固体无机化学
无机化学第七章固体的结构与性质
ZnS型 同质多晶现象：
高温晶下胞：N正aC立l型方形
化学组成相同而晶阳体离构子型配不位同数的：现4象
阴离子配位数：4
S2- Zn2+
例 BeO、ZnSe
7-2-3 离子晶体的稳定性
离子晶体的晶格能
晶格能——标准态下，拆开1mol离子晶体 变为气态离子所需吸收的能量
NaCl(s)
7-1-1 离子晶体的特征和性质
晶体 结点粒 粒子
类型 子种类 间作 一般性质 物质示例
用力
离子 阳、阴 晶体 离子
静电 引力
熔点较高、 活泼金属 略硬、脆, 氧化物、
熔体、溶液易导电 盐类
NaF Na+、F-
硬度2~2.5, 熔点993℃
MgF2 Mg2+、F-
F- _
Na+
_
+ _ +
硬_ 度+5, +_ _+
H 5 = －U = ? ， NaCl 的晶格能 U 的相反数；
Na ( s ) H 1
Na ( g ) H 3
熔点_12+61℃_
+
_+ _ _+ _
+ + +
7-2-2 离子晶体中最简单的结构类型
AB型：NaCl型、 CsCl型、立方ZnS型
NaCl型
晶格类型:面心立方
Cl- 阳离子配位数：6 Na+ 阴离子配位数：6
例 KI、LiF、NaBr、 MgO、CaS
CsCl型
Cl- Cs+
ZnS型
S2- Zn2+
在加热时，由开始软化到完全熔化, 整 个过程中温度不断变化。
无机化学-第七章固体的结构与性质
H 6
NaCl ( s ) H 5
Na + ( g ) +
Cl－ ( g )
H 6 = f HmӨ = - 410.9 kJ·mol－1 ，NaCl的标准生成热。
由盖斯定律 H 6 = H 1 + H2 + H 3 + H 4 + H 5
所以
H 5 = H 6 － ( H1 + H 2 + H 3 + H 4 )
H 2 = 1/2 D = 119.7 kJ·mol－1 ，Cl 2 ( g ) 的离解能 D
的一半； 2021/5/31
无机化学
Na ( s ) + 1/2 Cl2 ( g )
H 1 Na ( g )
H 2 Cl ( g )
H 3
H 4
Na + ( g ) +
Cl－ ( g )
H 6
NaCl ( s ) H 5
a, b, c 为六面体 边长， α, β, γ 分别是bc , ca, ab 所组成的夹 角。
晶胞在三维空间中的无限重复排列
晶格
晶体
晶胞参数 差异
七种晶系
七种晶系的性质
晶系 立方晶系 四方晶系 六方晶系 菱形晶系 正交晶系 单斜晶系 三斜晶系
七种晶系
边长
a=b=c a = b≠c a = b≠c a=b=c a≠b≠c a≠b≠c a≠b≠c
给抽象的结果赋予实质性内容，即将 晶体的结构单元置于晶格的节点上，就是 晶体。
在晶体有规律的排列中，可以找到代 表晶体结构的最小的平行六面体单位，即 晶胞。
单晶体和多晶体
单 晶 体 晶 体 多 晶 体
固体无机化学教学设计
固体无机化学教学设计介绍固体无机化学是无机化学领域中的一个重要分支，涉及到许多基础理论知识和实际应用。
本文将介绍一种固体无机化学教学设计，以帮助学生更好地理解和掌握固体无机化学的知识。
教学目标该教学设计的教学目标包括：•理解基本的无机化学理论知识•理解并掌握固体无机化学基本概念•能够了解固体无机化学的实际应用•能够学会使用一些基本的实验技能教学内容与方法教学内容该教学设计的教学内容主要包括以下几个方面：1. 固体无机化学基本概念该部分将介绍固体无机化学的基本概念，包括晶体结构、晶格、缺陷、相变等方面的知识。
学生将学会如何使用X射线衍射法、电镜等工具来分析固体材料的结构。
2. 固体无机化学实验设计与操作该部分将介绍摩尔定量实验、热分析实验等基本实验设计及操作技能。
学生将学会如何准确地称量试剂、分析实验数据等基本技能。
3. 固体无机化学的实际应用该部分将涉及固体无机化学在材料科学、环境科学、能源科学等领域的实际应用，学生将了解到不同的实际应用场景。
教学方法本教学设计采用以下教学方法：1. 理论授课通过介绍固体无机化学的基本概念，学生将了解到固体无机化学的基本知识。
2. 实验操作学生将进行摩尔定量实验、热分析实验等实验操作，学会如何操作实验仪器。
3. 小组讨论学生将在小组内讨论一些固体无机化学实际应用的案例，并汇报给全班。
4. 课堂演示教师将给学生演示如何使用X射线衍射法、电镜等仪器进行实验分析。
教学评价评价是教学的一个重要部分，本教学设计将采用以下评价方式：1. 实验报告学生将写实验报告，评价学生实验操作技能。
2. 课堂出勤学生的出勤记录将作为教学评价的一个因素。
3. 小组汇报学生的小组汇报将作为评价因素之一，评价学生的团队协作能力和表达能力。
总结本文介绍了一种固体无机化学教学设计，目的是帮助学生更好地理解和掌握固体无机化学的基础理论知识和实际应用。
该教学设计将采用理论授课、实验操作、小组讨论、课堂演示等方法，同时实验报告、课堂出勤和小组汇报作为评价的一个因素。
无机化学 第10章_固体结构
1.Born-Haber循环
K(s) +
1 2
Br
2
(l)
气化热 △ rHm,3
升 华 焓
△
rHm,1 1
2
1
2
键能
Br
△
2 (g)
rHm,4
△fHm
KBr(s)
U △ rHm,6
K(g)
Br (g)
△ rHm,5
电子亲和能
△ rHm,2
电离能
Br (g)
+
K + (g)
△fHm= △ rHm,1 + △ rHm,2 +△ rHm,3 +△ rHm,4 +△ rHm,5 + △ rHm,6
2.Born-Lande公式
UKA1ZZ2 (11)
R0
n
当R0以 pm ， U以kJm o1为 l 单位时
U138A 91Z 42(011)kJmo 1 l
式中：
R0
n
R0—正负离子核间距离， Z1，Z2 —分别为正负离子电荷的绝对值，
A —Madelung常数,与晶体类型有关，
NH 3
同核：H 2 N 2 O 2
S
，
8
P4
BF 3 ，CH 4 ，CO 2
分子的偶极矩与键矩的关系： 极性键构成的双原子分子：
分子偶极矩 = 键矩 多原子分子的偶极矩 = 键矩的矢量和， 例如：μ(SF6) = 0，键矩互相抵消，
μ(H2O)≠0，键矩未能抵消。
分子的偶极矩μ(×10－30 C·m)
γ 分别是bc ， ca , ab 所 组成的夹角。
晶胞的内容包括粒子的种类，数目及它在 晶胞中的相对位置。
材料化学-固溶体
4.4 异价取代固溶体
等价取代，可以保持电荷平衡； 异价取代，需要形成缺陷以保持电荷平衡： 1. 空位或填隙子 —— 离子补偿； 2. 电子或空穴 —— 电子补偿。
28
离子补偿机制
阳离子空位： 基质结构中的阳离子被高价阳离子取代时，可以通过形成
阳离子空位来达到电荷平衡。 实例：CaCl2 掺杂 NaCl：Na1-2xCaxVxCl
向于生成有限固溶体。
16
无限固溶体实例：Pb(Zr,Ti)O3
压电材料 BaTiO3（(A2+B4+)O3 型钙钛矿结构化合物）： Ba —— Pb，Sr，Ca等等取代； Ti —— Zr，Sn等等取代； —— 复合化合物(A1,A2,…Ak)(B1,B2,…Bl)O3（钙钛矿结
构）：
17
决定固溶体的形成能力。
41
4.6 固溶体的性质
杂质 进入
晶格 常数
机械 性能
密度
光学 性能
电性能
42
卫格定律（Vegare’s Law）与雷特格定律（Retger’s Law）：固溶体中，晶胞的尺寸随组成连续变化，对于立 方结构的晶体，晶格常数与组成的关系可以表示为： (ass )n (a1)n c1 (a2 )n c2
35
2. 阴离子吸附形成的阳离子空位：
例如，氧化物加热时吸收氧，氧分子离解，氧原子从低 氧化态过渡金属得到电子形成 O2- 离子，
实例：
NiO O2 Ni123x Ni23xVNi,xO
绝缘体
半导体
36
阴离子填隙： 混合价阳离子伴随填隙阴离子而形成。
实例：高温超导体 YBa2Cu3O 体系。 1. 当 = 6，Cu：+1，+2 的混合价； 2. 当 = 6.5，Cu：+2 价； 3. 当 = 7，Cu：+2，+3 的混合价。
无机化学中的固体材料的合成路线
无机化学中的固体材料的合成路线在无机化学领域中，固体材料的合成是一个重要的研究方向。
固体材料广泛应用于各个领域，如电子器件、催化剂、能源存储等。
本文将探讨无机化学中固体材料的合成路线，以及一些常见的合成方法和技术。
一、晶体生长法晶体生长法是一种常见的合成固体材料的方法。
通过溶液中的化学反应，可以在适当的条件下使溶液中的物质结晶成固体材料。
这种方法可以控制晶体的形状和尺寸，并且能够制备出高纯度的材料。
晶体生长法有多种类型，如溶液法、气相法和固相法等。
其中，溶液法是最常用的方法之一。
在溶液法中，首先需要选择适当的溶剂和溶质，并将它们混合在一起。
然后，通过调节温度、浓度和pH值等条件，使溶液中的物质逐渐结晶形成固体材料。
这种方法适用于大多数无机化合物的合成，如金属氧化物、硫化物和硝酸盐等。
除了溶液法，气相法也是一种常用的晶体生长方法。
在气相法中，需要将气体或气体混合物引入反应器中，在适当的温度和压力下，使气体中的物质在固体表面上结晶。
这种方法适用于一些高温稳定的化合物，如金属卤化物和金属硫化物等。
二、固相法固相法是一种将两种或多种固体物质反应生成新的固体材料的方法。
在固相法中，通常需要选择适当的原料，并将它们混合在一起。
然后，通过加热或高压等条件，使原料发生化学反应，生成新的固体材料。
固相法适用于一些高温稳定的化合物的合成，如硅酸盐、氧化物和硫化物等。
这种方法可以控制反应的温度和时间，以调节合成材料的性质和结构。
固相法还可以通过添加适量的助剂，改变反应的速率和产物的形貌。
三、溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种利用溶胶和凝胶过程合成固体材料的方法。
在溶胶-凝胶法中，首先需要制备溶胶，即将固体物质分散在液体中形成胶体。
然后，通过控制溶胶的浓度和温度等条件，使溶胶逐渐凝胶成固体材料。
溶胶-凝胶法适用于一些特殊结构和形貌的材料合成，如纳米颗粒、多孔材料和薄膜等。
这种方法可以控制凝胶的成熟程度和凝胶速率，以调节合成材料的孔隙度和表面积。
固体无机化学
固体无机化学
固体无机化学是研究固体材料的价态分布、结构和性质与其成分及组成中原子和分子之间化学相互关系的一门学科。
它与晶体学和结构化学有着密切的关系，其思想及专业研究的范围也受到物理学、化学和物理化学的影响。
固体无机化学致力于研究不同元素和元素复合物固态形式中的化合物、结构、性质和稳定性等，主要包括以下内容：
1、晶体结构：研究不同固体材料的晶体结构，以及其空间排列形式与性质的关系；
2、成分及组合：研究比例及晶体相间构造形式，以及其形成不同性质化合物的机理；
3、晶体表面：研究固体表面的组成及其与表面性质的关系；
4、极性：研究极性的影响及诸多固体气相化学反应的机理；
5、催化：研究基于固体无机催化剂的化学反应机理等.
以上几点仅仅是固体无机化学的主要研究内容，其与桥接反应，杂原子带入遵循、反应物分子内部歧义性等等有着相关关系。
固体无机化学研究利用各种物理化学的手段（如X-射线衍射、电子探针表征、扫描电子显微镜、基于电化学法的性质鉴定）及热力学、动力学计算等来进行。
在工业上的应用中，也广泛应用此领域的技术，如催化、加工、复合材料等领域。
无机化学 第二章 化学基础知识 固体
太阳
23
闪电：空气放电 形成的等离子体
24
霓虹灯：氖或氩的等离子体。
25
等离子电视
26
等离子体的基本特性
• • • • 导电性 电中性 与磁场的可作用性 与电场的可作用性
27
间作用力的不同，可将晶体分为离
子晶体、原子晶体、金属晶体和分 子晶体。
18
晶体的类型
离子晶体19
晶体的类型
组成 粒子 原子 离子 原子 粒子间 作用力 熔沸点 高低 物理性质 硬度 大小 熔融导 电性 好 C r, K 例
金属晶体
金属键
原子晶体
共价键
高 高
大 大
差
SiO
2
各向异性产生的原因：由于晶格各个方 向排列的质点的距离不同，而带来晶体 各个方向上的性质也不一定相同。
6
3. 非 晶 体 ： 是 指 组 成 物 质 的 分 子 （或原子、离子）不呈空间有规则 周期性排列的固体。它没有一定的 几何外形，如玻璃、松香、石蜡、 动物胶、沥青、琥珀等，又称为无 定形体。
离子晶体 分子晶体
离子 分子
离子键 分子间 力
好 差
N aCl 干冰
低
小
20
物质的第四态——等离子体
21
2-4 等离子体
• 等离子体(Plasma) ：当对气体物质施以 高温、电磁场、放电、高能磁场、热核 反应等作用时，部分气体分子将发生离 解(产生原子)和电离(生成阳离子和自由 电子) ，当电离产生的带电粒子密度超 过一定限度(> 0.1%)时，这种正负电荷 数相等的电离气体叫做等离子体，常被 称为物质的第四态。
9
10
雪花晶体
11
食糖晶体
第6章固体无机化学-习题答案
解：（a）CsCl 型结构阴、阳离子的配位数均为 8，NaCl 型结构中阴、阳离子的配位数均 为 6。
（b）CsCl 型结构中 Rb 的表观半径较大。
6.6 离子化合物主要有哪几种结构类型？它们各自有何结构特点，举出典型的实例。 解：对于 AB 型离子晶体，其配位数、晶体构型的关系如下所示。 （1）岩盐（NaCl）结构 Cl−离子按立方最密堆积，Na＋离子填在全部的八面体空隙中，四面体空隙空着。阴阳离
子的配位数均为 6，属于面心立方结构。 （2）萤石（CaF2）结构 Ca2＋离子按立方密堆积，构成ccp点阵，F－离子填在全部的四面体空隙中；Ca2＋离子配位
第六章 无机固体化学
【习题答案】
6.1 晶体物质有何特点？当你拿到一块晶体时，你将如何依据它的外形辨别它属何种晶体？ 解：晶体物质的宏观特点主要包括：（1）晶体具有规则的几何多面体外形；（2）晶体的
晶面角守恒原理；（3）晶体有固定的熔点；（4）晶体的某些物理性质是各向异性的。 当你拿到一块晶体时，如果可以看出明显的几何多面体外形，那么晶体可能是单晶；如
6.10 利用附录中的离子半径数据，预言氟化镁的晶体结构。 解：r（Mg2＋）＝0.065 nm, r（F－）＝0.136 nm r（Mg2＋）/ r（F－）＝0.478，所以氟化镁的晶体结构为金红石型
86
6.11 利用附录中的有关数据，估算 NaCl 的晶格能。 解：利用 Born－Harber 循环：
构。 （c）四面体共用所有四个顶点与四个相邻的四面体连接，形成三维网络结构，属SiO2结
固体无机化学的发展及应用
固体无机化学的发展及应用固体无机化学是研究无机固体的合成、结构、性质和应用的一门学科。
它主要包括固体无机化合物的合成方法、晶体结构解析、固体性质研究以及固体材料在能源、光电、催化等领域的应用等内容。
在过去的几十年里，固体无机化学在理论研究、实验技术和材料应用等方面取得了重要进展。
固体无机化学在合成方法方面发展迅速。
近年来，先进的合成技术如溶胶-凝胶法、水热法、气相沉积法、高温固相法等被广泛应用于无机材料的制备。
这些方法可以精确控制材料的形貌、尺寸和组成，并可制备出具有特殊结构和性能的材料，为材料制备领域带来了革命性的变化。
晶体结构解析技术是固体无机化学的重要组成部分。
X射线衍射、中子衍射和电子显微镜等技术的发展，为确定无机材料的晶体结构提供了有力的工具。
通过晶体结构解析，可以深入了解无机材料的原子排列方式、键合特性以及结构与性能之间的关系，为材料的性能优化和设计提供了理论依据。
固体无机化合物的性质研究是固体无机化学的核心内容之一。
利用各种表征手段如X射线衍射、热重分析、电化学性质测试等，可以对材料的晶体结构、磁性、光学、电化学和电子传输等性质进行系统研究。
这些研究为材料的性能调控和材料应用提供了理论指导。
固体无机化学在能源、光电和催化等领域的应用广泛。
无机材料在能源领域中的应用主要包括锂离子电池、燃料电池、光催化、光电催化等。
通过合理设计和改进材料结构，可以提高能源转化效率、储能性能和光电转换效率等重要指标。
此外，固体无机化合物还可用于制备光电材料、传感器和电子器件，并在环境保护和催化反应中发挥重要作用。
总之，固体无机化学作为一门学科在合成方法、晶体结构解析、性质研究和应用等方面取得了重要进展。
随着技术的不断发展，人们对固体无机材料的研究和应用将会更加深入，这将对材料科学与应用领域带来更高的效益和更广阔的发展空间。
无机化学——固体结构与性质
Na+
Cl-
Cl-
Cs+
Zn2+ S2-
2、CsCl型（素晶胞）
晶系—立方体 晶格—简单立方
组成晶体的质点分布在正立方体的八个顶点和中心上，每个离子被8个相反电荷的离子 以最短的距离包围着，所以正负离子的配位数均为8。（晶胞含Cs+、Cl-各一个）
第六章 固体结构与性质
本章内容
第一节、晶体及其内部结构 第二节、离子晶体及其性质 第三节、原子晶体和分子晶体 第四节、金属晶体 第五节、混合型晶体就晶体的缺陷 第六节、离子极化对物质性质的影响
固体-自然界的矿石
Atomic structure：主要讨论原子核外电子的排布规律及性质
Molecular structure：主要讨论分子内原子间的结合力及空间排布规律
态组分离子所需吸收的能量，称为离子晶体的晶格能(U)。如：
NaCl(s) = Na+(g)+Cl-(g),U=786kJ/mol。
2、晶格能的计算： （1）玻恩哈伯循环
UHf HSfVS12VD12I
D
E
I
U
E
U NaCl 788 .1kJ / mol
3、晶格能的应用
U大，mp、bp高，硬度大。如CaO<MgO；NaF>NaI……
第四节、金属晶体
一、金属晶格
1、金属有许多共性：金属光泽、延展性、良好的导热导电 性能。都源于金属晶体的结构。常有以下三种密堆积方式。
体心立方密堆积
面心立方密堆积
固体无机化学基础及新材料的设计合成
固体无机化学基础及新材料的设计合成固体无机化学，这个名字听起来就有点儿严肃，对吧？但咱们可以把它想象成一个有趣的世界，里面充满了神奇的材料和新奇的设计。
想象一下，手里捏着一块亮闪闪的矿石，或者看到一堆五颜六色的晶体，心里是不是有种小激动？对，这就是固体无机化学给我们带来的那种惊喜。
简单来说，固体无机化学就是研究那些不是有机的、但是又非常酷的物质。
无论是陶瓷、金属还是那些复杂的化合物，都能在这个领域找到自己的位置。
可能有人会想，哎，这跟我有什么关系？可别小看这玩意儿，它可在咱们生活的方方面面都有应用。
举个例子，咱们日常生活中常见的玻璃、陶瓷，都是固体无机化学的杰作。
你想想，早上喝的那杯牛奶，放在一个漂亮的陶瓷杯里，杯子的质感、颜色全都和无机材料有关。
再比如，手机屏幕上的那些强韧的玻璃，也是经过无数次的实验和设计，才变得这么耐磨。
这些材料不是随便就能搞定的，里面可是有很多学问的。
科学家们就像是魔法师一样，把这些无机物质设计成各种各样的形状和功能，真的是神奇得不得了。
说到新材料的设计合成，这可是一门活儿。
想象一下，一个研究人员在实验室里，手拿着一堆化学品，脸上挂着那种专注的表情，像是正在进行一场伟大的实验。
合成新材料就像是做菜，得调配好各种“调料”。
每一种材料都有自己独特的性质，有的硬得像石头，有的轻得像羽毛，科学家们得把这些特性结合在一起，才能做出好材料。
比方说，轻质高强度的复合材料，这种材料用在飞机和汽车上，能让它们更省油、更高效，真的是一举多得。
再说说应用。
新材料的设计合成给咱们的生活带来了不少便利。
比如电池，咱们现在用的锂电池，里面的材料可不是随便找的，而是经过无数次实验筛选出来的。
想想你每天都得充电的手机，要是电池不够耐用，那可就麻烦了。
有了这些新材料，电池的性能越来越好，充电速度飞快，续航时间也长，真是让人喜出望外。
再比如，太阳能电池板，里面用的也是那些高科技材料，让阳光变成电能，真的是一项伟大的发明，环保又省钱，大家都乐意用。
无机化学 第三章 固体结构
⑻完全未被电子占据的能带称为空带。
2020年1月25日 10时3分
导带 (空带 )
能隙 ( band gap)
价带 (满带)
杂质产生 的局域能 级
（a）
(b)
(c)
半导体的能带结构示意图
(a)本征半导体, (b) n-型半导体，(c) p-型半导体
2020年1月25日 10时3分
1、分子的极性和偶极距
非极性分子—正电荷中心和负电荷中心重合的分子。
实例：H2, Cl2, N2, CO2, BF3, CH4, CCl4 , S8, P4 等等。
极性分子—正电荷中心和负电荷中心不重合的分子。
实例：HCl, CO, H2O, NH3, CHCl3 等等。 双原子分子：键的极性与分子的极性一致 多原子分子：键的极性与分子的极性不一定一致
⑶不同原子轨道组成不同的能带，各种固体的能 带数目和能带宽度都不相同；
2020年1月25日 10时3分
三、金属键能带理论
⑷相邻量能带间的能量范围称为禁带，在禁带中电 子不能占据；
⑸完全被电子占满的能带称满带，在满带中的电子 无法移动，不会导电；
⑹部分被电子占满的能带称导带，导带中的电子很 容易吸收微小能量而跃迁到稍高能量的轨道上，从 而具有导电能力；
2020年1月25日 10时3分
3-3 离子型晶体
3-3-1离子键的形成和特征（NaCl为例）
受外力作用金属原子移位滑动不影响电子气对金属原子的维系作用
（电子气理论对金属延展性的解释）
2020年1月25日 10时3分
三、金属键能带理论
要点：
无机化学分类
无机化学分类无机化学是研究无机物质的组成、结构、性质、制备和应用的学科，是化学的重要分支之一。
在化学中，无机化学与有机化学相对应，有机化学主要研究含碳的化合物，而无机化学则主要研究不含碳的化合物。
无机化学涉及广泛，包括无机物质的元素、化合物、离子、块材料以及无机材料与有机材料之间的相互作用等。
为了系统化无机化学，通常将无机化学分为几类，包括元素化学、配位化学、固体化学、无机高分子化学等。
1. 元素化学元素化学研究单质元素的结构和化学性质。
如金属的电子结构和化学性质、非金属单质之间的反应等。
此外，元素化学还研究元素与其他物质的相互作用，如化合物的制备与应用等。
2. 配位化学配位化学是研究配位化合物的结构、性质、反应等的一门学科。
配位化合物是由一个或多个配位体与中心金属离子或原子组成的化合物。
配位体可以是分子、配位阳离子或配位阴离子，它们通过键合原子或分子的一个或多个配位点将中心离子固定在配位体中。
配位体的参与导致金属离子的价态或复价态变化，从而改变其性质。
配位化学是现代无机化学中最先进和最活跃的领域之一。
3. 固体化学固体化学是研究固体物质晶体结构、性质、合成和应用等的一门学科。
固体物质是由分子、原子或离子通过化学键结合形成的，具有特定的晶体结构。
固体化学主要关注晶体结构和构造，研究材料中的缺陷、化学反应、物理性质等，是物理化学、材料科学和半导体等领域的重要组成部分。
4. 无机高分子化学无机高分子化学是研究无机高分子材料的合成、结构、性质和应用的学科。
无机高分子材料可以通过主链中的无机原子与有机链相联结而形成的高分子材料。
与有机高分子材料相比，无机高分子材料具有更高的强度和耐高温性，可以用于高温、高压和高载荷领域。
无机高分子材料广泛应用于电气、电子、光电等领域，是材料科学和工程学中的重要组成部分。
总之，无机化学分类用于系统化了解无机化学及其研究领域，有助于我们更好地理解、运用无机化学。
随着科技的发展和应用场景的扩展，无机化学在现代化学、材料科学、半导体等领域中发挥着越来越重要的作用。
六--固体无机化学概要
阳离子比阴离子小很多时，就容易产生此类 缺陷。如CaF2, AgCl晶体。
2）肖特基（Schottky）缺陷
产生的原因：受热激发 特点：阳离子和阴离子成对出现。
空位与间隙原子的出现和复合 是动态平衡过程。
晶体的体积增加。 阳离子和阴离子相差不大时， 就容易产生此类缺陷。如KCl晶体。 热缺陷的浓度随着温度上升而 成指数地上升。 室温时，1毫克氯化钠含有近似 1019个原子，有近似104个缺陷。
高乐玻璃窑炉专用粘土砖
新型玻璃电坩埚窑炉
三、无机晶体
金属晶体——密堆积结构 分子晶体——范德华力，氢键，干冰，硼酸 离子晶体——静电力，NaX, MgO 原子晶体——化学键, 石墨, 金刚石，黑磷
石英 无机晶体：含氧酸盐，氧化物，复合氧化物，
卤化物
离子晶体
原子晶体
分子晶体
金属晶体
晶体的特征主要表现在： (1)具有规则的几何外形； (2)均一性：晶体的质地均匀，具有确定的熔点。 (3)各向异性：晶体的导热、导电、光的透射、
研究实际固体物质的化学反应、合成方法、 晶体生长、化学组成和晶体结构；
研究固体中的缺陷及其对物理及化学性质 的影响，探索固体物质作为材料实际应用 的可能性。
固体无机化学的研究热点和前沿
新的合成方法和反应 热压技术，水热、溶剂热合成技术，熔盐中单
晶生长，LB膜，微波加热合成 非整比化合物; 高温超导混价氧化物 晶界、表面和低维化合物; 陶瓷的晶界 新型稀土化合物; 稀土间化合物，复合氧化物 价态异常元素的化合物和功能材料 Fe4+,Cu3+
差不超过15%；
在无限固溶体中两个物质的结构要相同， Al2O3-Cr2O3 (刚玉结构） MgO-CoO (NaCl结构）。
固体无机化学7固体表面化学
This energy is known as the surface free energy. In the case of liquid interfaces, this energy is called surface tension.
固体表面是固体材料防御化学腐蚀或机械损 伤的第一道防线，人们总是想方设法使固体的表 面钝化，使表面上不容易发生化学反应，以及通
点所构成的表面。
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吸附表面根据原子在基底上的吸附
位臵，一般可分为四种吸附： ①、顶吸附；
②、桥吸附；
③、填充吸附； ④、中心吸附。
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4、固体的表面自由能和表面张力
相比于液体，固体表面自由能和表面张力具 有下列四个特点：
①、固体的表面自由能中包含了弹性能。表 面张力在数值上不等于表面自由能； ②、固体的表面张力是各向异性的。
固体表面上的吸引作用（固体表面力），是固 体表面力场和被吸引质点的力场相互作用所产生的。 依性质不同，表面力可分为： 1）化学力
2）分子引力
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（1）化学力
化学力的本质是静电力。
例如，大多数金属表面上氧气的吸附：
当金属利用表面质点的不饱和价键将氧气
吸附到表面之后，金属中的电子完全给予氧气， 使氧气变成负离子(O2-)；
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1、理想表面
没有杂质的单晶，作为零级近似可将表面看 作为一个理想表面。 从理论上看，它是结构完整的二维点阵平面。
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理想表面前提条件
①、忽略了晶体内部周期性势场在晶体表面 中断的影响；
②、忽略了表面原子的热运动、热扩散和热
缺陷等；
③、忽略了外界对表面的物理化学作用等。
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理想表面的特点：
理想表面作为半无限的晶体，体内原子
固体无机化学课程设计
固体无机化学课程设计
一、课程背景
固体无机化学是化学专业的重要分支，是研究无机物质的结构、性质和应用的学科。
它涉及到无机物质的合成、晶体生长、表面性质以及固体反应等方面，是现代化学的重要组成部分。
本门课程旨在深入掌握无机化学理论，掌握固体化学基本概念和技术方法，培养学生的实验操作技能，并提高学生的科研能力。
二、课程主要内容
1.固体无机化学基本概念
2.固体反应动力学及其实验方法
3.固体晶体学和结构解析方法
4.固体物理化学基本原理
5.固体表面化学及其研究方法
6.固体硅化学和高温固体化学
7.固体无机材料的合成与应用
三、教学方法
本门课程采取理论教学与实验教学相结合的方式。
理论教学主要是老师讲解、课堂讨论和案例分析等形式，实验教学则是以实验操作为主，辅以教师的指导和讨论。
四、课程评分标准
本门课程总评成绩分配如下：
1.期中考试：30%
2.实验成绩：30%
3.报告、作业等：20%
4.期末考试：20%
五、实验内容
1.热力学实验：测定固体硫在不同温度下的稳定性
2.晶体学实验：测定固体硫单质的晶体结构
3.表面化学实验：测定固体氧化铁的表面酸性
4.反应动力学实验：测定氧化铁和还原剂的反应动力学
5.合成实验：合成无机纳米材料
六、课程总结
通过学习本门课程，学生将深入掌握固体无机化学的基本概念和技术方法，能够独立运用所学知识进行科学研究和实验操作，具备一定的综合应用能力。
同时，学生还能通过实验教学培养自己的实验技能，进一步提高自身的科学素养和能力水平。