《沈阳化工大学无机材料科学基础--2-2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《沈阳化工大学无机材料科学基础--2-2（67页珍藏版）》请在文档大全上搜索。
1、无机材料科学基础无机材料科学基础第二节第二节 晶体化学基本原理晶体化学基本原理n 晶体中质点的结合力与结合能晶体中质点的结合力与结合能 n 晶体中质点的堆积晶体中质点的堆积n 化学组成与晶体结构的关系化学组成与晶体结构的关系n 同质多晶与类质同晶同质多晶与类质同晶n 晶体结构的描述方法晶体结构的描述方法无机材料科学基础无机材料科学基础一、晶体中质点的结合力与结合能n 结合键：结合键：原子之间的结合力，主要表现为原子原子之间的结合力，主要表现为原子间吸引力和排斥力的合力结果。间吸引力和排斥力的合力结果。（基本结合（基本结合或一次键或一次键) )离子键离子键共价键共价键金属键金属键化学键化学键（派
2、生结合（派生结合或二次键或二次键) )范德华键范德华键氢键氢键离子极化离子极化物理键物理键1、晶体中键的类型晶体中键的类型无机材料科学基础无机材料科学基础（1）离子键离子键(NaCl)n 本质：本质：正负离子之间的正负离子之间的静电吸引作用静电吸引作用n 特点：特点：结合力大、无方向性和饱和性结合力大、无方向性和饱和性无机材料科学基础无机材料科学基础n 离子晶体特征：离子晶体特征：配位数较高、硬度高、强度大、熔点较高、配位数较高、硬度高、强度大、熔点较高、常温绝缘、熔融后导电、无色透明。常温绝缘、熔融后导电、无色透明。如：如：NaCl 、KCl、AgBr、PbS、MgO 无机材料科学基础无机材
3、料科学基础（2）共价键共价键（H2，HF）n 本质：本质：共用电子对（电子云的重叠）共用电子对（电子云的重叠）n 特点：特点： 结合力很大：结合力很大：电子位于共价键附近的几率比其它地方高电子位于共价键附近的几率比其它地方高 方向性：方向性：S态电子的运动是绕原子核球形对称，但三对态电子的运动是绕原子核球形对称，但三对P 电子的运动则是分别成电子的运动则是分别成“棒槌状棒槌状”，互相垂直，互相垂直 饱和性：饱和性：一个原子只能形成一定数目的共价键，因此只一个原子只能形成一定数目的共价键，因此只 能与一定数目的原子相键合能与一定数目的原子相键合无机材料科学基础无机材料科学基础n 共价晶体特征：共
4、价晶体特征：原子配位数小，无塑性原子配位数小，无塑性(脆脆)，晶体硬，晶体硬度、熔（沸）点高、挥发性低、度、熔（沸）点高、挥发性低、 绝缘体绝缘体。如：金刚石如：金刚石（C）、）、Si、Ge共价电子共价电子正离子正离子无机材料科学基础无机材料科学基础（3）金属键金属键n 本质：本质：金属离子与金属离子与自由电子（公用电子气）的自由电子（公用电子气）的静电吸引作用静电吸引作用n 特点：特点：无方向性和饱和性无方向性和饱和性无机材料科学基础无机材料科学基础n 金属晶体特征：金属晶体特征：配位数较高、密度大、电阻随温度升配位数较高、密度大、电阻随温度升高而增高而增 大、大、 强韧性好、导电和导热性良
5、好、特有金属强韧性好、导电和导热性良好、特有金属光泽光泽电子云电子云金属原子金属原子无机材料科学基础无机材料科学基础（4）分子间力分子间力( (范德华键范德华键II2 2) )n 本质：本质：原子（分子、原子团）之间的偶极矩原子（分子、原子团）之间的偶极矩作用作用 分子间力分子间力n 特点：特点：结合力小，结合力小，无方向性和饱和性无方向性和饱和性极化原子之极化原子之间吸引力间吸引力正负电荷中心不重合正负电荷中心不重合n 分子分子晶体特征：晶体特征：熔点低，硬度小、绝缘性良好熔点低，硬度小、绝缘性良好无机材料科学基础无机材料科学基础极性分子间，永久偶极距极性分子间，永久偶极距 极性分子与非极性
6、分子间，诱导偶极距极性分子与非极性分子间，诱导偶极距 非极性分子间非极性分子间 瞬时偶极距瞬时偶极距 n 分子间作用力按原因和特性分为三种：分子间作用力按原因和特性分为三种：静电力：静电力：诱导力：诱导力：色散力：色散力：无机材料科学基础无机材料科学基础（5）氢键氢键（H2O）n 本质：本质：分子间力分子间力n 特点：特点：方向性、饱和性方向性、饱和性n 形成条件：形成条件：分子中有氢和电负性分子中有氢和电负性很强的其它非金属元素。这样才能很强的其它非金属元素。这样才能形成极性分子和一个裸露的质子形成极性分子和一个裸露的质子无机材料科学基础无机材料科学基础n 晶体中五种键型的比较晶体中五种键型
7、的比较键键 型型离子键离子键共价键共价键金属键金属键范德范德华键华键氢氢 键键作用力作用力静电库仑力静电库仑力共用电子对共用电子对静电库仑力静电库仑力分子间力分子间力特特 点点无方向性无方向性无饱和性无饱和性方向性方向性饱和性饱和性无方向性无方向性无饱和性无饱和性无方向性无方向性无饱和性无饱和性饱和性饱和性方向性方向性晶晶 体体性性 质质离子晶体离子晶体（NaCl）共价晶体共价晶体（Cl2、SiO）金属晶体金属晶体（Cu、Fe)分子晶体分子晶体（干冰（干冰CO2）氢键晶氢键晶体（冰体（冰H2O）熔点高、硬熔点高、硬度大、导电度大、导电性能差、膨性能差、膨胀系数小胀系数小熔点高、硬熔点高、硬度大
8、、导电度大、导电性能差性能差良好的导电良好的导电性、导热性、性、导热性、延展性、塑延展性、塑性性无机材料科学基础无机材料科学基础 混合键：混合键：在材料中单一结合键的情况并不是在材料中单一结合键的情况并不是很多，大部分材料的原子结合键往往是不同键的很多，大部分材料的原子结合键往往是不同键的混合。混合。 过渡金属：过渡金属：半金属共价键半金属共价键极性共价键极性共价键 陶瓷化合物：陶瓷化合物： 气体分子、聚合物、石墨：气体分子、聚合物、石墨： 共价键共价键+范德华键范德华键无机材料科学基础无机材料科学基础金刚石：金刚石：典型的共价键典型的共价键 石墨：石墨：层状晶体层状晶体 ，层面内三个，层面内
9、三个共价键共价键，与层面垂直方向还，与层面垂直方向还应有一个电子应有一个电子, 具有具有金属键性质金属键性质 ，层面之间靠很弱的，层面之间靠很弱的范德华键范德华键结合。层片之间非常容易运动结合。层片之间非常容易运动 ，沿层片方向是一种良导体。，沿层片方向是一种良导体。石墨：石墨：混合键混合键n 例：金刚石与石墨晶体例：金刚石与石墨晶体无机材料科学基础无机材料科学基础2、晶体中键的表征晶体中键的表征键型四面体键型四面体无机材料科学基础无机材料科学基础3、晶体中离子键、共价键比例的估算晶体中离子键、共价键比例的估算n 电负性电负性 可定性的判断结合键的类型可定性的判断结合键的类型 n 电负性：电负
10、性：是指各元素的原子在形成价键时吸是指各元素的原子在形成价键时吸引电子的能力，用以表征原子形成负离子倾向引电子的能力，用以表征原子形成负离子倾向的大小。的大小。n 鲍林用电负性差值鲍林用电负性差值XXAXB来计算化合物中来计算化合物中离子键的成份。差值越大，离子键成分越高。离子键的成份。差值越大，离子键成分越高。无机材料科学基础无机材料科学基础n 电负性差值越大，离子键分数越高。电负性差值越大，离子键分数越高。离子键分数与电负性差值（离子键分数与电负性差值（XAXB）的关系）的关系241exp1%BAxx离子键无机材料科学基础无机材料科学基础 当两个成键原子的电负性相差很大时，如周期表中当两个
11、成键原子的电负性相差很大时，如周期表中IVII 族元素组成的化合物，主要是族元素组成的化合物，主要是离子键离子键； 电负性相差小的元素的原子之间成键，主要是电负性相差小的元素的原子之间成键，主要是共价键共价键，也，也有一定的离子键成份，价电子不仅为两原子共享，而且应有一定的离子键成份，价电子不仅为两原子共享，而且应偏向于电负性大的原子一边；偏向于电负性大的原子一边； 同种原子之间成键，由于电负性相同，可以是共价键，也同种原子之间成键，由于电负性相同，可以是共价键，也可能是可能是金属键金属键。n 例：判断例：判断 NaCl、SiC、SiO2 的键性的键性n 小结：小结：无机材料科学基础无机材料科
12、学基础n 键能（原子的结合能）：键能（原子的结合能）：原子在平衡距离下的作用能。原子在平衡距离下的作用能。其大小相当于把两个原子完全分开所需作的功，结合能其大小相当于把两个原子完全分开所需作的功，结合能越大，原子结合越稳定。越大，原子结合越稳定。n 不论何种类型的结合键，固体原子间总存在两种力：不论何种类型的结合键，固体原子间总存在两种力： 一是一是吸引力吸引力，来源于异类电荷间的静电吸引，来源于异类电荷间的静电吸引 二是同种电荷之间的二是同种电荷之间的排斥力排斥力4、结合键的本质结合键的本质无机材料科学基础无机材料科学基础n 原子间的相互作用原子间的相互作用（a）相互作用力和原子间距的关系）
13、相互作用力和原子间距的关系（b）相互作用势能和原子间距的关系）相互作用势能和原子间距的关系无机材料科学基础无机材料科学基础n 结合键的类型及键能的大小对材料的物理性能结合键的类型及键能的大小对材料的物理性能和力学性能有重要影响。和力学性能有重要影响。 物理性能：物理性能： 熔点、密度熔点、密度 力学性能：力学性能：弹性模量、强度、塑性弹性模量、强度、塑性 5、结合键与性能结合键与性能无机材料科学基础无机材料科学基础结合键结合键种种 类类键键 能能(kJ/mol)熔熔 点点硬硬 度度导电性导电性键键 的的方向性方向性离子键离子键586-1047高高 固态不导电无共价键共价键63-712高高不导电
14、有金属键金属键113-350有高有低有高有低良好无分子键分子键42低低不导电有n 结合键种类对性能的影响结合键种类对性能的影响无机材料科学基础无机材料科学基础n 不同材料的键能和熔点不同材料的键能和熔点无机材料科学基础无机材料科学基础（一）最紧密堆积原理（一）最紧密堆积原理 晶体中各原子或离子间的相互结合，可以看晶体中各原子或离子间的相互结合，可以看作是球体的堆积。球体堆积的密度越大，系统的作是球体的堆积。球体堆积的密度越大，系统的势能越低，晶体越稳定。此即势能越低，晶体越稳定。此即球体最紧密堆积原球体最紧密堆积原理。理。n 适用范围：适用范围：典型的离子晶体和金属晶体。典型的离子晶体和金属晶
15、体。二、晶体中质点的堆积二、晶体中质点的堆积无机材料科学基础无机材料科学基础u 等径球体的紧密堆积：等径球体的紧密堆积：晶体由一种元素组成，晶体由一种元素组成，单质（原子），如：单质（原子），如：Cu、Ag、Auu 不等径球体的紧密堆积不等径球体的紧密堆积：由两种以上元素组成，：由两种以上元素组成，离子，如离子，如NaCl、MgO 根据质点的大小不同，球体最紧密堆积方式分根据质点的大小不同，球体最紧密堆积方式分为为等径球等径球和和不等径球不等径球两种情况。两种情况。（二）最紧密堆积方式（二）最紧密堆积方式无机材料科学基础无机材料科学基础1、等径球体的堆积、等径球体的堆积（1）堆积方式）堆积方式
16、n 等径球体在平面上的最紧密堆积等径球体在平面上的最紧密堆积无机材料科学基础无机材料科学基础n 第二层球体落于第二层球体落于B或或C空隙上空隙上落于落于B空隙上空隙上落于落于C空隙上空隙上无机材料科学基础无机材料科学基础第三层位于第一层正上方第三层位于第一层正上方n 第三层球体叠加时，有两种完全不同的堆叠方式：第三层球体叠加时，有两种完全不同的堆叠方式： 六方最紧密堆积六方最紧密堆积无机材料科学基础无机材料科学基础密排面：密排面：（0001）面）面 六方最紧密堆积六方最紧密堆积 密排六方结构密排六方结构无机材料科学基础无机材料科学基础第三层位于一二层间隙第三层位于一二层间隙 面心立方最紧密堆积
17、面心立方最紧密堆积n 第三层球体叠加时的堆叠方式：第三层球体叠加时的堆叠方式：无机材料科学基础无机材料科学基础 面心立方最紧密堆积面心立方最紧密堆积 面心立方结构面心立方结构密排面：密排面：（111）面）面无机材料科学基础无机材料科学基础密排面：（密排面：（111）面）面无机材料科学基础无机材料科学基础（2 2）密堆积结构中的间隙）密堆积结构中的间隙1 1）空隙形式）空隙形式 四面体空隙：四面体空隙： 八面体空隙：八面体空隙：正四面体，由正四面体，由4个球个球构成构成正八面体，由正八面体，由6个球个球构成，构成，无机材料科学基础无机材料科学基础 面心立方结构中的四面体空隙和八面体空隙面心立方结
18、构中的四面体空隙和八面体空隙无机材料科学基础无机材料科学基础2）空隙分布）空隙分布 每个球周围有每个球周围有8个个四面体空隙；四面体空隙； 每个球周围有每个球周围有6个个八面体空隙八面体空隙无机材料科学基础无机材料科学基础3）空隙数量）空隙数量 n个等径球最紧密堆积时，整个系统四面体空个等径球最紧密堆积时，整个系统四面体空隙数为隙数为 2n个，八面体空隙数为个，八面体空隙数为 n个。个。66n48n4）空隙大小）空隙大小四面体间隙大小：四面体间隙大小：r=0.225R八面体间隙大小：八面体间隙大小：r=0.414R无机材料科学基础无机材料科学基础5）空间利用率（堆积系数、堆积密度、致密度）空间
19、利用率（堆积系数、堆积密度、致密度） 一般采用空间利用率（堆积系数）来表征密一般采用空间利用率（堆积系数）来表征密堆系统总空隙的大小。其定义为：堆系统总空隙的大小。其定义为：晶胞中原子体晶胞中原子体积与晶胞体积的比值。积与晶胞体积的比值。303034arZVV堆积系数无机材料科学基础无机材料科学基础（3）体心立方堆积）体心立方堆积 体心立方堆积体心立方堆积比较简单、对称性高比较简单、对称性高，是金属中常见的三种原子堆积方式之一。是金属中常见的三种原子堆积方式之一。近似密排面为：（近似密排面为：（110）面）面无机材料科学基础无机材料科学基础 致密度：致密度：68.02； 四四、八面体八面体空隙
20、不等边；空隙不等边； 空隙大小：分别为空隙大小：分别为0.155R和和0.291R； n个球作体心立方堆积时，存在个球作体心立方堆积时，存在3n个八个八面体空隙、面体空隙、6n个四面体空隙，空隙较多。个四面体空隙，空隙较多。无机材料科学基础无机材料科学基础2、不等径球体的堆积、不等径球体的堆积大球大球按最紧密或近似最紧密堆积；按最紧密或近似最紧密堆积；小球小球填充在八面体或四面体空隙中。填充在八面体或四面体空隙中。u 在离子晶体中：在离子晶体中：半径较大的半径较大的阴离子阴离子作最紧密或近似最紧密堆积；作最紧密或近似最紧密堆积；半径小的半径小的阳离子阳离子填充在八面体或四面体空隙中。填充在八面
21、体或四面体空隙中。无机材料科学基础无机材料科学基础 球体最密堆积理论的适用范围；球体最密堆积理论的适用范围； 最紧密及近似紧密堆积的堆积方式、晶胞类型及晶胞原子数；最紧密及近似紧密堆积的堆积方式、晶胞类型及晶胞原子数； 面心立方、密排六方、体心立方的空隙形式、分布、数量及大小；面心立方、密排六方、体心立方的空隙形式、分布、数量及大小；晶体的致密度（空间利用率、堆积系数）和晶体的密度晶体的致密度（空间利用率、堆积系数）和晶体的密度不等径球体的堆积形式不等径球体的堆积形式n 小结：小结：例：已知一面心立方结构晶体的密度为例：已知一面心立方结构晶体的密度为8.94g/cm3，求，求其晶胞参数和原子间
22、距。其晶胞参数和原子间距。无机材料科学基础无机材料科学基础1、原子半径、原子半径u 孤立态原子半径：孤立态原子半径：从原子核中心到核外电子的几从原子核中心到核外电子的几率密度趋向于零处的距离，亦称为范德华半径。率密度趋向于零处的距离，亦称为范德华半径。u 结合态原子半径：结合态原子半径：当原子处于结合状态时，根据当原子处于结合状态时，根据x-射线衍射可以测出相邻原子面间的距离。射线衍射可以测出相邻原子面间的距离。u 对于对于金属晶体金属晶体，则定义，则定义金属原子半径金属原子半径为：相邻两原为：相邻两原子面间距离的一半。子面间距离的一半。（一）质点的相对大小（一）质点的相对大小三、化学组成与晶
23、体结构的关系三、化学组成与晶体结构的关系无机材料科学基础无机材料科学基础 每个离子周围存在的球形力场的半径即是每个离子周围存在的球形力场的半径即是离离子半径子半径。 对于对于离子晶体离子晶体，定义：，定义：正、负离子半径正、负离子半径之和之和等于相邻两原子面间的距离，可根据等于相邻两原子面间的距离，可根据x-射线衍射线衍射测出。射测出。2、离子半径、离子半径无机材料科学基础无机材料科学基础 指离子或原子在晶体结构中处于指离子或原子在晶体结构中处于相接相接触触时的半径，此时原子或离子间的时的半径，此时原子或离子间的静电吸静电吸引引和和排斥排斥作用达到平衡。作用达到平衡。3、原子和离子的有效半径、
24、原子和离子的有效半径无机材料科学基础无机材料科学基础 在晶体结构中，一个原子或离子周围与其直在晶体结构中，一个原子或离子周围与其直接相邻的原子或异号离子数接相邻的原子或异号离子数数目称为原子（或离数目称为原子（或离子）的子）的配位数配位数，用，用CN来表示。来表示。单质晶体：单质晶体：均为均为12；离子晶体：离子晶体：小于小于12，一般为，一般为4或或6；共价晶体：共价晶体：配位数较低，小于配位数较低，小于4。（二）配位数与配位多面体（二）配位数与配位多面体1、配位数、配位数无机材料科学基础无机材料科学基础 配位多面体：配位多面体：晶体结构中，与某一个阳离晶体结构中，与某一个阳离子结成配位关系
25、的各个阴离子的中心连线所构成子结成配位关系的各个阴离子的中心连线所构成的多面体。的多面体。2、配位多面体、配位多面体无机材料科学基础无机材料科学基础rr3、离子的配位数与、离子的配位数与 的关系的关系 临界离子半径比（临界离子半径比（r+/r-）：）： 在紧密堆积的阴离子恰好相互接触，并与中心在紧密堆积的阴离子恰好相互接触，并与中心阳离子也恰好接触的条件下，阳离子半径与阴离阳离子也恰好接触的条件下，阳离子半径与阴离子半径之比，即每种配位体的阳、阴离子半径比子半径之比，即每种配位体的阳、阴离子半径比的下限。的下限。 阳离子配位数的大小主要与正、负离子的阳离子配位数的大小主要与正、负离子的临界临界
26、半径比（半径比（r+/r-）有关有关无机材料科学基础无机材料科学基础例：以例：以NaCl晶体为例，求八面体配位时的晶体为例，求八面体配位时的r+/r-无机材料科学基础无机材料科学基础无机材料科学基础无机材料科学基础u 阳离子的配位数与阴阳离子半径比阳离子的配位数与阴阳离子半径比 的关系：的关系：干冰干冰CO2B2O3无机材料科学基础无机材料科学基础 离子极化离子极化是指离子在外电场作用下，改变其是指离子在外电场作用下，改变其形状和大小的现象。形状和大小的现象。（三）离子极化（三）离子极化离子极化作用示意图离子极化作用示意图无机材料科学基础无机材料科学基础1、极化过程、极化过程 一个离子受到其他
27、离子所产生的外电场的一个离子受到其他离子所产生的外电场的作用下发生极化，用作用下发生极化，用极化率极化率 表示表示 一个离子以其本身的电场作用于周围离一个离子以其本身的电场作用于周围离子，使其他离子极化，用子，使其他离子极化，用极化力极化力 表示表示被极化：被极化：自身被极化自身被极化主极化：主极化：极化周围其它离子极化周围其它离子无机材料科学基础无机材料科学基础2、一般规律、一般规律正离子正离子 大大 小小 负离子负离子 小小 大大 18电子构型的正离子电子构型的正离子 Cu2、Cd2的的值大值大 无机材料科学基础无机材料科学基础3、离子极化对晶体结构的影响、离子极化对晶体结构的影响键性变化
28、键性变化极化极化 电子云重叠（偶极）电子云重叠（偶极）结构类型发生变化结构类型发生变化离子间距减小离子间距减小离子键离子键 共价键共价键配位数配位数CN无机材料科学基础无机材料科学基础负离子在正离子电场中被极化使配位数降低负离子在正离子电场中被极化使配位数降低无机材料科学基础无机材料科学基础 AgCl AgBr AgI Ag+和X半径之和（nm） Ag+X实测距离（nm） 极化靠近值（nm） r+/r-值 理论结构类型 实际结构类型 实际配位数 0. 123+0.172=0.295 0.277 0. 018 0.715 NaCl NaCl 6 0.123+0.188=0.311 0.288 0
29、.023 0.654 NaCl NaCl 6 0.123+0.213=0336 0.299 0.037 0.577 NaCl 立方ZnS 4 例：极化对卤化银晶体结构的影响例：极化对卤化银晶体结构的影响无机材料科学基础无机材料科学基础u 结晶化学定律：结晶化学定律： 哥希密特（哥希密特（Goldschmidt) 晶体的结构取决于其组成基元（原子、离子或晶体的结构取决于其组成基元（原子、离子或离子团）的离子团）的数量关系数量关系、大小关系大小关系与与极化性能极化性能。无机化合物结构类型无机化合物结构类型化学式类型化学式类型AXAX2A2X3ABO3ABO4AB2O4结构类型举例结构类型举例氯化钠
30、型氯化钠型金红石型金红石型刚玉型刚玉型钙钛矿型钙钛矿型钨酸矿型钨酸矿型尖晶石型尖晶石型实实 例例NaClTiO2-Al2O3CaTiO3PbMoO4MgAl2O4无机材料科学基础无机材料科学基础四、同质多晶与类质同晶四、同质多晶与类质同晶1 1、概念、概念n 同质多晶：同质多晶：化学组成相同的物质，在不同的热力学化学组成相同的物质，在不同的热力学条件下，结晶成结构不同的晶体的现象。条件下，结晶成结构不同的晶体的现象。 由此而产生的每一种化学组成相同但结构不同的晶由此而产生的每一种化学组成相同但结构不同的晶体，称为体，称为变体变体（也称（也称晶型晶型）。n 类质同晶：类质同晶：化学组成相似或相近
31、的物质，在相同化学组成相似或相近的物质，在相同的热力学条件下，形成具有相同晶体结构的现象。的热力学条件下，形成具有相同晶体结构的现象。无机材料科学基础无机材料科学基础例如：例如：C金刚石金刚石石石 墨墨无机材料科学基础无机材料科学基础富勒烯（富勒烯（C60）n 除金刚石和石墨外，还有其他以单质形式存在的除金刚石和石墨外，还有其他以单质形式存在的碳，即碳，即C60分子分子无机材料科学基础无机材料科学基础2、同质多晶转变、同质多晶转变根据多晶转变前后根据多晶转变前后晶体结构变化晶体结构变化和和转变速度转变速度的情况的情况不同，分为：不同，分为： 在同质多晶中，各个变体是在不同的热力学条件下在同质多
32、晶中，各个变体是在不同的热力学条件下形成的，因而具有各自稳定存在的热力学范围。当外形成的，因而具有各自稳定存在的热力学范围。当外界条件改变，变体之间就可能发生结构上的转变，即界条件改变，变体之间就可能发生结构上的转变，即同质多晶转变。同质多晶转变。位移性转变：位移性转变：质点间位移，键长、键角的调整，转变质点间位移，键长、键角的调整，转变 速度快（高低温型转变）。速度快（高低温型转变）。重建型转变：重建型转变：旧键的破坏，新键的形成，转变速度慢。旧键的破坏，新键的形成，转变速度慢。无机材料科学基础无机材料科学基础例：例：SiO2-石英（低温稳定型）石英（低温稳定型） -石英石英-磷石英磷石英（
33、b） -石英（高温稳定型）石英（高温稳定型）（a）无机材料科学基础无机材料科学基础n根据多晶转变的方向，可分为：根据多晶转变的方向，可分为： 可逆转变可逆转变（双向转变）（双向转变） ： 当温度高于或低于转变点当温度高于或低于转变点时，两种变体可以反复瞬时转变，时，两种变体可以反复瞬时转变，位移性转变位移性转变 都属于都属于可逆转变。可逆转变。 不可逆转变不可逆转变（单向转变（单向转变） ： 指转变温度下，一种变指转变温度下，一种变体可以转变为另一种变体，而反向转变却几乎不可能，体可以转变为另一种变体，而反向转变却几乎不可能，少数少数重建性转变重建性转变 属于不可逆转变。属于不可逆转变。无机材
34、料科学基础无机材料科学基础五、晶体结构的描述方法五、晶体结构的描述方法u晶胞结构图：立体图、投影图晶胞结构图：立体图、投影图u坐标系：各质点的空间坐标坐标系：各质点的空间坐标u球体堆积方式和填充空隙情况球体堆积方式和填充空隙情况u配位多面体及其连接方式配位多面体及其连接方式u单位晶胞分子数单位晶胞分子数对晶体结构的描述，通常是描述晶胞的形状、对晶体结构的描述，通常是描述晶胞的形状、大小和结构。大小和结构。无机材料科学基础无机材料科学基础例：金刚石例：金刚石立体图立体图投影图投影图n 质点的空间坐标：质点的空间坐标：000， 0， 0 ， 0 ， ， ， ， 无机材料科学基础无机材料科学基础例：例：NaCl晶体晶体n 晶胞分子数：晶胞分子数：Z=4无机材料科学基础无机材料科学基础本节重点：本节重点：u 最紧密堆积原理最紧密堆积原理 u 影响离子晶体结构的因素影响离子晶体结构的因素 内因：内因：质点的相对大小、配位数与配位多面体、离子极化质点的相对大小、配位数与配位多面体、离子极化 外因：外因：温度、压力温度、压力同质多晶和类质同晶同质多晶和类质同晶
