《结晶化学》课程教学大纲(Cao)
结晶学矿物学教学大纲
课程代码:课程名称:结晶学与矿物学课程英文名称:Crystallography and Mineralogy课程类别:专业基础课课程面向对象:地质学理科基地班课程负责人:李胜荣《结晶学与矿物学》教学大纲(总学时:128讲课学时:64实验学时:64)一、课程教学目的本课程分为《结晶学与矿物学》(一)和《结晶学与矿物学》(二)两部分。
《结晶学与矿物学》(一)占96学时,与地质学、地球化学和资源勘查工程(固体矿产类)等专业96学时的《结晶学与矿物学》课程安排相同。
通过本课程的教学,使学生较系统掌握结晶学与矿物学的基础理论、基本知识和基本技能。
结晶学部分主要包括晶体的基本性质及其所导出的若干规律;晶体生长和晶面发育的理论;晶体对称规律的认识和晶体的对称分类以及晶体化学的基本理论;要求能用所学理论解释有关矿物学现象。
矿物学部分主要包括矿物的晶体化学分类;矿物的主要结构类型;各大类和各类矿物的晶体化学与形态物性通性;掌握50余种矿物的鉴定特征并掌握鉴定未知矿物的技能。
初步掌握矿物学的研究方法;认识矿物的成因及其标型组合;初步认识矿物的主要用途。
通过矿物学专题讨论,了解矿物学的最新进展。
二、课程教学的基本内容、要求及学时分配《结晶学与矿物学》(一)分15章进行讲授。
各章的基本内容、要求和学时分配如下:第一章绪论 2学时着重讲述晶体的基本概念,空间格子的概念、要素和基本类型,晶体的基本性质。
简述结晶学与矿物学的关系。
要求掌握晶体的概念,晶体的基本性质。
第二章晶体的生长与面角守恒定律 2学时着重讲述晶体层生长和螺旋生长的机理,晶面发育的布拉维法则与周期键链理论。
简述影响晶体生长的外因和面角守恒定律。
要求能够用晶体生长和晶面发育的理论解释有关的矿物学现象。
第三章晶体的测量和投影 2学时简单介绍有关测量与投影的方法,主要讲述晶体的极射赤平投影。
要求掌握晶体的投第四章晶体的外部对称 2学时重点讲述晶体对称的概念、晶体对称要素、对称型(点群)概念和晶体的对称分类。
《固体化学》教学大纲精选全文
可编辑修改精选全文完整版《固体化学》课程教学大纲课程名称:固体化学课程类别:专业选修课适用专业:化学考核方式:考查总学时、学分:32 学时 2 学分其中实验学时:0 学时一、课程教学目的固体化学(Solid-state Chemistry)是研究固体物质的制备、组成、结构和性质的化学分支学科。
主要针对化学专业的本科生开设。
通过对这门课程的学习,对无机材料的制备、结构确定、性能测试及其应用有一个较全面的认识,使学生能够了解固体材料的合成、结构、性质及其应用的基本原理,掌握相应的基础知识和基本技能,为今后从事化学与材料科学领域的研究工作打下必要的理论基础。
二、课程教学要求通过本课程的课堂教学,要求学生掌握晶体的坐标空间点阵结构与倒易空间点阵的变换关系;固体能带理论;固体缺陷分类以及价键类型和点缺陷之间的关系;固溶体各种反应方法的反应机理;固体的鉴定表征技术;熟悉了解一些低维固体材料的特点与应用,并对材料的磁学性能获得很好的认识。
最终通过本课程的学习,可以运用晶体结构、能带理论和点缺陷对固体材料的物理化学性质进行专业的理论分析,加深对固体材料的性质理解,为今后从事化学与材料领域的科学研究奠定理论基础。
三、先修课程《无机化学》、《分析化学》、《物理化学》、《结构化学》和《晶体化学》四、课程教学重、难点晶体的坐标空间点阵结构与倒易空间点阵的变换关系;固体能带理论;点缺陷的局域能级,价键类型与点缺陷的关系;各种反应方法的反应机理;固体鉴定表征技术的基本原理;熟悉了解目前不同二维材料的特征及其应用。
最终可以利用固体化学所学的基本理论和原理对固体材料的性质进行分析研究。
五、课程教学方法与教学手段本课程采用启发式教学,突出重点,讲透原理,理论联系实际,培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力。
在教学中采用板书、电子教案及多媒体教学等相结合的教学手段,以确保全面、高质量地完成课程教学任务。
六、课程教学内容第一章结晶学基础(6学时)1. 教学内容(1)通过晶体与非晶体以及分子型物质在宏观性质和微观结构上的区别介绍晶体的基本性质;(2)重点介绍晶体结构的几何理论、倒易点阵理论、约化胞理论,介绍几种典型的晶体结构;(3)讲解晶体结构的对称性、晶体坐标空间点阵与倒易点阵的变换关系等知识。
《结构化学》课程教学大纲
《结构化学》课程教学大纲课程代码:ABCL0408课程中文名称:结构化学课程英文名称:Structural Chemistry课程性质:选修课程学分数:1.5课程学时数:24授课对象:材料化学专业本课程的前导课程:无机化学、物理化学等一、课程简介结构化学是在原子、分子的层次上研究原子、分子、晶体结构的运动规律,揭示物质的微观结构与性能之间关系的一门基础科学。
它以电子构型和几何构型为两条主线,系统讲授三种理论和三类结构:量子理论和原子结构、化学键理论和分子结构、点阵理论和晶体结构。
为本科生打下两方面基础:量子化学基础、结晶化学基础。
这些基础对于建立微观结构概念和原理、掌握现代测试方法具有不可替代的作用。
二、教学基本内容和要求课程教学内容:1 量子力学基础知识:(1)微观粒子的运动特征,(2)量子力学的基本假设,(3)箱中粒子的Schrödinger方程及其解;3 原子结构和性质:(1)单电子原子的Schrödinger方程及其解,(2)量子数的物理意义,(3)波函数电子云图形,(4)多电子原子的结构,(5)元素周期表和元素周期性质;4 共价键和双原子分子的结构化学:(1)化学键的概述,(2)H2+的结构和共价键的本质,(3)分子轨道理论和双原子分子的结构;5 多原子分子的结构和性质:(1)价层电子对互斥理论(VSEPR),(2)杂化轨道理论;6 配位化合物的结构和性质:(1)概述,(2)价键理论、晶体场理论、配位场理论;7 晶体的点阵结构和晶体的性质:(1)晶体结构的周期性和点阵,(2)晶体的衍射。
课程的重点、难点:1 量子力学基础知识:(1)微观粒子的运动特征,(2)量子力学的基本假设;3 原子结构和性质:(1)量子数的物理意义,(2)波函数电子云图形,(3)多电子原子的结构;4 共价键和双原子分子的结构化学:(1)化学键的概述,(2)H2+的结构和共价键的本质;5 多原子分子的结构和性质:(1)杂化轨道理论;6 配位化合物的结构和性质:(1)价键理论、晶体场理论、配位场理论;7 晶体的点阵结构和晶体的性质:(1)晶体结构的周期性和点阵。
《结构化学》课程教学大纲
《结构化学》课程教学大纲学时:50学时学分:3.0学分适用专业:化学教育、应用化学、材料化学一、说明1、《结构化学》课程的性质和任务《结构化学》是研究原子、分子及晶体的结构,以及结构与性能之间关系的一门基础理论课。
设置本课程的目的在于培养学生在建立量子力学基本概念的基础上,掌握微粒运动的基本规律。
获得原子、分子及晶体结构的基本理论和实验研究方法,让学生在深入到原子、分子的电子层结构上来掌握物质的微观结构与宏观性质之间的关系。
明确“结构决定性能、性能反映结构”这一重要原则,为今后从事教学和科研或继续升造,打下坚实的理论基础。
2、《结构化学》课程的基本要求(1).在熟悉电子等实物微粒基本特性的基础上,掌握波函数、薜定谔方程及算符等量子力学重要原理、应用量子力学原理来研究原子结构。
(2).掌握分子轨道理论和配位场理论,应用分子轨道理论深入研究分子结构和配合物结构,了解分子光谱的基本原理和方法。
(3).掌握晶体的点阵理论,明确各类晶体结构特征及结构与性能之间的关系,理解x-射线晶体结构分析的基本原理以及联系衍射二要素和晶胞二要素的重要方程。
二、正文绪论《结构化学》主要内容及研究途径、学习方法第一章量子力学基础和原子结构1.量子论诞生和量子力学基本原理经典物理学困难和量子论诞生实物微粒的波粒二象性及“不确定关系”(重点)波函数、薜定谔方程、势箱中运动的粒子定态薜定谔方程的算符表达式2.氢原子与类氢离子的定态薜定谔方程及其解方程的直角坐标和球坐标表达式、基态解、变数分离法(难点)方程解的物理意义讨论、量子数、实复波函数(重点)波函数和电子云的图形表示3.多电子原子结构理论的轨道近似模型中心力场模型和原子轨道(重点)屏蔽模型、自洽场模型电子自旋及保里不相容原理自旋相关效应思考题见教材144页,思考题与习题3,5,6,9,11题第二章共价键理论和分子结构1.H+2中的分子轨道及共价键本质定核近似和H+2的薜定谔方程变分原理及线性变分法线性变分法对H+2的第一步近似处理第一步近似处理的讨论、离域效应2.分子轨道理论及其应用分子轨道理论的要点、概念、LCAO-MO法(重点)成键三原则、电子填充三原则(重点)双原子键和双原子分子结构饱和分子的离域轨道和定域轨道3.HMO法和共轭分子结构HMO法要点(重点)丁二烯和苯的HMO法处理电荷密度、键级自由价、分子图离域 键形成条件及类型4.分子对称性和分子点群对称元素和对称操作群概念和群的阶数分子点群、分子点群的确定对称性和分子的物理性质5.测定分子结构的实验方法分子光谱的分类及其所在波段分子的转动光谱分子的振动光谱思考题见教材299页,思考题与习题1,2,5,6,7题第三章配位场理论和络合物结构1.晶体场理论d轨道能级分裂(重点)d轨道中电子的排布——高自旋态和低自旋态晶体场稳定化能络合物畸变和姜——泰勒效应2.络合物的分子轨道理论理论要点正八面体络合物中的σ—配键正八面体络合物中的л—配键σ—л配键和羰基络合物、氮分子络合物结构不饱和烃络合物—л络合物结构思考题见教材374页,思考题与习题1,2,3题第四章晶体结构1.晶体的点阵理论点阵定义、分类晶胞定义及晶胞的二个基本要素(重点)晶面和晶面指标2.晶体的对称性晶体的宏观对称性:32点群,7个晶系14种空间点阵晶体的微观对称性:空间对称操作3.结晶化学金属晶体和金属键离子晶体和离子键共价键型晶体和混合键型晶体分子型晶体和分子间作用力4.X—射线晶体结构分析原理X—射线在晶体中的衍射机理衍射方向与晶胞参数Laue方程Bragg方程衍射强度与晶胞中原子的分布晶体结构分析方法思考题与习题1,2,4,5题考试方式及方法:举行一次期末闭卷考,时间2小时,教考分离。
结晶学
《结晶学》课程教学大纲课程名称:结晶学(Crystallography)课程编号:112039总学时数:64学时讲课学时:40学时实验学时:24学时学分:4学分先修课程:高等数学、无机化学、大学物理、材料科学与工程导论。
教材:王萍、李国昌编,《结晶学教程》,国防工业出版社,2006年。
参考书目:周志朝主编,《结晶学》,浙江大学出版社,1998年。
潘兆橹主编,《结晶学及矿物学》,地质出版社,1999年。
廖立兵编著,《晶体化学与晶体物理学》,地质出版社,1999年。
陆佩文主编:《无机材料科学基础》,武汉理工大学出版社。
1996年。
课程内容简介:《结晶学》系统介绍了晶体形态和内部结构的几何规律;晶体的化学组成、结构与物理性质的关系;晶体结构的类型与典型结构;晶体的生长的基本理论。
内容分为十章,第一章讲授晶体的概念与性质、空间格子的概念及组成要素;第二章讲授有关晶体生长和晶面发育的基本理论;第三章介绍晶体的面角恒等定律和极射赤平投影方法;第四章讲授晶体的宏观对称;第五章讲授单形和聚形;第六章讲授晶体定向与结晶符号;第七章讲授实际晶体的形态与规则连生;第八章讲授晶体结构的几何理论及晶格缺陷;第九章讲授晶体化学的基础理论与基础知识;第十章讲授晶体结构的类型及常见典型结构。
一、课程的性质、目的及任务《结晶学》是材料科学与工程本科专业必修课,是培养材料人才的专业基础课程之一。
本课程的任务是使学生学习必要的结晶学的基本知识、掌握晶体形态及结构分析的基本技能,培养学生独立分析问题和解决问题的能力,为后续专业课的学习打下坚实的基础。
二、教学内容、要点和课时安排《结晶学》授课课时分配表本课程的教学内容共分10章。
第一章:晶体与非晶体的概念晶体与非晶体的概念、空间格子概念及组成要素、晶体的基本性质。
第二章:晶体的形成晶体的形成方式、成核作用及一般规律、层生长理论、晶体的阶梯状生长和螺旋状生长、布拉维法则、居里-吴里夫原理、周期键链理论。
结晶学
[SM(〗地球科学大辞典结晶学结晶学【结晶学】crystallography又称晶体学。
研究晶体的外部形貌、化学组成、内部结构、物理性质、生成和变化,以及它们相互间关系的一门科学。
它诞生于17世纪下半叶,但早期只是作为矿物学的一个分支而存在,其研究对象亦局限于天然的矿物晶体。
直到19世纪,随着其研究范围逐步扩大到矿物以外的各种晶体,结晶学才逐渐脱离矿物学而成为一门独立的学科。
近代结晶学主要包括晶体发生学、几何结晶学、晶体结构学、晶体化学及晶体物理学等分支。
它们阐明晶体各个方面的性质和规律,并可用以指导对晶体的利用和人工培养。
【晶体发生学】crystallogeny又称晶体生成学。
结晶学的一个分支。
研究晶体的发生、成长、变化等方面的现象、机理和规律。
它对指导人工制备晶体以及解释晶体的某些现象、特性和成岩、成矿作用的一系列问题等方面均具有重要意义。
【几何结晶学】geometrical crystallography结晶学的一个分支。
是早期结晶学的主要内容,也是矿物学的基本内容之一。
研究具有天然规则多面体外形晶体的几何形貌、几何要素(晶面、晶棱等)以及其间的对称性和各种几何关系。
它对晶体的描述、分类和矿物的鉴定均具有重要意义。
【晶体结构学】crystallology又称结构晶体学。
结晶学的一个分支。
研究晶体内部结构中质点排布的各种规律和晶体结构的具体测定,以及实际晶体结构的不完善性。
它对从根本上阐明晶体的一系列现象和性质起着重要的作用。
【晶体化学】crystal chemistry又称结晶化学。
结晶学的一个分支。
是结晶学与化学之间的边缘科学。
主要研究晶体的化学组成与晶体结构之间的关系和规律。
对于阐明晶体的一系列现象和性质及它们相互的内部联系等方面有着重要的意义。
【晶体物理学】crystallophysics结晶学的一个分支。
是结晶学与固体物理学之间的边缘科学。
主要研究晶体的各项物理性质及其形成机理和规律。
结晶化学简介
7 crystal systems & 14 Bravais Lattices
单斜 三斜 六方
α
三方
β
γ
Monoclinic (P、A) a≠b≠c α=γ=90o ≠β
Triclinic (P) a≠b≠c α≠γ≠β≠90o
Hexagonal (P) a = b ≠c α=β=90o γ=120o
hcp
c/a=1.63
fcc bcc scp
后记:
密堆六方(hcp)、或密堆六方(fcc)、或次密堆立方 (bcc)是纯金属的三种典型结构。 周期表中各种金属的结构类型分布没有明显的规 律性。某种金属为什么偏好于某种结构,原因目前尚 不十分清楚。 从能量角度,点阵能计算结构显示,hcp和ccp很 接近。说明一定条件下,某种金属的结构(类型)很 可能与其原子的核外电子结构和成键要求有关。 本节要求:熟练掌握等径球fcc, hcp, bcc, scp的结 构特征,尤其是fcc和hcp。
i) 岩盐 (NaCl,rock salt or halite)结构: ——Anions ccp,O occupied; T+ and T− empty
Cl− Na+
NaCl型结构特征:阴离子ccp/fcc密堆,阳离子占据 所有八面体间隙,四面体间隙全空。结构由阴离子 fcc-lattice和阳离子fcc-lattice穿插而成,阴离子和阳 离子的尺寸差别不大。
岩盐、闪锌矿和反萤石型离子化合物,其结构都 是大的阴离子立方密堆(ccp/fcc),阳离子占据由阴 离子形成的八面体或四面体间隙位,不同的只是: NaCl:O occupied; all T (T+ and T−) empty ZnS: T+ (or T−) occupied; O and T−(or T+) empty Antifluorite: all T (T+ and T−) occupied; O empty
结晶化学导论》笔记---方聪_203.2.3(PDF)
结晶化学导论2013年9月《结晶化学导论》课程笔记目录序言: (3)第一部分:晶体宏观对称性 (4)1.1 晶体的投影 (4)1.2 晶体的对称原理 (6)1.3 10种宏观对称元素组合原理 (13)1.4 晶体的32点群—晶体共有32种宏观对称类型 (19)1.5 依据32种点群进行晶体分类 (27)1.6 32种点群符号对应关系: (28)1.7 晶体的定向: (31)1.8 Bravais定律(决定晶体生长形态的内因) (33)1.9 晶体的晶形 (34)第二部分晶体的微观对称性 (39)2.1 7大晶系(讨论平行六面体(格子)的形状和对称性) (40)2.2 14种布拉维格子 (43)2.3 晶体的独立微观对称元素(共26种) (51)2.4 微观对称元素组合原理 (58)2.5 单位晶胞的投影及其符号表示 (61)2.6 晶体的230种空间群(空间对称群) (62)2.7 等效点系 (69)2.8 晶体微观对称性总结 (72)第三部分晶体X射线衍射基本原理 (74)3.1 X射线的产生 (74)3.2 X射线与物质的相互作用 (77)3.3 X射线衍射原理 (79)3.4 Laue方程 (81)3.5 布拉格方程 (86)3.6 Bragg方程和Laue方程的等价推导(以立方晶系为例) (89)3.7 倒易点阵 (89)g(倒格矢) (92)3.8 倒易点阵的向量推导—倒易矢量hkl3.9 7大晶系的面间距公式 (94)3.10 衍射的Ewald作图与衍射方法 (95)3.11 非单质结构的衍射 (98)3.12 X射线衍射的强度分析(消光) (100)第四部分:X射线粉末衍射及应用 (113)4.1 X射线粉末衍射原理及仪器构造 (113)4.2 X射线粉末衍射样品制备 (114)4.3 测定晶胞参数需要注意的两个问题 (116)4.4 X射线物相分析 (117)4.5 粉末衍射指标化 (121)4.6 粉末衍射结构分析 (127)第五部分:结晶化学概论 (130)5.1 等径球的密堆积 (130)5.2 其他密堆积类型 (134)5.3立方最密堆积A1,体心立方密堆积A2,六方最密堆积A3分析 (137)5.4 多层堆积的表示方法 (145)5.5 不等径球的密堆积 (146)5.6 分子的堆积 (156)5.7 结晶化学定律 (159)第六部分:典型结构化合物的结晶化学 (167)序言:这本《结晶化学导论笔记》是我自己在学习过程中整理的,笔记的整体框架以老师上课的PPT为基础。
教学大纲(无机非金属材料工程专业).-中南大学资源加工与生物工程学院
无机非金属材料工程课程编号:030301Z1课程名称:材料学概论英文名称:Introduction of Materials Science学时与学分:16 /1先修课程要求:物理化学适应专业:无机非金属材料工程参考教材:材料科学基础,杜丕一,中国建材工业出版社,2002年课程简介:本课程是无机非金属材料专业学生在系统学习基础课程后,对材料的概念、性质和应用有一个比较系统的认识,了解材料科学的内涵、所要研究的基本科学问题,及与其它学科的交叉;并了解材料科学的基本研究方法和现代技术对材料性能的基本要求,掌握无机非金属材料的基本范畴和专业特点,了解学科的发展前沿。
教学大纲:一、课程在培养方案中的地位、目的和任务材料是人类技术进步的标志。
材料科学与工程所探讨的是材料的制备、结构、性能与功能之间的相互关联,涉及的领域宽广。
本课程是无机非金属材料专业学生在系统学习基础课程后,对材料的概念、性质和应用有一个比较系统的认识,了解材料科学的内涵、所要研究的基本科学问题,及与其它学科的交叉;并了解材料科学的基本研究方法和现代技术对材料性能的基本要求,掌握无机非金属材料的基本范畴和专业特点,了解学科的发展前沿。
二、课程的基本要求《材料学导论》是无机非金属材料工程的专业课程。
要求学生能掌握材料科学的基本概念、研究范畴和研究方法,能结合所学的基础知识认识材料科学的基本科学问题,了解材料的基本性能,制备的共性技术与基本原理等。
能综合应用已学的物理化学、力学、机械等课程的基础知识,加深对材料科学的理解。
三、课程的基本内容以及重点难点基本内容包括:材料学研究领域与研究方法,晶体结构与晶体化学原理,晶体的完整性和固溶体,非晶态固体和固体材料中的质点运动,材料制备的共性技术与原理,材料改性与新型无机材料合成,材料设计原理与方法,材料学与其它学科的交叉,典型新材料的性能和应用,高新技术的材料要求,材料学发展趋势。
四、实验要求无实验。
无机材料物理化学教学大纲
无机材料物理化学教学大纲《无机材料科学基础》教学大纲英文课程名称: Foundation of Inorganic Material Science 课程编号:0711305总学时:88(其中理论课学时:74 实验学时:14)总学分:5.5先修课程:物理化学、晶体学适用专业:无机非金属材料工程开课单位:材料科学与工程学院无机非金属材料工程教研室执笔人:梁忠友审校人:来启辉一、课程教学内容绪论材料的发展动向及本课程的重要地位;本课程的特色及基本要求等。
第一章晶体化学基本原理原子半径和离子半径;球体紧密堆积原理,六方堆积和立方堆积;配位数和配位多面体;离子的极化对化学键和结构的影响;电负性,估计化学键;鲍林规则。
第二章晶体结构与晶体中的缺陷第一节典型结构类型氯化钠型、金刚石型、氯化铯型、闪锌矿型、纤锌矿型、萤石型、金红石型、碘化镉型、刚玉型、钙钛矿型、尖晶石型。
第二节硅酸盐晶体结构岛状结构、组群状结构、链状结构、层状结构、架状结构。
第三节晶体结构缺陷,点缺陷、固溶体、非化学计量化合物,固溶体研究方法;线缺陷,包括螺旋位错和刃位错。
第三章熔体与玻璃体第一节熔体结构――聚合物理论,第二节熔体性质粘度和表面张力。
第三节玻璃通性各向同性;介稳性;熔融态向玻璃态转化的可逆性与渐变性;熔融态向玻璃态转化时物理、化学性质随温度变化的连续性。
第四节玻璃的形成玻璃态物质的形成方法简介;玻璃形成的热力学、动力学,结晶化学条件;第四节玻璃的结构晶子学说;无规则网络学说。
第五节常见玻璃类型硅酸盐玻璃;硼酸盐玻璃。
第四章表面与界面第一节固体的表面固体的表面特征;晶体表面结构;固体表面能;第二节界面行为,润湿与粘附;吸附与表面改姓;第三节晶界晶界结构与分类;多晶体的组织;晶界应力。
第四节粘土―水系统胶体化学粘土的荷电性;离子吸附与交换;电动性质;胶体性质;瘠性料的悬浮与塑化。
第六章相平衡。
第一节硅酸盐系统相平衡的特点热力学平衡态与非平衡态;硅酸盐系统中的组分、相及相律。
结晶教学方案
“结晶”教学方案一、提示:本节课是上海教育出版社义务教育实验教科书九年级下册第六章《溶解现象》第三节《物质的溶解性》第三课时的教学内容,本节课为新授课。
二、教学流程:片段一——探究“蒸发结晶”【教师讲解】同学们,我们已经了解了饱和溶液、不饱和溶液、溶解度的知识。
溶液是由溶质溶解在溶剂中形成的均一、稳定的混合物,那么能否将溶解的溶质从溶液中取出来?怎样将溶质从溶液中取出来?这将是本节课我们要通过学习解决的问题。
首先,让我们一起来看一组图片。
【投影】一组图片【投影】“海水晒盐”〖插入声音〗盐场用海水晒盐,就是把海水引入海滩,借助日光和风力使水分蒸发,从而得到食盐晶体。
【投影】“活动与探究一”〖插入声音〗请同学们用玻璃棒蘸取少量浓的氯化钠溶液,用酒精灯加热,观察实验现象。
片段二——认识“结晶”和“晶体”【投影】“结晶”的概念〖插入声音〗由实验可知,在一定条件下,固体物质可以从它的水溶液中析出。
我们通常把从溶液中析出晶体的过程叫做结晶。
【投影】结晶的分类对比表〖插入声音〗“海水晒盐”的原理就是将溶液加热蒸发,使溶液达到饱和后,再蒸发掉溶剂,溶质就会结晶析出。
这种从溶液中析出晶体的方法叫做“蒸发结晶”。
【投影】“晶体”〖插入声音〗那么何谓“晶体”呢?【投影】观察晶体的图片〖插入声音〗有兴趣的同学可以通过显微镜观察一些晶体,我们可以发现晶体是有一定几何形状的固体。
如:食盐晶体、糖的晶体、明矾晶体、硝酸钾晶体等不同晶体具有不同的形状。
片段三——探究“降温结晶”【投影】“活动与探究二”〖插入声音〗从溶液中析出晶体,除了用蒸发结晶的方法,还可以用其它的方法结晶吗?我们继续进行活动与探究,一起来制作硝酸钾晶体。
【投影】硝酸钾晶体的制作过程〖插入声音〗按照:1、在较高温度下配制硝酸钾浓溶液;2、将硝酸钾浓溶液放入冷水中冷却;3、2分钟后取出观察。
这样的步骤进行实验。
【投影】结晶过程的图片〖插入声音〗由实验可观察到硝酸钾溶液随着温度的不断降低,会发生结晶,逐渐有晶体析出,我们把这种结晶叫做“降温结晶”。
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《结晶化学》课程教学大纲
课程内容及学时分配
绪论(2学时)
要求了解材料的组成-结构-性能基本原理,认识掌握材料结构理论知识对材料生产、性能和应用的重要影响。
第一章晶体结构(24学时)
本章重点为晶体化学基本原理、典型晶体结构和硅酸盐晶体结构,难点为硅酸盐晶体结构。
第一节晶体几何特性与分类(8学时)
本节要求了解各晶系晶体定向法则与结晶符号的表示方法(考核概率0%),理解晶体的基本性质、晶胞与空间点阵的概念与区别(考核概率50%),掌握七大晶系与十四种布拉维格子的划分与特征(考核概率40%)。
1 晶体及其基本性质
2 晶胞与空间点阵
3 晶体的宏观对称性与分类
4 晶体的理想形态
5 晶体定向与结晶符号
6 晶体的微观结构几何特性
第二节晶体中质点的相互作用(3学时)
了解无机非金属材料中质点间的相互作用方式和规律,了解晶体中质点间的结合力与结合能,学会应用鲍林规则和离子极化作用分析材料的微观结构。
1 固体材料中的质点尺寸
2 晶体中质点间的结合力与结合能
3 离子键
4 共价键
5 结晶化学定律
6 鲍林规则
7 晶体场理论与配位场理论
第三节晶体结构的描述(3学时)
本章要求掌握晶体结构描述的三种基本方法:晶胞法、密堆法、多面体连接法。
理解球体最紧密堆积原理和影响离子晶体结构的因素(考核概率40%),掌握同质多晶和类质同晶的概念以及鲍林规则的应用(考核概率100%)
1 晶胞及其原子坐标
2 密堆与空隙填充
3 多面体单元及其连接
第四节晶体的组成与结构变化(4学时)
本节要求了解晶体中的化学组成变化与结构变化的关系,了解几种典型的组成结构特点。
1 晶体化学组成及其表述
2 单质结构;非金属和金属结构
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3 AX型结构: CsCl型、NaCl型、β-ZnS(闪锌矿)型、α-ZnS(纤锌矿)型
4 AX2型结构: CaF2(萤石)型、TiO2(金红石)型、CdI2型
5 A2X3型结构:α-Al2O3(刚玉)型结构
6 ABO3型结构:CaTiO3(钙钛矿)型结构
7 AB2O4型结构: MgAl2O4(尖晶石)型结构
8 类质同像
9 同质异像
第五节硅酸盐晶体结构(6学时)
本节要求理解各类硅酸盐晶体的结构特点(考核概率20%),掌握硅酸盐晶体的表示方法、结构特点及分类依据(考核概率80%)。
1 硅酸盐晶体的表示方法、结构特点及分类;
2 岛状结构
3 组群状结构
4 链状结构
5 层状结构
6 架状结构
第二章晶体结构缺陷(10学时)
本章重点为缺陷反应式的写法、各种缺陷浓度计算、固溶体的影响因素,难点为缺陷反应式的写法、分析。
第一节点缺陷(2学时)
本节要求了解点缺陷对晶体性能的影响,掌握点缺陷的类型、缺陷化学反应的表示法和热缺陷浓度的计算。
1 点缺陷的类型
2 缺陷化学反应表示法
3 热缺陷浓度的计算
第二节固溶体(2学时)
本节要求了解固溶体对晶体性质的影响及固溶体的研究方法,掌握固溶体的分类、形成固溶体的影响因素。
1 固溶体的分类
2 置换型固溶体
3 间隙型固溶体
4 固溶体对晶体性质的影响
5 固溶体的研究方法
第三节非化学计量氧化物(2学时)
本节要求了解四种非化学计量氧化物的形成原因及外界气氛变化对晶体性质的影响,掌握四种非化学计量氧化物缺陷反应方程式的写法。
1 阴离子缺位型
2 阳离子填隙型
3 阴离子间隙型
4 阳离子空位型
2
第四节线缺陷(2学时)
本节要求掌握位错的分类,刃位错和螺位错的特点与区别。
1 位错的类型
2 刃位错
3 螺位错
4 混合位错
第五节面缺陷(2学时)
本节要求了解几种面缺陷的类型。
1 表面
2 晶界(多晶与双晶)
3 固体相界面
配套实验环节:(9学时)
实验一对称要素及其点群
实验二晶体定向及结晶符号
实验三聚形分析
大纲编写责任人:曹德光
2008 年7 月 1 日
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广西大学课程教学进度表
2008 ——20089 学年度第1 学期专业班级无机非金属材料工程2006级
课程名称结晶化学任课教师曹德光陈拥军
教材结晶化学教研室主任签字
本学期课内计划时数分配
习题、测验、考试(考查)的分布
说明:习题需填明每周有多少次;测验和考试(考查)则注明安排在第几周即可。
说明:⑴除课堂教学的讲授内容需填明具体内容外,其它所进行的课内和课外的项目,在相应栏内打“√”记号即可。
⑵本表一式三份,主讲教师、学生班和学生所在学院(归档)各一份,如果有辅导教师
另加一份,由主讲教师填写,教研室主任审定签字。
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