的位错称为螺型位错。 4.2试述晶体结构中点缺陷的类型。以通用的表示法写出晶体中各种点缺陷的表示符号。试举例写出CaCl2中Ca2+置换KCl中K+或进入到KCl间隙中去的两种点缺陷反应表示式。 解：晶体结构中的点缺陷类型共分：间隙原子、空位和杂质原子等三种。在MX 晶体中，间隙原子的表示符号为MI或XI；空位缺陷的表示符号为：VM或VX。如果进入MX晶体的杂质原子是A，则其表示符号可写成：AM或AX（取代式）以及Ai（间隙式）。 当CaCl2中Ca2+置换KCl中K+而出现点缺陷，其缺陷反应式如下： CaCl2++2Cl Cl CaCl2中Ca2+进入到KCl间隙中而形成点缺陷的反应式为： CaCl2+2+2Cl Cl 4.3在缺陷反应方程式中，所谓位置平衡、电中性、质量平衡是指什么？ 解：位置平衡是指在化合物MaXb中，M格点数与X格点数保持正确的比例关系，即M：X=a：b。电中性是指在方程式两边应具有相同的有效电荷。质量平衡是指方程式两边应保持物质质量的守恒。 4.4（a）在MgO晶体中，肖特基缺陷的生成能为6ev，计算在25℃和1600℃时热缺陷的浓度。（b）如果MgO晶体中，含有百万分之一mol的Al2O3杂质，则在1600℃时，MgO晶体中是热缺陷占优势还是杂质缺陷占优势？说明原因。解：（a）根据热缺陷浓度公式： exp（－） 由题意△G=6ev=6×1.602×10-19=9.612×10-19J K=1.38×10-23 J/K T1=25+273=298K T2=1600+273=1873K 298K：exp=1.92×10-51 1873K：exp=8×10-9 （b）在MgO中加入百万分之一的Al2O3杂质，缺陷反应方程为：

非晶软磁材料生产企业

非晶合金是由超急冷凝固，合金凝固时原子来不及有序排列结晶，得到的固态合金是长程无序结构，没有晶态合金的晶粒、晶界存在。非晶软磁材料生产企业哪家好？您可以选择安徽华晶机械有限公司，下面小编为您简单介绍，希望给您带来一定程度上的帮助。 1960年美国Duwez 教授发明用快淬工艺制备非晶态合金为始。其间，非晶软磁合金的发展大体上经历了两个阶段：第一个阶段从1967年开始，直到1988年。1984年美国四个变压器厂家在IEEE 会议上展示实用非晶配电变压器则标志着第一阶段达到高潮，到1989年，美国AlliedSignal 公司已经具有年产6万吨非晶带材的生产能力，全世界约有100万台非晶配电变压器投入运行，所用铁基非晶带材几乎全部来源于该公司。从1988年开始，非晶态材料发展进入第二阶段。 这个阶段具有标志性的事件是铁基纳米晶合金的发明。

1988年日本日立金属公司的Yashiwa 等人在非晶合金基础上通过晶化处理开发出纳米晶软磁合金（Finemet ）。1988年当年，日立金属公司纳米晶合金实现了产业化，并有产品推向市场。1992年德国VAC 公司开始推出纳米晶合金替代钴基非晶合金，尤其在网络接口设备上，如ISDN ，大量采用纳米晶磁芯制作接口变压器和数字滤波器件。 而非晶态金属或合金是指物质从液态（或气态）急速冷却时，因来不及结晶而在室温或低温保留液态原子无序排列的凝聚状态，其原子不再成长程有序、周期性和规则排列，而是出于一种长程无序排列状态。具有铁磁性的非晶态金合金又称铁磁性金属玻璃或磁性玻璃。 安徽华晶机械有限公司位于安庆长江大桥经济开发区。是人民解放军第4812工厂全资子公司。公司经营以机械制造为主，拥有各类专业生产、检验试验设备94台（套） ，涉及铸造、橡胶制品、压力

晶体结构与性质知识总结(完善)

3-1、晶体的常识 一、晶体和非晶体 1、概述——自然界中绝大多数物质是固体，固体分为和两大类。 2、对比——

* 自范性——晶体能自发地呈现多面体外形的性质。本质上，晶体的自范性是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性有序排列的宏观表象。 * 晶体不因颗粒大小而改变，许多固体粉末用肉眼看不到规则的晶体外形，但在显微镜下仍可看到。 * 晶体呈现自范性的条件之一是晶体生长的速率适当，熔融态物质凝固速率过

快常得到粉末或没有规则外形的块状物。 * 各向异性——晶体的许多物理性质如强度、热导性和光导性等存在各向异性即在各个方向上的性质是不同的 二、晶胞 1、定义——描述晶体结构的基本单元。 2、特征—— （1）习惯采用的晶胞都是体，同种晶体所有的晶胞大小形状及内部的原子种类、个数和几何排列完全相同。 （2）整个晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成。 <1> 所谓“无隙”是指相邻晶胞之间没有任何间隙； <2> 所谓“并置”是指所有晶胞都是平行排列的，取向相同。 3、确定晶胞所含粒子数和晶体的化学式——均摊法分析晶胞与粒子数值的关系 （1）处于内部的粒子，属于晶胞，有几个算几个均属于某一晶胞。 （2）处于面上的粒子，同时为个晶胞共有，每个粒子有属于晶胞。 （3）处于90度棱上的粒子，同时为个晶胞共有，每个粒子有属于晶胞。

（4）处于90度顶点的粒子，同时为个晶胞共有，每个粒子有属于晶胞；处于60度垂面顶点的粒子，同时为个晶胞共有，每个粒子有属于晶胞；处于120度垂面顶点的粒子，同时为个晶胞共有，每个粒子有属于晶胞。 4、例举 三、分类 晶体根据组成粒子和粒子之间的作用分为分子晶体、原子晶体、金属晶体和离子晶体四种类型。 3-2、分子晶体和原子晶体 一、分子晶体 1、定义——只含分子的晶体。 2、组成粒子——。 3、存在作用——组成粒子间的作用为（），多原子分子内部原子间的作用为。 * 分子晶体中定含有分子间作用力，定含有共价键。 * 分子间作用力于化学键。 4、物理性质 （1）熔沸点与硬度——融化和变形只需要克服，所以熔沸点、

晶体结构与性质晶体的常识教学设计

第三章《晶体结构与性质》《晶体的常识》教学设计 一、教学目标 1、知识与技能 （1）知道获得晶体的几种途径 （2）理解晶体的特点和性质及晶体与非晶体的本质区别 （3）初步学会确定一个晶胞中平均所含粒子数的方法 2、过程与方法 （1）收集生活素材，结合已有知识和生活经验对晶体与非晶体进行分类 （2）学生通过观察、实验等方法获取信息 （3）学会运用比较、分类、归纳、概括等方法对获取的信息进行加工 3、情感态度与价值观 （1）培养学生科学探究的方法 （2）培养学生的动手能力、观察能力、自主学习的能力，保持对生活中化学的好奇心和探知欲，增强学生学习化学的兴趣。 二、教学重点 1、晶体的特点和性质及晶体与非晶体的本质区别 2、确定一个晶胞中平均所含粒子数的方法 三、教学难点 1、确定一个晶胞中平均所含粒子数的方法 四、教学用品 课前学生收集的各种固体物质、玛瑙耳坠和水晶项链、蜂巢、晶胞实物模型、乒乓球、铁架台、酒精灯、蒸发皿、圆底烧瓶、碘、水、多媒体等 五、教学过程 １．新课导入： ［教师］上课前，我已经请同学们收集了一些身边的固体物质，大家都带来了吗？（学生：带来了）你们都带来了哪些固体呢？（学生七嘴八舌，并展示各自的固体）［教师］同学们带来的固体物质可真是琳琅满目啊！但是，我们每个人可能只带了几样，想知道别人收集了哪些固体物质吗？（学生：想）下面我们请前后四个同学组成一个小组，然后互相交流一下收集的各种固体物质，并讨论如何将这些固体物质进行分类呢？ ［分组讨论］互相交流各自所带的物品，并分类（教师进行巡视） ［教师］：请这组同学将你们带来的固体和交流的结果汇报一下。 ［学生汇报］：（我们讨论后觉得将粗盐、明矾、樟脑丸分为一类；塑料、玻璃片、橡胶分为另一类。教师追问：你们为什么会这样分呢？生：根据这些有规则的几何外形，而另一些没有。） ［教师总结］这组同学收集的物品很丰富，并通过组内讨论确定了分类依据，然后进行了恰当的分类。其实，同学们也许没有留心观察，我们身边还有许多美丽的固体，当然也有的可能是我们日常生活中不易接触到的。下面，我们就一起欣赏一下这些美丽的固体。 ［视频投影］雪花放大后的形状、烟水晶、石膏、毒砂、绿柱石、云母等晶体实物（并配以相应的解说，给学生了解到这些固态物质都有规则的几何外形。） ［教师讲述］我们就将这些有规则几何外形的固体称之为晶体，而另一些没有规则几何外形的固体称之为非晶体。 ［板书］一、晶体与非晶体 设计意图：课前请同学收集身边的固态物质，然后在课堂上展示，并分组交流讨论，最后进行分类，并在课堂上汇报。这样从学生身边的固体入手，直观、简洁地引入课题，潜移默化

第三章 晶体结构与性质 物质的聚集状态 晶体与非晶体练习 【新教材】人教版(2019)高中化学选择性必修2

第三章晶体结构与性质 第一节物质的聚集状态与晶体的常识 第1课时物质的聚集状态晶体与非晶体 基础过关练 题组一物质的聚集状态 1.下列关于等离子体的叙述中,错误的是() A.是物质的一种聚集状态 B.是一种混合物存在状态 C.具有导电性 D.基本构成微粒只有阴、阳离子 2.下列叙述正确的是() A.食盐粉末为非晶体 B.液体与晶体混合物叫液晶 C.最大维度处于纳米尺寸的材料叫纳米材料 D.等离子体的外观为气态 3.等离子体的用途十分广泛,运用等离子体来切割金属或者进行外科手术,其利用了等离子体的特点是() A.微粒带有电荷 B.高能量 C.基本构成微粒多样化 D.呈电中性 4.下列有关液晶的叙述中不正确的是(易错) A.具有液体的流动性、晶体的各向异性 B.用来制造液晶显示器 C.不是物质的一种聚集状态 D.液晶分子聚集在一起时,其分子间的相互作用很容易受温度、压力和电场的影响

题组二晶体与非晶体 5.(2020天津大邱中学高二期中)下列不属于晶体的特点的是() A.无色透明的固体 B.自范性 C.固定的熔点 D.各向异性 6.下列有关晶体和非晶体的说法中正确的是() A.具有规则几何外形的固体均为晶体 B.晶体具有自范性,有固定的熔点,可以使X射线发生有规律的衍射 C.晶体研碎后即变为非晶体 D.将玻璃加工成规则的固体即变成晶体 7.要得到较大颗粒的明矾晶体,在结晶时可采取的操作是() A.配制比室温高10~20℃的明矾饱和溶液,然后浸入悬挂的明矾小晶核,室温下静置 B.在沸水中配制明矾饱和溶液,然后急速冷却结晶 C.室温下,在明矾饱和溶液中投入明矾小晶核,静置 D.快速蒸发明矾饱和溶液至大量晶体析出 8.仔细观察下图,它表示的() A.是晶体 B.可能是晶体,可能是非晶体 C.是非晶体 D.不能确定 题组三晶体的特点 9.关于晶体的下列说法中正确的是() A.溶质从溶液中析出是得到晶体的三条途径之一 B.区分晶体和非晶体最好的方法是观察是否有规则的几何外形

5非晶体的结构

第四章 非晶体结构 第一节 非晶体分类 一、分类 1、玻璃体：金属或非金属氧化物，经高温熔融后，快速冷却所得到的结构。 2、聚合物：这种结构的分子链很长，无法经过扩散过程形成规则排列，而保持其吴规线团状。 3、凝胶体：胶体质点相互连接形成空间网络结构，其质点排列是无序的，质点间是分子间作用力。 4、非晶态薄膜：经气相反映，直接在另一材料表面形成的沉积层。 非晶体结构特点：短程有序 长程无序 二、玻璃体的通性 1、各向同性 2、介稳性 3、转变具有逐渐性，可逆性 4、物理化学性质随温度连续变化。 第二节 玻璃体的转变 一、转变机理 玻璃转变过程是两种不同速度相互比较、相互竞争的过程。 结构调整速度：指在冷却过程中，熔体中质点发生调整重新达到新的平衡结构的速度，由物体本性决定。 冷却速度：外部环境所提供的速度。

冷却速度 大于 结构调整速度：所需时间得不到保证，熔体结构来不及调整重排而偏离平衡结构，发生玻璃转变。 冷却速度 小于结构调整速度，保持平衡，发生结晶转变。 二、转变过程 当发生转变时，熔体的许多物理性质如比容、热膨胀系数等都变化。 图5-5 液固状态下的V~T关系 1、T g ：相应于曲线低温直线部分开始弯曲时的温度，玻璃出现脆性的最高T，相当于粘度为10的12到13次方，称为脆性温度。 脆性温度作用：退火温度上限，可以消除玻璃制品的内应力。 2、T f ：相应于曲线弯曲部分开始转向高温直线部分的温度，是玻璃开始出现液体典型性质的温度，相当于粘度为10的9次方，称为软化温度。 3、T g —T f ：性质或多或少会发生急剧变化，称为反常间距、玻璃 转化温度范围。 T＜T g 固态（性质逐渐变化） T＞T f 熔体（性质逐渐变化） 三、转变条件 1、热力学条件 熔体（高温状态）释放能量两种途径：

晶体与非晶体教案

第三章晶体结构与性质 第一节晶体常识 第1课时 教材分析 本节内容是安排在原子结构、分子结构以及结构决定性质的内容之后来学习，对于学生的学习有一定的理论基础。本节内容主要是通过介绍各种各样的固体为出发点来过渡到本堂课的主题——晶体和非晶体。而晶体和非晶体的学习是以各自的自范性和微观结构比较为切入点，进而得出得到晶体的一般途径以及晶体的常见性质和区分晶体的方法。 教学目标 知识与技能 1、掌握解晶体与非晶体的本质差异； 2、掌握晶体的基本性质； 3、知道获得晶体的几种途径。 过程与方法 通过生活常识、感情经验从宏观特征逐步过渡到微观特征，认真把握内部有序造就了外部有序 情感态度价值观 增强探究晶体结构的兴趣，强化结构决定性质的辨证思维，认识化学的实用价值，增强学习化学的兴趣。 教学重难点 1、晶体与非晶体的区别 2、晶体的特征 教学方法建议：探究法实验法 教学过程设计 [新课引入]前面我们讨论过原子结构、分子结构，对于化学键的形成也有了初步的了解，同时也知道由离子、原子或分子可以组成千万种物质。又根据物质在不同温度和压强下，物质主要分为三态：气态、液态和固态，下面我们观察一些固态物质的图片。 ［幻灯投影］雪花、烟水晶、石膏、绿柱石、云母等晶体实物（并配以相应的解说，给学生了解到这些固态物质都有规则的几何外形。） ［教师讲述］我们就将这些有规则几何外形的固体称之为晶体，而另一些没有规则几何外形的固体称之为非晶体。（举例非晶体）

（1）晶体的特点之一：自范性 ［过渡］为什么晶体有规则几何外形？而非晶体却没有规则几何外形？晶体和非晶体在本质上到底有什么区别呢？下面我们一起来探究一下晶体与非晶体的本质区别。 ［视频投影］水晶形成过程视频 ［教师提问］我们了解到水晶的天然规则几何外形是怎样形成的？（自然形成的） ［教师讲述］化学上把这种自发地形成规则几何外形的性质称之为自范性。但我们也发现玛瑙没有像水晶那样形成规则的几何外形，这又是为什么呢？ （因为冷却速度不同） ［教师讲述］也就是说晶体的自范性是有条件的，是什么呢？ ［幻灯投影］自范性的概念及自范性的条件 （2）晶体的形成途径 ［教师讲述］天然水晶球是由熔融态的二氧化硅凝固后得到的晶体，这是得到晶体的一种途径。 ［幻灯投影］途径之一：凝固（展示从熔融态凝固出来的硫晶体） ［过渡］那么，要得到晶体还有哪些途径呢？现在老师在一个小烧杯里加入少量碘，用一个表面皿盖在小烧杯上，并在表面皿上加少量冷水。把小烧杯放在石棉网上加热，观察实验现象。 ［学生观察］观察实验现象，并讨论获取晶体的途径。 ［教师］提示学生注意观察烧瓶内碘固体的状态改变情况及烧瓶底部有何物形成？然后，请一组同学汇报一下他们实验中观察到的现象，并总结获取晶体的途径。 ［学生汇报］烧杯内有紫色蒸汽产生，烧瓶底部有紫黑色针状晶体生成，根据物理课上学到的知识，我们认为这个途径是凝华。 ［教师评价］这位同学观察很仔细，总结也较到位。气体不经液体直接到固体，这种现象称之为凝华。

关于非晶带材的资料

什么是非晶带材? 我们先从非晶材料说起，在日常生活中人们接触的材料一般有两种：一种是晶态材料，另一种是非晶态材料。所谓晶态材料，是指材料内部的原子排列遵循一定的规律。反之，内部原子排列处于无规则状态，则为非晶态材料,一般的金属，其内部原子排列有序，都属于晶态材料。科学家发现，金属在熔化后，内部原子处于活跃状态。一但金属开始冷却，原子就会随着温度的下降，而慢慢地按照一定的晶态规律有序地排列起来，形成晶体。如果冷却过程很快，原子还来不及重新排列就被凝固住了，由此就产生了非晶态合金,制备非晶态合金采用的正是一种快速凝固的工艺。将处于熔融状态的高温钢水喷射到高速旋转的冷却辊上。钢水以每秒百万度的速度迅速冷却，仅用千分之一秒的时间就将1300℃的钢水降到200℃以下，形成非晶带材。 非晶态合金是七十年代问世的新金属材料，它利用超急冷技术即10的6次方/秒的冷却速度使液态金属快速凝固直接成材而制成非晶态软磁合金。它具有高导磁率、高电阻率、高磁感、耐蚀等优异特性，是传统金属无可比拟的。本项目属高新技术。 非晶、超微晶合金材料广泛应用于通讯、电子、电力等工业，能替代传统坡莫合金及铁氧体等材料。具体能应用于漏电保护器、电流互感器、逆变电源、高频开关电源、脉冲变压器及防窃磁条、钎焊料等10多种产品。据调查国内市场需求量数千吨。国际市场开发ISDN 出口需用铁芯年需求量在数千万只，前景良好。利用该技术国内目前由中试生产向产业化发展。 安泰科技非晶带材节能龙头 去年开始，硅钢的大幅度涨价导致非晶价格甚至比硅钢还低；同时,其节能作用也由于政府对能源问题的重视而备受关注。因此，非晶变压器市场将面临一个巨大的飞跃，安泰长期储备的非晶技术终于可以一展身手。 何谓节能?对于这一概念有着不同的解释。有的人将节能完全等同于能源消费的直接减少，其实这是一种狭义的理解。如果从广义上理解节能的含义,除了直接减低能源消费以外，还包括寻找可再生能源，如太阳能、风能、氢能等无污染能源以替代石油和煤炭等不可再生的化石能源，这是节能的两条线索并且殊途同归。 安泰科技正是按照这种思路加大在节能领域中的探索。目前，安泰科技的两种节能项目都具备了极其广阔的发展前景，其一是非晶带材,其二是薄膜太阳能。但由于薄膜太阳能电池还不是公司业务的构成部分，因此安泰科技现实的节能产品依然主要是非晶带材。 非晶带材由于具有更低的损耗率，在用于新型配电变压器时，可以起到很好的降低电耗的作用，随着中国变压器市场加快向非晶配电变压器发展，非晶带材的市场正在不断扩大。 2006年7月8日安泰科技(000969)公告，股东大会审议通过非公开定向增发不超过6000万股股票，其中投资"万吨级先进节能材料——非晶带材及制品项目"32,000万元。10月27

高中化学选修三晶体结构与性质

晶体结构与性质 一、晶体的常识 1.晶体与非晶体 得到晶体的途径：熔融态物质凝固；凝华；溶质从溶液中析出 特性：①自范性；②各向异性（强度、导热性、光学性质等） ③固定的熔点；④能使X-射线产生衍射（区分晶体和非晶体最可靠的科学方法） 2.晶胞--描述晶体结构的基本单元，即晶体中无限重复的部分 一个晶胞平均占有的原子数=×晶胞顶角上的原子数+×晶胞棱上的原子+× 晶胞面上的粒子数+1×晶胞体心内的原子数 思考：下图依次是金属钠(Na)、金属锌(Zn)、碘(I 2 )、金刚石(C)晶胞的示意图，它们分别平均含几个原子？ eg：1.晶体具有各向异性。如蓝晶（Al 2O 3 ·SiO 2 ）在不同方向上的硬度不同；又 如石墨与层垂直方向上的电导率和与层平行方向上的电导率之比为1：1000。晶体的各向异性主要表现在（） ①硬度②导热性③导电性④光学性质 A.①③ B.②④ C.①②③ D.①②③④ 2.下列关于晶体与非晶体的说法正确的是（） A.晶体一定比非晶体的熔点高 B.晶体一定是无色透明的固体 C.非晶体无自范性而且排列无序 D.固体SiO 2 一定是晶体 3.下图是CO 2 分子晶体的晶胞结构示意图，其中有多少个原子？

二、分子晶体与原子晶体 1.分子晶体--分子间以分子间作用力（范德华力、氢键）相结合的晶体 注意：a.构成分子晶体的粒子是分子 b.分子晶体中，分子内的原子间以共价键结合，相邻分子间以分子间作用力结合 ①物理性质 a.较低的熔、沸点 b.较小的硬度 c.一般都是绝缘体，熔融状态也不导电 d.“相似相溶原理”：非极性分子一般能溶于非极性溶剂，极性分子一般能溶于极性溶剂 ②典型的分子晶体 a.非金属氢化物：H 2O、H 2 S、NH 3 、CH 4 、HX等 b.酸：H 2SO 4 、HNO 3 、H 3 PO 4 等 c.部分非金属单质:：X 2、O 2 、H 2 、S 8 、P 4 、C 60 d.部分非金属氧化物：CO 2、SO 2 、NO 2 、N 2 O 4 、P 4 O 6 、P 4 O 10 等 f.大多数有机物：乙醇，冰醋酸，蔗糖等 ③结构特征 a.只有范德华力--分子密堆积（每个分子周围有12个紧邻的分子） CO 2 晶体结构图 b.有分子间氢键--分子的非密堆积以冰的结构为例，可说明氢键具有方向性 ④笼状化合物--天然气水合物

晶体学基础知识点小节

第一章晶体与非晶体 ★相当点（两个条件：1、性质相同，2、周围环境相同。） ★空间格子的要素：结点、行列、面网 ★晶体的基本性质： 自限性: 晶体能够自发地生长成规则的几何多面体形态。 均一性:同一晶体的不同部分物理化学性质完全相同。晶体是绝对均一性，非晶体是统计的、平均近似均一性。 异向性：同一晶体不同方向具有不同的物理性质。例如：蓝晶石的不同方向上硬度不同。 对称性：同一晶体中，晶体形态相同的几个部分（或物理性质相同的几个部分）有规律地重复出现。 最小内能性：晶体与同种物质的非晶体相比，内能最小。 稳定性：晶体比非晶体稳定。 ■本章重点总结：本章包括3组重要的基本概念: 1) 晶体、格子构造、空间格子、相当点；它们之间的关系。 2) 结点、行列、面网、平行六面体; 结点间距、面网间距与面网密度的关系. 3) 晶体的基本性质：自限性、均一性、异向性、对称性、最小内能、稳定性，并解释为什么。 第二章晶体生长简介 2.1 晶体形成的方式 ★液-固结晶过程:⑴溶液结晶: ①降温法②蒸发溶剂法③沉淀反应法 ⑵熔融结晶: ①熔融提拉②干锅沉降③激光熔铸④区域熔融 ★固-固结晶过程:①同质多相转变②晶界迁移结晶③固相反应结晶④重结晶⑤脱玻化 2.2 晶核的形成 ●思考：怎么理解在晶核很小时表面能大于体自由能，而当晶核长大后表面能小于体自由能？ 因为成核过程有一个势垒：能越过这个势垒的就可以进行晶体生长了，否则不行。 ★均匀成核：在体系内任何部位成核率是相等的。 ★非均匀成核：在体系的某些部位（杂质、容器壁）的成核率高于另一些部位。 ●思考：为什么在杂质、容器壁上容易成核？为什么人工合成晶体要放籽晶？ 2.3 晶体生长 ★层生长理论模型（科塞尔理论模型） 层生长理论的中心思想是：晶体生长过程是晶面层层外推的过程。 ★螺旋生长理论模型（BCF理论模型） ●思考：这两个模型有什么联系与区别？ 联系：都是层层外推生长；区别：生长新的一层的成核机理不同。 ●思考：有什么现象可证明这两个生长模型？ 环状构造、砂钟构造、晶面的层状阶梯、螺旋纹 2.4 晶面发育规律 ★★布拉维法则(law of Bravais)：晶体上的实际晶面往往平行于面网密度大的面网。 为什么？面网密度大—面网间距大—对生长质点吸引力小—生长速度慢—在晶形上保留—生长速度快—尖灭 ★PBC（周期性键链）理论： 晶面分为三类：F面(平坦面，两个Periodic Bond Chain PBC)晶形上易保留。 S面(阶梯面，一个PBC)可保留或不保留。 K面(扭折面，不含PBC),晶形上不易保留。 ★居里-吴里弗原理（最小表面能原理）：晶体上所有晶面的表面能之和最小的形态最稳定。 ●思考：以上三个法则－理论－原理的联系？

晶体与非晶体的区别

JISHOU UNIVERSITY 《固体物理》期末 考核报告 晶体与非晶体的区别 摘要：自然界中的固体物质可以分为晶体和非晶体两大类。其中，晶体是指那些内部质点(原子、离子或分子)在三维空间周期性地重复排列构成的固体物质。 与此相反，内部质点在三维空间无规律地排列的固体物质为非晶体或非晶态。非晶体的各种物理性质，在各个方向上都是相同的，即各向同性。非晶体没有固定的熔点，在熔化过程中，随着温度的升高，它首先变软，然后逐渐由稠变稀，经历一个软化过程。这些特征和晶体是不同的。晶体可对X 射线发生，非晶体不可对X 射线发生衍射。非晶态内能高、不稳定，而晶态内能低、稳定。 关键词：晶体 非晶体 区别 一、定义 晶体：内部微粒(原子、离子或分子)在空间按一定规律做周期性重复排列构成的固体物质。如石英、云母、食盐、明矾等。 非晶体：内部原子或分子的排列呈现杂乱无章的分布状态的固体物质。如玻璃、橡胶、松香、沥青等。 一些物质又有晶体和非晶体不同形态，如天然水晶和石英玻璃都有二氧化硅成分，但前者是晶体，后者是非晶体。 二、晶体与非晶体的区别 表1 晶体与非晶体的主要区别

（一）外形 1、区别 晶体都具有规则的几何形状，而非晶体没有一定的几何外形。 晶体自范性的本质:晶体中粒子微观空间里是呈现周期性的有序排列的。 晶体内部质点排列有序,外形规则。例如。在氯化钠晶体内部，无论任何方向上CI 一和Na+都是相间排列的，如图1，●代表Na离子，○代表Cl离子，其外形是非常规则的立方形，从盐场生产的粗大盐粒到实验室用的基准氯化钠微粒，无论大小都是立方形的。 图1 NaCl晶体结构 17世纪中叶，丹麦矿物学家斯迪诺在研究石英晶体断面时发现，石英晶面的大小和形状尽管千变万化，但相应晶面问的夹角却是相等的。如图2所示，无论哪种形状的石英晶体，其晶面a，b，C相互间的夹角均保持相等。随后人们又研究了大量不同形状的晶体。发现每种晶体不同晶面间的夹角都保持相等，从而就诞生了结晶学上的第一个定律——晶面夹角守恒定律。正因为晶体的生长必须遵循晶面夹角守恒定律，所以晶体由一个微小的结构单元生长成宏观晶体时永远保持有规则的外形。

晶体学课后习题参考答案

创作编号： GB8878185555334563BT9125XW 创作者：凤呜大王* 第一章习题 1.晶体与非晶体最本质的区别是什么?准晶体是一种什么物态? 答：晶体和非晶体均为固体，但它们之间有着本质的区别。晶体是具有格子构造的固体，即晶体的内部质点在三维空间做周期性重复排列。而非晶体不具有格子构造。晶体具有远程规律和近程规律，非晶体只有近程规律。准晶态也不具有格子构造，即内部质点也没有平移周期，但其内部质点排列具有远程规律。因此，这种物态介于晶体和非晶体之间。 2.在某一晶体结构中，同种质点都是相当点吗?为什么? 答：晶体结构中的同种质点并不一定都是相当点。因为相当点是满足以下两个条件的点：a.点的内容相同；b.点的周围环境相同。同种质点只满足了第一个条件，并不一定能够满足第二个条件。因此，晶体结构中的同种质点并不一定都是相当点。 3.从格子构造观点出发，说明晶体的基本性质。 答：晶体具有六个宏观的基本性质，这些性质是受其微观世界特点，即格子构造所决定的。现分别叙述： a.自限性晶体的多面体外形是其格子构造在外形上的直接反映。晶面、晶棱与角顶分别与格子构造中的面网、行列和结点相对应。从而导致了晶体在适当的条件下往往自发地形成几何多面体外形的性质。 b.均一性因为晶体是具有格子构造的固体，在同一晶体的各个不同部分，化学成分与晶体结构都是相同的，所以晶体的各个部分的物理性质与化学性质也是相同的。 c.异向性同一晶体中，由于内部质点在不同方向上的排布一般是不同的。因此，晶体的性质也随方向的不同有所差异。 d.对称性晶体的格子构造本身就是质点周期性重复排列，这本身就是一种对称性；体现在宏观上就是晶体相同的外形和物理性质在不同的方向上能够有规律地重复出现。 e.最小内能性晶体的格子构造使得其内部质点的排布是质点间引力和斥 力达到平衡的结果。无论质点间的距离增大或缩小，都将导致质点的相对势能增加。因此，在相同的温度条件下，晶体比非晶体的内能要小；相对于气体和液体来说，晶体的内能更小。 f.稳定性内能越小越稳定，晶体的稳定性是最小内能性的必然结果。 4.找出图1-2a中晶体平面结构中的相当点并画出平面空间格子（即面网）。