材料化学复习

《材料化学》复习一、名词解释1)晶体：是一种内部粒子（原子、分子、离子）或粒子集团在空间按一定规律周期性重复排列而成的固体。

2)周期性：一定数量和种类的粒子（或粒子集团）在空间排列时，在一定的方向上，相隔一定的距离重复出现的现象。

3)晶胞：空间格子将晶体结构截成的一个个大小、形状相等，包含等同内容的基本单位4)同质多晶：同一化合物存在两种或两种以上不同的结构型式的现象。

5)类质同晶：在两个或多个化合物（或单质）中，如果化学式相似，晶体结构型式相同。

并能互相置换。

6)晶体衍射：晶体中各原子散射的电磁波相互干涉互相叠加，从而在某一方向得到加强的现象。

7)系统消光：由于晶胞中某些特定位置上的原子散射的x射线相互干涉，使得许多衍射点有规律的，系统的不出现现象。

8)液晶是先熔化失去平移对称性，进一步升高温度后产生转动。

9)非整比化合物：化合物中某一原子短缺或过多和层状结构的夹层之间嵌入某些中性分子或金属原子。

10)玻璃：是高温下熔融，冷却过程中黏度不断增大、不析晶，室温下保持熔体结构的非晶固体。

11)陶瓷：通过烧结包含有玻璃相和结晶相的特征的无机材料，一般由陶土或瓷土等硅酸盐，经过成型烧结，部分熔融成玻璃态，通过玻璃态物质将微小的石英和其他氧化物晶体包裹结合而成。

12)金属固溶体：2种或多种金属或金属化合物相互溶解组成的均匀扮相，其中组成可以改变而不破坏均匀性。

13)间隙固溶体：原子半径较小的非金属统计地渗入过渡金属结构的小球。

14)金属化合物：各种元素发生相互作用而形成一种具有金属特性的物质。

15)离子晶体：正负离子结合在一起形成的晶体，它一般由电负性较小的金属元素与电负性较大的非金属元素组成。

16)离子键是离子静电吸引力与电子短程排斥力平衡的结果。

离子键的强弱可用晶格能表示17)晶格能：0K时，1mol离子化合物中的离子从相互远离的气态结合成离子晶体所释放的能量。

18)有效离子半径：用goldschmidt方法将离子间距划分为离子半径，后经多次修正，提出一套较完整的离子半径数据（有效指数据是由实验测定的数据推得的）。

19)正离子配位数：与正离子连接的最邻近的负离子数。

20)配位多面体：若将与正离子相配位的各负离子中心相连可得一多面体。

21)离子极化现象：离子在相互电场作用下，使电子分布的中心偏离原子核而发生电子云变形的现象。

22)三种分子间作用力：静电力（永久偶极距与永久偶极距间的相互作用）、诱导力（永久偶极距与诱导偶极距间的相互作用）、色散力（瞬时偶极距间的相互作用）。

23)范德华半径：相邻分子中原子之间最小接触距离的平均值。

24)超分子化学：研究凭借分子间作用力组装的分子聚集体、聚集体的组装过程及其结构与性能的关联学科。

25)超分子：由两种或两种以上分子以非共价键的分子间作用力结合在一起而形成的较复杂的、有组织的缔合体，并能保持确定的完整性，具有特定的相行为和比较明确的微观结构和宏观特征。

26)分子识别：不同分子间的一种特殊的、专一的相互作用。

27)超分子自组装：一种或多种分子，依靠分子间相互作用，自发地结合起来，形成分立的或伸展的超分子。

28)晶体工程：通过分子堆积了解分子间的相互作用，用以设计具有特定的物理性质和化学性质的新晶体。

29)高分子材料：以高分子化合物为基本组分，加入适当助剂，经过一定加工制成的材料。

30)高分子链的构型：分子中由化学键所固定的原子或取代基在空间的几何排列。

31)高分子链的柔顺性：由单链内旋转引起原子在空间占据不同位置所构成的分子链的各种形象，称为高分子链的构象，由构象变化获得不同卷曲程度的特性称为高分子链的柔顺性。

32)聚合物球晶的生长过程：以非均相的晶核为中心，从初级晶核生长的片晶，在结晶缺陷点发生支化，形成新的片晶，它们在生长时发生弯曲和扭转，并进一步分支形成新的片晶，如此反复，最终形成以晶核为中心，三维向外发散的球形对称结构。

33)配位聚合：单体分子首先在活性的空位上配位，形成某种形式向络合物，随后单分子相继插入过渡金属-烷基键中进行增长。

34)自由基聚合：聚合反应活性中心为自由基的链式聚合反应。

35)零电阻现象：超导体的零电阻现象和常导体的零电阻在实质上截然不同。

常导体：在理想的金属晶体中，由于电子运动畅通无阻因此没有电阻。

超导体：当温度降到某一数值T c或以下时电阻突然变为零。

36)超导态具有两大基本属性，即零电阻现象和Meissner(迈斯纳）效应，它们是相互独立有相互联系的。

单纯的零电阻并不能保证meissner效应，但零电阻有是meissner效应的必要条件。

37)压电效应：晶体受到压缩或扭转而能诱发偶极矩的现象。

38)生物材料：又称生物医用材料，是以和生物系统结合，以诊断、治疗或替代机体的组织、器官或增进其功能的材料。

二、填空1.点阵是反映结构周期性的几何形式，平移群是反映结构周期性的代数形式。

2.构成点阵的两个必要条件为点数无数多和各点所处的环境完全相同。

3.晶体的缺陷按几何形式可分为点缺陷、线缺陷、面缺陷和体缺陷。

4.热致性液晶是温度变化时形成的液晶态物质，根据结构形态不同，热致性液晶可以分为类似细火柴棒状的向列相液晶、类似粘土状的近晶相液晶、类似胆固醇状的胆甾相液晶。

5.能带中完全被电子所充满的叫满带，能带中没有电子的称为空带，能带中有电子但未充满叫导带。

各种带的间隙是电子不能存在的区域叫禁带。

6.在密置双层结构中存在两种空隙，一个由3个相邻A球与一个B球或3个相邻B球与1个A球所组成的空隙叫正四面体空隙，另一种是由3个A球与3个B球所组成的空隙称为正八面体空隙。

7.由N个等径球组成的堆积中，平均有2N个正四面体空隙，可容纳半径为0.225R的小球，还有N个正八面体空隙，可容纳0.414R的小球。

8.根据高分子材料的使用性质可以分为：塑料、橡胶、纤维、粘合剂与密封材料和涂料五大类。

9.高密度聚乙烯（HDPE）结构为-[CH2CH2]-,是高分子中分子结构最为简单的一种，它的单体是乙烯，重复单元为-CH2CH2-，称为链节，n为链节数，也为聚合度P10.高分子的链结构是指单个高分子链的结构和形态，包括近程结构和远程结构。

前者属于化学结构，也称一级结构，后者是指分子的尺寸、形态，链的柔顺以及分子在环境中的构象，也称二级结构。

11.聚合反应能顺利的进行，采用适当的聚合反应实施方法是非常必要的，聚合物反应实施方法有本体聚合、溶液聚合、乳液聚合悬浮聚合等。

12.涂料组成包括膜物质（固着剂)、颜料、稀料和各种辅料。

13.纳米材料具有尺寸小、比表面积大、表面能高、表面原子所占比例大等特点，纳米材料具有传统材料所不具备的奇异或反常的物理、化学特性，即纳米材料显现出纳米反应，具有三大效应，分别为表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应。

14.物质由于受到光照而引发某些电学性质变化的现象称为光电效应，光电效应主要有光电导效应、光生伏特效应和光电子效应三种，利用光生伏特效应原理不仅可以制作光电转化材料，还可以知道太阳能电池。

15.材料的种类繁多，性能千差万别，应用领域也十分广泛，若按照材料的使用性能可将其分为结构材料和功能材料两大类，前者主要利用材料的力学性能，后者则主要利用材料的物理和化学性能。

16.材料的结构一般可分为微观结构、介观结构和宏观结构三个层次来研究。

17.材料化学是关于材料的结构、性能、制备和应用的化学。

18.范德华力有三种来源分别是取向力、诱导力和色散力。

19.金属通常可分为黑色金属和有色金属，黑色金属是指铁、铬、锰金属与他们的合金。

20.铁碳合金的形态包括有奥氏体、马氏体、铁素体、渗碳体与珠光体等。

21.聚合的实施方法可分为本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合和乳液聚合。

22.纳米材料的独特效应包括小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子效应。

23.无机非金属材料一般为某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、硫化物和硅酸盐、钛酸盐、铝酸盐、磷酸盐等含氧酸盐组成。

24.晶体包括有金属晶体、离子晶体、原子晶体和分子晶体25.晶体的缺陷按几何维度可划分为点缺陷、线缺陷、面缺陷和体缺陷。

其中点缺陷可分为热缺陷和杂质缺陷。

三、简答1.点阵和平移群之间的关系连接任意两点阵点所得向量必属于平移群；属于平移群的任意向量的一段落在与其对应的点阵中任一点阵点时，其另一端必落在此点阵中的另一点阵点上。

ue方程和Bragg方程的区别和联系Laue方程与Bragg方程都是反映X射线在晶体中发生衍射时在衍射方向这一要素上的客观规律，都是联系衍射方向与晶体结构参数的重要方程。

它们在本质上是一样的，但表达方式不同，前者是基本的关系式，后者在形式上更为简单。

应用中两者各有优缺点，Laue方程多用于单晶X射线衍射方面，Bragg方程则为多晶粉末法提供了理论基础。

3.物理鉴定的主要步骤：1）收集衍射数据，分析计算图谱，得到一组d(hkl)/n‒I/I max数据2）选取8个强度最大的衍射对应的的d(hkl)，利用索引查找与实验数据相近的卡片号码3）按照卡片号码找到相应的卡片，将卡片值与实验值一一对照确定实物相。

4.什么是晶体衍射的两个要素？它们与晶体结构有何对应关系？衍射方向和衍射强度衍射方向决定于晶体内部结构周期重复的方式，涉及的是衍射的有无问题，是衍射的第一要素。

晶胞中的原子种类及位置、衍射级数及一系列几何物理上的因素影响某方向的衍射强度。

故通过对衍射方向的测定，可从中得到晶胞大小和形状的信息，通过对对各衍射方向的衍射强度进行测量分析，可从中获得晶胞中原子排列方式的信息。

5.晶体的一般特点是什么？点阵和晶体的结构有何关系？1）晶体的一般特点是：a）均匀性：指在宏观观察中，晶体表现为各部分性状相同的物体b）各向异性：晶体在不同方向上具有不同的物理性质c）自范性：晶体物质在适宜的外界条件下能自发的生长出晶面、晶棱等几何元素所组成凸多面体外形d）固定熔点：晶体具有固定的熔点e）对称性：晶体的理想外形、宏观性质以及微观结构都具有一定的对称性。

2）晶体结构中的每个结构基元可抽象成一个点，将这些点按照周期性重复的方式排列就构成了点阵。

点阵是反映点阵结构周期性的科学抽象，点阵结构是点阵理论的实践依据和具体研究对象，它们间存在这样一个关系：点阵结构=点阵+结构基元点阵=点阵结构-点阵基元6.构成液晶的分子应满足哪三个基本条件？分子结构形状为棒状或平面形，分子有一定极性，适当的长宽比例。

7.液晶显示器是一种液晶材料制造利用电场调制的受光型显示器件，它有三大优点？A）液晶本身不发光，只反射环境光。

B)液晶原件薄而轻，应用十分方便C)液晶显示器耗电量一般极低。

8.简述玻璃的无规则网络学说该理论认为玻璃的结构中包含许多晓得结构单位（如由中心的Si和四角的4个O通过共价键结合而成的SiO44‒四面体）这些小结构单位彼此之间可以键合成链状，或由其他金属离子沿顶角键合，联结成不规则的三维网络。