无机非金属材料结构知识点整理
无机非金属材料知识点总结
5.3 无机非金属材料一、硅酸盐材料1.硅酸盐的组成：硅酸盐是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称。
它们种类繁多,结构复杂,组成各异。
硅酸盐大多难溶于水,化学性质稳定。
2.表示：复杂的硅酸盐可用氧化物质的形式来表示。
例：长石（KAlSi3O8 ）可表示为K20·Al2O3·6SiO2注意：(1)用氧化物的形式表示的硅酸盐只是表示方式不同，不可认为硅酸盐是由氧化物形成的混合物。
(2)书写方法:找出组成元素→写成氧化物形式→注意原子守恒→检查有无遗漏→氧化物之间以“·”隔开。
(3)书写顺序:活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→SiO2→H2O。
3.特点：硅酸盐大多硬度高、难溶于水，耐高温、耐腐蚀。
4.硅酸钠（Na2SiO3）：Na2SiO3是最简单的硅酸盐,其水溶液是一种无色黏稠状的液体,俗称水玻璃,黏性很强,常用作建筑、玻璃、纸张等的黏结剂。
（1）物理性质：能溶于水。
（2）化学性质①水溶液呈碱性，能使酚酞试液变红。
②与CO2的反应：SiO32-+ CO₂(少量)+ H2O= H2SiO3↓ + CO32-SiO32-+ 2CO₂(过量)+ H2O=H2SiO3↓ + 2HCO3-。
（3）用途:制备硅胶和木材防火剂。
硅酸钠能与比硅酸酸性强的一些酸反应,生成难溶于水的硅酸。
5.常见的硅酸盐产品（传统无机非金属材料）名称原料、制作应用陶瓷黏土经过高温烧结形成建筑材料，绝缘材料，器皿、洁具。
玻璃石灰石、纯碱、石英混合粉碎之后在玻璃窑中熔融，发生复杂的物理化学变化制成。
建筑材料，光学仪器、各种器皿、制造玻璃纤维用于高强度复合材料。
水泥黏土、石灰石经过复杂的物理化学变化加入石膏调节硬化速率，最后磨成粉末。
与水泥沙子混合之后可以得到混凝土大量用于建筑和水利工程。
二、硅酸1.物理性质：难溶于水的白色固体。
2.化学性质：（1）弱酸性：酸性弱于碳酸。
（2）制备：Na2SiO3+2HCl H2SiO3↓+2NaClNa2SiO3+CO2+H2O Na2CO3+H2SiO3↓3.硅胶：（1）制备：硅酸凝胶硅酸干凝胶。
无机非金属重要知识点
绪论传统上的无机非金属材料主要有陶瓷、玻璃、水泥和耐火材料四种，其主要化学组成均为硅酸盐类。
无机非金属材料是一门多学科相互交叉的新兴科学，主要研究无机非金属材料的成分和制备工艺、组织结构、材料性能和使用性能四个要素。
第一章玻璃的结构与性质玻璃态物质具有下列主要特征：1、各向同性2、介稳性3、无固定熔点4、性质变化的连续性和可逆性玻璃特点：可以认为短程有序和长程无序是玻璃物质结构的特点为什么氧化钙比氧化钠好：在碱硅二元玻璃中加入CaO，可使玻璃的结构和性质发生明显的改善。
由于半径与Na+相近，而电荷比Na+大一倍的Ca2+离子，场强比Na+大的多，当它处于网穴中时具有显著的强化玻璃结构和限制Na+活动的作用。
由此得到具有优良性能的钠钙硅玻璃。
网络生成体氧化物应满足以下条件：1）每个氧离子应与不超过两个阳离子相联。
2）在中心阳离子周围的氧离子配位数必须小于或等于4。
3）氧多面体相互共角而不共棱或共面。
4）每个多面体至少有三个顶角是共用的。
均匀成核：均匀成核是指在宏观均匀的玻璃中，在没有外来物参与下与相界、结构缺陷等无关的成核过程，又称本征成核或自发成核。
非均匀成核：非均匀成核是依靠相界、晶界或基质的结构缺陷等不均匀部位而成核的过程，又称为非本征成核。
填空题：粘度随温度变化的快慢是一个很重要的玻璃生产指标，常称其为玻璃的料性，粘度随温度变化快的玻璃称为短性玻璃，反之称为长性玻璃。
计算粘度（15页）。
判断题（14,21,23,24）第二章玻璃原料及配合料制备凡能被用于制造玻璃的矿物原料、化工原料、碎玻璃等统称为玻璃原料。
为了熔制具有某种组成的玻璃所采用的，具有一定配比的各种玻璃原料的混合物叫做配合料。
玻璃原料通常按其用量和作用的不同而分为主要原料和辅助原料。
主要原料是指向玻璃中引入各种组成氧化物的原料，如石英砂、石灰石、纯碱等。
辅助原料是指为使玻璃获得某些必要的性质和加速熔制过程的原料，如澄清剂，着色剂，脱色剂，氧化剂和还原剂，乳浊剂等。
无机非金属材料知识点
无机非金属材料知识点一、重要概念1、无机非金属材料①以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。
②是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。
2、陶瓷①从制备上开看，陶瓷是由粉状原料成型后在高温作用下硬化而形成的制品。
②从组分上来看，陶瓷是多晶、多相（晶相、玻璃相和气相）的聚集体。
3、玻璃①狭义：熔融物在冷却过程中不发生结晶的无机物质②一般：若某种材料显示出典型的经典玻璃所具有的各种特征性质，则不管其组成如何都可称为玻璃（具有玻璃转变温度 Tg）。
玻璃转变温度：热膨胀系数和比热等物理性质的突变温度。
具有Tg的非晶态材料都是玻璃。
4、水泥凡细磨成粉末状，加入适量水后，可成为塑性浆体，既能在空气中硬化，又能在水中硬化，并能将砂、石、钢筋等材料牢固地胶结在一起的水硬性胶凝材料，通称为水泥。
5、耐火材料耐火度不低于1580℃的无机非金属材料6、复合材料复合材料是两种或两种以上物理、化学性质不同的物质组合而成的一种新的多相固体材料。
通过复合效应获得原组分所不具备的性能。
可以通过材料设计使各组分的性能互相补充并彼此关联，从而获得更优秀的性能。
二、陶瓷知识点1、陶瓷制备的工艺步骤原材料的制备→坯料的成型→坯料的干燥→制品的烧成或烧结2、陶瓷的天然原料①可塑性原料：黏土质陶瓷成瓷的基础（高岭石、伊利石、蒙脱石）②弱塑性原料：叶蜡石、滑石③非塑性原料：减塑剂：石英助熔剂：长石3、坯料的成型的目的将坯料加工成一定形状和尺寸的半成品，使坯料具有必要的机械强度和一定的致密度4、陶瓷的成型方法①可塑成型：在坯料中加入水或塑化剂，制成塑性泥料，然后通过手工、挤压或机加工成型；（传统陶瓷）②注浆成型：将浆料浇注到石膏模中成型③压制成型：在金属模具中加较高压力成型；（特种陶瓷）5、烧结将初步定型密集的粉块（生坯）高温烧成具有一定机械强度的致密体。
固相烧结：烧结发生在单纯的固体之间液相烧结：有液相参与，加助溶剂产生液相好处：降低烧结温度，促进烧结6、陶瓷的组织结构：晶相、玻璃相、气相①晶相：陶瓷的主要组成；分为主晶相和次晶相②玻璃相：玻璃相对陶瓷的机械强度、介电性能、耐热性等不利，不能成为陶瓷的主导组成部分。
《碳、硅及无机非金属材料》 知识清单
《碳、硅及无机非金属材料》知识清单一、碳1、碳的同素异形体金刚石：是自然界中最坚硬的物质之一，具有正四面体的空间网状结构，原子间以很强的共价键相结合。
它常用于珠宝首饰、工业切割等领域。
石墨：层状结构，层内原子间以共价键结合，层与层之间存在较弱的分子间作用力。
具有良好的导电性和润滑性，常用于电极、润滑剂等。
足球烯（C₆₀）：由 60 个碳原子组成的分子，具有类似足球的结构。
在材料科学等领域有潜在的应用价值。
2、碳的化学性质可燃性：在氧气充足时，C ＋ O₂＝ CO₂；氧气不足时，2C ＋O₂＝ 2CO。
还原性：可以与氧化铜等金属氧化物发生反应，如 C ＋ 2CuO ＝2Cu ＋ CO₂↑。
3、碳的化合物一氧化碳（CO）：无色、无味、有毒的气体。
具有可燃性和还原性，2CO ＋ O₂＝ 2CO₂，CO ＋ CuO ＝ Cu ＋ CO₂。
二氧化碳（CO₂）：无色、无味的气体。
能溶于水，与水反应生成碳酸，CO₂＋H₂O ＝H₂CO₃。
是导致温室效应的主要气体之一。
二、硅1、硅的存在硅在自然界中主要以二氧化硅（SiO₂）和硅酸盐的形式存在。
二氧化硅广泛存在于沙子、石英等物质中。
2、硅的性质物理性质：晶体硅是带有金属光泽的灰黑色固体，熔点高、硬度大，是良好的半导体材料。
化学性质：常温下化学性质不活泼，但在加热或高温条件下能与氧气、氯气等发生反应。
3、硅的用途半导体材料：用于制造集成电路、晶体管等。
太阳能电池：将光能转化为电能。
4、二氧化硅物理性质：坚硬、难溶的固体。
化学性质：具有酸性氧化物的通性，能与碱反应，SiO₂＋ 2NaOH ＝ Na₂SiO₃＋ H₂O；能与氢氟酸反应，SiO₂＋ 4HF ＝ SiF₄↑ ＋2H₂O。
用途：用于制造光导纤维、石英玻璃等。
三、无机非金属材料1、传统无机非金属材料水泥：主要成分是硅酸三钙（3CaO·SiO₂）、硅酸二钙（2CaO·SiO₂）和铝酸三钙（3CaO·Al₂O₃）。
无机非金属材料知识点
无机非金属材料知识点无机非金属材料是指由无机化合物或者具有非金属化学元素构成的材料，主要包括陶瓷材料、玻璃材料和高分子材料等。
这些材料具有高温抗性、耐腐蚀性、绝缘性、透明性等特点，被广泛应用于各个领域，如建筑、电子、化工、航空等。
下面将介绍一些无机非金属材料的基本知识点。
1.陶瓷材料陶瓷材料是一类由无机非金属化合物构成的材料，如氧化物、氮化物、碳化物等。
陶瓷材料具有高硬度、高熔点、低导热性、耐腐蚀性等特点。
依据其化学成分和特性，陶瓷材料可分为结构陶瓷和功能陶瓷。
结构陶瓷主要用于制造陶瓷器具、建筑装饰、陶瓷芯片等；功能陶瓷主要用于电子元件、传感器、催化剂等。
2.玻璃材料玻璃材料由无机非金属氧化物构成的无定形固体材料。
玻璃材料具有透明、硬度大、耐高温、绝缘性好等特点。
主要分为硅酸盐玻璃和非硅酸盐玻璃两类。
硅酸盐玻璃是指以二氧化硅为主要组成物质，如石英玻璃、锂辉石玻璃等；非硅酸盐玻璃是指由其他氧化物组成的玻璃，如硼酸盐玻璃、硫酸盐玻璃等。
玻璃材料广泛应用于建筑、家居、光学、电子等领域。
3.高分子材料高分子材料是一类大分子化合物组成的材料，由无机非金属化合物（如聚合物）构成。
高分子材料具有高强度、韧性好、耐磨性、导电性等特点。
根据成型方法，高分子材料可分为热塑性高分子和热固性高分子两类。
热塑性高分子可经过加热软化并可反复加工，如聚乙烯、聚丙烯等；热固性高分子则经过加热硬化不可逆反应，如酚醛树脂、环氧树脂等。
高分子材料广泛应用于塑料制品、橡胶制品、纺织品等领域。
4.碳材料碳材料是一类由碳元素构成的非金属材料，包括石墨、金刚石、碳纤维等。
碳材料具有高强度、高导热性、化学稳定性好等特点。
石墨具有良好的导电性和导热性，主要应用于电极、涂料、石墨烯等；金刚石是一种硬度极高的材料，通过人工合成可以制备用于切削、研磨等领域；碳纤维具有高强度、低密度、耐腐蚀等特点，广泛用于汽车、航空、运动器材等。
以上是无机非金属材料的一些基本知识点，介绍了陶瓷材料、玻璃材料、高分子材料和碳材料的特点和应用领域。
无机非金属材料结构基础
5. AB2O4型晶体
• A代表二价金属离子，B代表三价金属离子
• 典型晶体是尖晶石MgAl2O4 • 结构中O2-可看成是立方紧密堆积，Mg2+充填于四面体空隙，Al3+充填 于八面体空隙 • 八面体之间以共棱方式、八面体与四面体之间以共顶方式相连
尖晶石的晶体结构以及结构中多面体的连接方式
§1.2.2 硅酸盐晶体结构
人面鱼纹彩陶盆 陕西半坡出土
雄伟的古建筑离不开陶瓷砖瓦
现代建筑离不开玻璃的装饰和采光
世界第一大坝—长江三峡大坝使用水泥将达 1.082×1010kg
新型陶瓷制成的人造骨
晶体结构特征
硅酸盐晶体的结构很复杂，其共同特点如下： • 硅酸盐结构中的Si4+间不存在直接的键，而Si4+与Si4+之间的连接是通 过O2-来实现的，如≡Si－O－Si≡键。
• 架状硅氧骨干中四面体连接的形式多种多样，但从其中往往可 以分割出某些形式的环、链等次一级的构筑单元。如方钠石的硅氧 骨架可看成由一系列四元环或六元环再连接而成；长石则可视为由 一系列四元环首先连成平行a轴的曲轴状双链,由后者再连接而成架 状硅氧骨干
配位数的大小与正负离子半径的比值有关 负离子按正八面体堆积，正负离子相互接触的必要条件： (2r-)2 +(2r-)2=(2r++2r-)2 即（r+/r-)2＋2(r+/r-)-1=0，求得r+/r-=0.414 按立方体形堆积时：r+/r-=0.732
4. 离子的极化 • 定义:在离子紧密堆积时，带电荷的离子所产生的电场，必 然要对另一个离子的电子云发生作用（吸引和排斥），因而 使离子的大小和形状发生改变，这种现象称为极化。每个离 子都具有自身被极化和极化周围离子的双重作用，前者称为 极化率，后者称为极化力。 • 离子极化对晶体结构有很大的影响，离子的极化作用，将引 起正负电荷重心的不重合，产生偶极。
无机非金属材料的组成与结构
MnF2
MnO
Er（铒）6Mn23
MnTa（钽）4S8
压电陶瓷材料的结构 BaTiO3
BaTiO3
NaNb（铌）O3
超导材料的结构 (YBa2)Cu3O7
(YBa2)Cu3O9
La2CuO4
层状硅酸盐结构
Al4[Si4O10](OH)8 粘土矿物
Kaolinite （高岭石）
Montmorillonite（蒙脱石-粘土矿物）
Muscorite（白云母）
Talc（滑石）
架状硅酸盐结构
Zeolite
无机非金属材料 的组成，结构与性能
任何材料，不论其形状大小如何，其宏观性能都是由其化学组成和组织结构决定的。材料科学的主要目的就是从微观层次上（电子，离子，原子，分子）。阐明各种材料的组成，制备工艺，结构与性能间的相互关系。
材料性能
材料应用
合成 与 加工
化学组成
组织结构
01
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层状结构
代表类型高岭石结构
网状结构
钠玻璃 石英玻璃 石英晶体 玻璃结构
无机非金属材料的其它常见典型结构
碳的结构 金钢石
石墨
C60 和 Nanotube
NaCl
ZnO
ZnS
SnS2
MoS2
TiO2 (金红石型结构）
CaF2
一些常见功能材料的结构
01
铁电陶瓷材料的结构
02
岛状结构பைடு நூலகம்
01
链状结构
02
层状结构
03
网状结构
04
硅酸盐结构
岛状结构
所谓岛状结构硅酸盐晶体是指结构中的硅氧四面体以孤立状态存在。硅氧四面体之间没有共用的氧。硅氧四面体中的阳离子，除了和硅离子相连外，剩下的一价将于其它金属氧离子相连。
无机非金属材料知识点总结
无机非金属材料知识点总结无机非金属材料是指那些由非金属元素组成的材料。
与有机材料相比，无机非金属材料具有独特的性质和广泛的应用领域。
本文将对无机非金属材料的知识点进行总结。
一、常见的无机非金属材料及其性质1. 硅(Si)：硅是地壳中最丰富的元素之一，常见的硅材料有硅石、石英等。
硅具有高熔点、高硬度、耐酸碱等性质，广泛用于电子、光学、建筑等领域。
2. 氧化物：氧化物是由氧元素和其他非金属元素组成的化合物。
常见的氧化物有氧化铝、氧化锌等。
氧化物具有高熔点、高硬度、绝缘性等性质，被广泛应用于陶瓷、涂料、电子器件等领域。
3. 硝酸盐：硝酸盐是由金属离子和硝酸根离子组成的化合物。
常见的硝酸盐有硝酸钠、硝酸铜等。
硝酸盐具有较高的溶解度、较好的导电性和光学性质，被广泛应用于化肥、炸药、玻璃等领域。
4. 硫化物：硫化物是由硫元素和其他非金属元素组成的化合物。
常见的硫化物有硫化镉、硫化铜等。
硫化物具有较低的熔点、良好的导电性和磁性，被广泛应用于电池、光电子器件等领域。
二、无机非金属材料的应用领域1. 电子领域：无机非金属材料在电子领域具有重要的应用价值。
硅材料在集成电路和太阳能电池中被广泛使用，氧化锌材料在发光二极管和薄膜晶体管中具有重要作用。
2. 光学领域：无机非金属材料在光学领域有着广泛的应用。
氧化铝材料被用作高透明度的窗户和镜片，硅材料被用作光纤和光学器件的基底。
3. 材料领域：无机非金属材料在材料领域有着多样的应用。
硫化物材料具有良好的导电性和磁性，被用于制作电池和磁性材料。
硅酸盐材料具有较好的耐热性和化学稳定性，被广泛应用于陶瓷、建筑和玻璃制造等领域。
4. 环境领域：无机非金属材料在环境领域有着重要的作用。
氧化物材料被用作催化剂和吸附剂，用于处理废气和废水。
硅材料被用作光催化剂，可以将光能转化为化学能，用于净化空气和水资源。
三、无机非金属材料的研究与发展趋势1. 纳米材料：随着纳米技术的发展，研究纳米级无机非金属材料成为热点。
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一概述1.材料是人类社会所能接受的、可经济地制造有用物品的物质。
材料性能关系到材料的应用材料含义在于应用，材料的什么决定应用的概念和设计，决定了应用的基础——综合的性能决定最终产品的形态和应用……2.材料研究的核心问题：以材料的结构和性能为研究对象，并重点研究结构与材料性能之间的关系，为材料性能的改进和新材料的开发提供指导。
3材料结构层次：原子结构，晶体结构——功能材料密切相关；显微结构，微观组织——结构材料密切相关；宏观结构——复合材料相关；、4材料的电子结构——指材料中的电子分布和状态，它不同于单个的分子和原子的电子结构，因为这两者不是长程的完整的材料。
它是决定材料晶体结构的主要和本质原因。
5. 电子波动反映到原子中，为驻波。
6.现代材料结构和性能测量的重要原理和基础：X光衍射和电子显微技术——微观结构，磁性分布和能隙空间分布等等，其中大都以微观过程或性能直接体现了量子效应和作用……7.量子理论是解决电子结构的惟一工具。
是以能量的量子化和波函数概念为核心的，可依照薛定额方程确定的第一性原理分析方法。
二、晶体结构1晶体的特征：均匀性；各向异性；自发地形成多面体外形；晶体具有明显确定的熔点；晶体的对称性；晶体对X射线的衍射；2晶体的宏观特性是由晶体内部结构的周期性决定的,即晶体的宏观特性是微观特性的反映。
3晶体结构即晶体的微观结构，是指晶体中实际质点（原子、离子或分子）的具体排列情况4晶体与非晶体的最本质差别在于组成晶体的原子、离子、分子等质点是规则排列的（长程序），而非晶体中这些质点除与其最近邻外，基本上无规则地堆积在一起（短程序）。
晶体与非晶体之间的主要差别在于它们是否有三维长程点阵结构。
5晶体――原子或原子团、离子或分子在空间按一定规律呈周期性地排列构成的固体6固体分类(按结构)――晶体:长程有序；非晶体:不具有长程序的特点,短程有序；准晶体:有长程取向性，而没有长程的平移对称性。
7在晶体中适当选取某些原子作为一个基本结构单元，这个基本结构单元称为基元，基元是晶体结构中最小的重复单元，基元在空间周期性重复排列就形成晶体结构。
晶格+基元=晶体结构8晶体的内部结构可以概括为是由一些相同的点子在空间有规则地做周期性无限分布，通过这些点做三组不共面的平行直线族，形成一些网格，称为晶格(或者说这些点在空间周期性排列形成的骨架称为晶格)。
9取一格点为顶点，由此点向近邻的三个格点作三个不共面的矢量，以此三个矢量为边作平行六面体即为固体物理学（简称原胞）。
10结晶学原胞（简称单胞）构造：使三个基矢的方向尽可能地沿着空间对称轴的方向，它具有明显的对称性和周期性。
11维格纳--塞茨原胞构造：以一个格点为原点，作原点与其它格点连接的中垂面(或中垂线)，由这些中垂面(或中垂线)所围成的最小体积(或面积)即为W--S原胞。
特点：它是晶体体积的最小重复单元，每个原胞只包含1个格点。
其体积与固体物理学原胞体积相同。
12原胞与分类—7大晶系晶系晶轴轴间夹角实例立方 a = b = c α=β=γ= 900Cu, NaCl四方 a = b ≠ c α=β=γ= 900Sn, SiO2正交 a = ≠ b ≠ c α=β=γ= 900I2, BaCO3三方 a = b = c α=β=γ≠ 900As, Al2O3a =b ≠c α=β= 900，γ = 1200单斜 a ≠ b ≠ c α= γ= 900，β≠ 900KClO3三斜 a ≠ b ≠ c α≠ β≠ γ≠ 900 K2CrO7六方 a = b ≠ c α=β= 900，γ =1200 Mg,CuS13晶体或分子是三维空间，其对称操作有对称元素之旋转Cn ，对称元素之反演与反映14．7大晶系，14个布拉维格子， 230个空间群，8种对称元素，32个晶体学点群15.晶体分类表述方式的差异：7晶系——可方便和简单地描述晶体外形，便于讨论晶体周期性的一种表述，14个布拉维格子——严格的数学推导的结论和规律，是描述晶格点阵（平移特征）的一种完整表述，230空间群——通过对称操作我们可以比较严格地描述一个晶体结构（晶格+基元）的全部对称特征，是对结构的更细致的表述。
16通过空间群构造一个晶体结构三大要素：空间群（对称性），原子等效点位置；晶格参数17 通过晶格中任意两个格点连一条直线，任取两格点的连线延伸, 它必然穿过一串格点, 称为晶列，晶列的取向称为晶向，描写晶向的一组数称为晶向指数(或晶列指数)。
此外，过这一格点可以有无数晶列。
18晶面指数及密勒指数：(1)平行的晶面组成晶面族，晶面族包含所有格点；(2)晶面上格点分布具有周期性；同一晶面族中的每一晶面上，格点分布(情况)相同；(4)同一晶面族中相邻晶面间距相等。
19晶面的法线方向与三个坐标轴(基矢)的夹角的余弦之比，等于晶面在三个轴上的截距的倒数之比。
20晶面指数(h1h2h3 )表示的意义是：(1)基矢被平行的晶面等间距的分割成h 1、h 2、h 3 等份；(2)以 为各轴的长度单位所求得的晶面在坐标轴上的截距倒数的互质比；(3)晶面的法线与基矢夹角的方向余弦的比值。
21用晶体结构研究材料性质：分析结构特征；理论密度计算；几何构型分析；扩散离子迁移通道分析研究；X 射线衍射分析；能带结构；22配位数的可能值为：12(密堆积)，8(氯化铯型结构)，6(氯化钠型结构)，4(金刚石型结构)，3(石墨层状结构)，2(链状结构)。
23 如果把等体积的硬球放置在晶体结构中原子所在的位置上，球的体积取得尽可能大，以使最近邻的球相切，我们把一个晶胞中被硬球占据的体积和晶胞体积之比称为致密度(堆积比率或最大空间利用率)。
24晶体模型的应用：晶体结构的特点分析；晶体的几何形态的研究；晶面指数和晶面分析；晶体衍射和倒空间；第一性原理的能带结构计算；25晶面指数应用：（1）晶面指数一般常用在X 光衍射分析中，作为定性和定量分析，并不涉及晶面上原子细节；（2）面的密勒指数相对越大，面间距越小，面上原子的密度一般较稀薄；（3）相反，指数越简单，而且小的，晶面间距相对大，晶面上原子数目越密；三晶体衍射和倒空间1倒格子与正格子之间的数学关系：b i ·a j =2πδij =(2π,i=j; 0,i ≠j)2正格子和倒格子的关系: 数学上定义为相互倒易基矢的关系；物理上具有Fourier 变换的形式关系； 倒格子矢量的方向和大小对应晶面法线方向和晶面间距的倒数；因此，正格子和倒格子具有性质上、形式上、本质上的互换关联关系，倒格子更重点表达或描述的是晶体方向性的东西3倒空间格子的具体含义:倒空间的阵点（坐标）=晶面（指数）；与原点连接的方向（基矢量）=晶面法线；与原点距离=2π/晶面间距；倒格子描述了很多与晶体方向性相关的东西，保留了空间的对称性 4 X 射线衍射斑点一般用Ewald 反射球的作图方式来分析——它的做法是先设立一个1/λ的反射球，然后球面入射线相对的位置放上倒格子，与反射球相接触的倒空间点阵产生衍射斑点；5 X 射线衍射谱与晶体结构关系: 晶体结构的对称性与衍射谱的数量相关；晶体结构常数与衍射峰的衍射角度相关，晶格常数变大，衍射角度变小；峰强弱以及数量与原子类型相关，这是原子相互之间相干作用引起的；6晶体结构如果是带心点阵型式，或存在滑移面和螺旋轴时，往往按衍射方程应该产生的一部分衍射会成群地消失，这种现象称为系统消光7衍射产生的充分必要条件是： 满足布拉格方程：λθ=sin 2d 结构因子不为0，即02≠HKL F四晶体结合与化学键1两个或几个自由状态的粒子结合在一起时释放的能量，自由原子结合为分子时放出的能量叫做化学结合能。
原子能结合为晶体的根本原因，在于原子结合起来后整个系统具有更低的能量2电子与电子产生排斥作用的原因――泡利不相容原理：电子与电子相互作用将电子轨道推向高能量，这是排斥相互作用力的主要来源3惰性气体晶体（单纯原子构成的晶体），范德华力的吸引项分三种力，极性分子与极性分子之间，取向力、诱导力、色散力都存在；极性分子与非极性分子之间，则存在诱导力和色散力；非极性分子与非极性分子之间，则只存在色散力。
这三种类型的力的比例大小，决定于相互作用分子的极性和变形性。
极性越大，取向力的作用越重要；变形性越大，色散力就越重要；诱导力则与这两种因素都有关。
但对大多数分子来说，色散力是主要的。
4由正、负离子或正、负离子集团按一定比例组成的晶体称作离子晶体。
离子间的相互作用以最简单的（1/r 关系）库仑静电作用为主导。
5离子键的键能被称作晶格能。
晶格能越大，表示离子键越强，晶体越稳定6共价晶体主要由共价键结合形成的晶体。
共价晶体中共价键的方向性和饱和性（相对于离子键）规定了共价晶体中原子间结合的方向和配位数。
7化学键用来描述晶体中原子或离子之间的相互作用。
如果结合力强，晶体有较高的熔点。
如果它们稍弱一些，晶体将有较低的熔点，也可能较易弯曲和变形。
如果它们很弱，晶体只能在很低温度下形成，此时原子（分子）可利用的能量不多8三大类材料 金属元素相互组合仍然金属，成为合金；金属与非金属构成最为稳定的陶瓷；以C 、H 为主的组合构成高分子9晶体结合的现代分析方法：经典的键价理论；分子动力学（原子对势基础）；量子力学电子结构计算：从电子-电子之间的相互作用出发，通过分析电子结构本质特点得到晶体结合特征，以及稳定性的差异 10电子结构的研究方法最大的特点和优势：能够得到电子分布的细节，便于了解复杂情况；不需要人为经验参数；可以准确了解原子结构的稳定性，而且还能够推测很多性质11弹性形变指引起形变的力消失或停止后，形变立即消失、点阵中的离子可逆地回到初始的平衡位置的情况。
固体的形变不能用质点的位移来表示，只能用质点的相对位移来表示，量度的是单位形变，它等于绝对形变与原始值之比，称应变。
应力：是指固体受到外力时，内部产生的抵抗形变的弹性回复力。
12弹性对称面：指过物体中的每一个点都有这样的一种平面，相对于该平面的对称方向上，弹性相同。
13共价键较强的方向性引起一个较深的势阱，且在最小势能位置处有更尖锐的曲率，因而具有较离子固体更高的弹性模量。
14频率波矢关系称作色散关系，弹性波是线性关系五 晶格振动与热学性质1声子就是“晶格振动的简正模能量量子hω2研究晶格振动原因：由于原子与原子存在一定的相互作用，对它们的振动规律要受到周期性晶体的影响，因此会产生一定限制，导致相关频率与波长相关性——色散关系；除此之外，原子晶格内的振动模式分布特点和规律，也会影响到电学，声学，热学等性质，产生很多的宏观现象和性质。
3离子晶体在某种光波的照射下，光波的电场可以激发这种晶格振动，因此称这种振动为光学波或光学支或光频支。