《晶体物相分析》课件.ppt

*******************晶体物相分析深入探讨晶体材料的结构和性质,了解其在各种技术领域的应用价值。通过系统性分析,全面掌握晶体物相分析的核心原理和方法。课程目标掌握基础知识深入了解晶体材料的基本结构、晶系分类和晶面识别等基础知识。应用分析技术掌握X射线衍射、热分析等常用的晶体物相分析技术及其应用。综合分析能力培养学生综合运用所学知识解决实际问题的能力。课程大纲1晶体基本结构探讨晶体的原子排列及其表征，包括晶格、晶胞等概念。2晶体晶系介绍七大晶系及其特征，并了解晶体的对称性。3晶面识别与指数学习如何确定晶面,并运用Miller指数描述晶面。4晶体化学基础分析离子半径、配位数、化学键类型及其对晶体性质的影响。晶体基本结构晶体是一种具有有序排列的原子或分子组成的固体材料。它们的基本特点包括原子或分子成规则排列、具有特定的晶格结构、有较高的对称性以及长程有序等。晶体的结构决定了其独特的物理和化学性质，是材料科学研究的基础。晶体晶系立方晶系立方晶系是最简单的晶系之一,具有3个等长的相互垂直的轴。立方晶系有代表性的晶体包括钠、铜、金刚石等。六方晶系六方晶系有4个轴,其中3个基本轴相等、相互垂直,第4个轴与其他3个轴不等长。代表性晶体包括石墨、冰、石英等。正交晶系正交晶系有3个互相垂直的轴,但3个轴长度不等。代表性晶体包括硫磺、石膏、硝石等。三斜晶系三斜晶系的3个轴都不等长,并且也不垂直。这种晶系最复杂,代表性晶体有硼酸、硫酸铜等。晶面识别1认知晶面结构了解晶体的基本几何构型、原子排列规律。2分析晶面特征根据原子堆积密度、原子排列等特征识别晶面。3利用晶面指数使用晶面指数法准确描述和命名不同晶面。晶面识别是晶体分析的基础,需要深入理解晶体的几何结构和原子排列规律。通过分析晶面的特征,如原子堆积密度、排列方式等,我们可以利用晶面指数法准确描述和命名各种不同的晶面。这是后续学习晶体性质和分析技术的重要前提。晶面指数晶面指数是用三个整数(hkl)来表示晶体中一个特定晶面的方位。这三个整数反映了该晶面与晶体的三个晶轴之间的关系。晶面指数说明最密集面(111)晶面与三个晶轴的交角相同,为锐角。最开放面(100)晶面与三个晶轴的交角互相垂直。中间面(110)晶面与两个晶轴的交角相同,为锐角。离子半径与配位数离子半径和配位数是理解晶体结构的两个重要因素。离子半径决定了离子在晶格中的大小,而配位数则反映了离子周围被其他离子包围的情况。这两个参数共同决定了晶体的稳定性和结构特点。离子半径(?)配位数上表列出了几种常见离子的半径和配位数。可以看出,离子半径越小,其配位数通常越低,这是为了维持晶体结构的稳定性。化学键类型离子键离子键是由离子间的强静电引力形成的。它们通常存在于金属和非金属元素之间。离子键具有高度方向性和高电离度。共价键共价键是由两个原子之间的电子对共享形成的。它们通常存在于非金属元素之间。共价键具有高度方向性和较低的电离度。金属键金属键是由自由移动的价电子构成的。它们存在于金属元素之间。金属键具有高电导率和可塑性。氢键氢键是由氢原子与强电负性原子如氧或氮之间的部分共价键形成的。它们在生物大分子中起重要作用。离子间作用力库仑力离子之间的静电引力,也称为库仑力,是最主要的离子间作用力。它决定了离子化合物的结构和性质。偶极-偶极作用在离子化合物中,由于电荷不均衡,会产生永久性的偶极矩,导致偶极间相互作用。这种作用力较弱。氢键作用当氢原子与电负性较大的氧、氮或氟等原子相连时,会形成氢键。这种作用力在生物大分子中扮演重要角色。范德华力由于瞬时偶极矩的产生,中性原子或分子之间会产生微弱的范德华力。这种作用力在分子结构中有重要影响。相图相图是一种将温度、压力和成分三个变量在二维或三维坐标系上描述物质相平衡关系的图表。它反映了在不同温压条件下，物质的相组成及其相互转变关系。相图能够帮助我们预测和控制材料在不同工艺条件下的相变行为。相转变1相的定义相是物质系统中结构、组成和性质相同的一部分。相可以是固体、液体或气体。2相转变的条件温度、压力、成分等外部因素的变化会导致相之间的转变。这种转变过程称为相转变。3相转变的类型主要包括熔融、沸腾、固相转变等。不同材料会经历不同的相转变过程。相平衡条件1温度压力条件在给定的温度和压力下,系统达到稳定状态,各相之间达到化学势平衡。2化学势平衡各相化学势相等,不会发生自发的相变和相互转化。3布拉格-威廉姆斯定律在相平衡状态下,各相的摩尔自由能相等