晶体结构与性质课件

合集下载

大学化学《结构化学-晶体结构》课件

大学化学《结构化学-晶体结构》课件

3、各种晶体生长中会自发形成确定的多面体外形。 晶体在生长过程中自发形成晶面,晶面相交成
为晶棱,晶棱聚成顶点,使晶体具有某种多面体外 形的特点。
熔融的玻璃体冷却时,随着温度降低,粘度变 大,流动性变小,逐渐固化成表面光滑的无定形物, 工匠因此可将玻璃体制成各种形状的物品,它与晶 体有棱、有角、有晶面的情况完全不同。 4、晶体有确定的熔点而非晶态没有。
1.平移—点阵:
平移是晶体结构中最基本的对称操作, 可用T来表示
Tmnp=ma+nb+pc
m,n,p为任意整数 即一个平移矢量Tmnp作用在晶体三维点 阵上,使点阵点在a方向平移m单位,b方向 平移n单位,c方向平移p单位后,点阵结构 仍能复原。
⑵ 晶体的对称操作和对称元素受到点阵的制约: 其中旋转轴、螺旋轴和反轴的轴次只能为1、2、3、 4、6等几种;螺旋轴和滑移面中的滑移量也只能符 合点阵结构中平移量的几种数值。
晶体结构中可能存在的对称元素有:对称中心 ();镜面(m);轴次为1、2、3、4、6的旋转轴(1,2, 3,4,6)、螺旋轴(21,31,32,41,42,43,61,62,63,64,65)、反轴
学习要点
⑴晶体结构周期性与点阵。 ⑵ 7 个 晶 系 和 14 种 Bravias 空 间 格 子 。 ⑶晶胞、晶面间距。 ⑷ 晶体(X射线)衍射方向―Laue方程和Bragg方程。 ⑸ 晶体衍射强度与立方晶系的系统消光。
学时安排 学时----- 6学时
第八章.晶体的点阵结构和晶体的性质
晶体
远古时期,人类从宝石开始认识晶体。红 宝石、蓝宝石、祖母绿等晶体以其晶莹剔透 的外观,棱角分明的形状和艳丽的色彩,震 憾人们的感官。名贵的宝石镶嵌在帝王的王 冠上,成为权力与财富的象征,而现代人类 合成出来晶体,如超导晶体YBaCuO、光学 晶体BaB2O4、LiNbO3、磁学晶体NdFeB等 高科技产品,则推动着人类的现代化进程。

《晶体物理》课件

《晶体物理》课件

色散与光谱线
色散
当白光通过棱镜时,会分解成不同颜色的光谱。这种现象称为色散。在晶体中, 由于晶格结构的周期性,光波的传播速度会随波长而变化,从而导致色散现象。 了解色散现象对于研究晶体的结构和性质具有重要意义。
光谱线
当单色光通过物质时,其波长可能会发生变化。这种变化在光谱上表现为线或暗 线。在晶体中,由于晶格结构的周期性,光波的波长可能会发生变化,从而产生 光谱线。了解光谱线对于研究晶体的结构和性质具有重要意义。
热传导概述
热传导是指热量在物质内部 或不同物质之间传递的过程 。对于晶体而言,其热传导 机制与晶体的结构和原子间 相互作用等因素有关。
热传导的物理模型
描述晶体热传导的物理模型 有多种,如Fourier导热定 律、扩散传热模型等。这些 模型可以帮助我们更好地理 解晶体热传导的机制和特性 。
03 晶体光学性质
详细描述
随着科技的不断进步,新型晶体材料的探索 成为了一个备受关注的研究领域。科研人员 通过实验和计算模拟相结合的方法,不断探 索具有优异性能的新型晶体材料,如拓扑晶 体、超硬材料、高温超导材料等。这些新型 晶体材料在能源、环境、医疗等领域具有广 泛的应用前景。
晶体物理在新能源领域的应用
要点一
总结词
《晶体物理》ppt课件
目录
Contents
• 晶体物理概述 • 晶体振动与热力学性质 • 晶体光学性质 • 晶体电学性质 • 晶体磁学性质 • 晶体物理前沿研究
01 晶体物理概述
定义与特性
定义
晶体物理是一门研究晶体内部原 子或分子的排列规律、结构特征 以及与物理性质之间关系的科学 。
特性
晶体具有长程有序的结构,其原 子或分子的排列呈现周期性重复 的特点,这使得晶体具有一系列 独特的物理性质。

《晶体场理论》课件

《晶体场理论》课件
晶体结构与物理性质的实验测量
03
通过实验测量可以获得晶体的各种物理性质数据,如通过硬度测试了解晶体的机械性能,通过电导率测试了解晶体的导电性能等。
03
CHAPTER
晶体场理论的基本概念
晶体场中电子由于受到周期性势场作用而产生的能级分裂,产生的能量差值即为晶体场稳定化能。
晶体场稳定化能
晶体场分裂能
随着晶体场强度的增加,分裂能级的间距逐渐增大。
强晶体场中分裂能级较为稳定,弱晶体场中分裂能级不稳定。
在晶体场作用下,电子云会发生变形,以适应周围势场的分布。
电子云变形
光谱线分裂
磁有序现象
化学键合作用
由于晶体场作用,光谱线会分裂成多个子线,子线的数目和位置取决于晶体场的对称性和强度。
在强晶体场中,由于电子自旋和轨道磁矩的相互作用,可导致磁有序现象的出现。
常用的数值计算方法包括有限差分法、有限元法、蒙特卡洛方法等。这些方法可以根据具体问题选择合适的数值计算方法,以获得更准确的结果。
05
CHAPTER
晶体场理论的应用
磁性材料设计
利用晶体场理论预测和解释不同材料的磁学性质,为磁性材料的设计和优化提供理论支持。
催化剂设计
通过晶体场理论模拟催化剂的电子结构和活性位点,优化催化剂的性能,提高化学反应效率。
晶体场效应
由于晶体场作用导致能级分裂的能量差值,反映了晶体场对电子的束缚强弱。
晶体场对电子的相互作用和影响,包括电子云变形和能级分裂等。
03
02
01
能级分裂类型
分裂能级数量
分裂能级间距
分裂能级的稳定性
01
02
03
04
根据晶体场强度和对称性,能级分裂可分为弱场分裂、中等强度场分裂和强场分裂。

高中化学-3-1晶体结构和性质(晶体常识)优秀课件

高中化学-3-1晶体结构和性质(晶体常识)优秀课件

8×1/8+6×1/2+4=8
举一反三·分析 NaCl晶胞中氯离子和钠离子的个数
Cl- 顶点: ( 1/8 ) 8 = 1,
面心 : ( 1/2 ) 6 = 3 , 共4个
Na+ 棱上 : ( 1/4 ) 12 = 3 ,
体心 : 1 共4个
NaCl晶胞 ----Na+ ---- Cl-
2、推算晶体的化学式
思考与交流
1、某同学在网站上找到一张
玻璃的结构示意图,如右图,
这张图说明玻璃是不是晶体?
为什么?
玻璃的结构示意图
不是,质点不是有序排列
2、根据晶体的物理性质的各向异性的特点, 人们很容易识别用玻璃仿造的假宝石。你能列 举一些可能有效的方法鉴别假宝石吗?
(四)鉴别晶体和非晶体
〔1〕性质差异 ------外形、硬度、熔点、折光率等
顶点:1/8
位于顶点上的粒子为8个小立方体所共有,每个 立方体拥有其1/8
棱心:1/4
位于棱心上的离子为4个小立方体所 共有,每个立方体拥有其1/4
面心: 1/2
位于面心上的离子为2个小立方体所 共有,每个立方体拥有其1/2
体心:1
位于体心上的离子为1个小立方体所 有,每个立方体拥有1个离子
立方晶胞对粒子〔质点〕的占有率:
----求晶体中微粒个数最简整数比
例题1 下图所示是晶体结构中具有代表性的最小重 复单元(晶胞)的排列方式,其对应的化学式正确的
是(图中:O-X,●-Y,○-Z)( )C
XY
X3Y
XY3Z
例题 2 2001年报道的硼和镁形成的化合物刷新了金 属化合物超导温度的最高记录。如下图的是该化合物 的晶体结构单元:镁原子间形成正六棱柱,且棱柱的 上下底面还各有1个镁原子,6个硼原子位于棱柱内。 那么该化合物的化学式可表示为( )

晶体结构四晶体的结构与性质无机化合物结构课件

晶体结构四晶体的结构与性质无机化合物结构课件
S2-离子的配位数均为4。六方柱晶胞中ZnS的“分子数”为6,平行六 面体晶胞中,晶胞分子数为2。结构由Zn2+和S2-离子各一套六方格子穿 插而成 。
常见纤锌矿结构的晶体有BeO、ZnO、CdS、GaAs等晶体。
图1-18 纤锌矿结构六方柱晶胞
(2)纤锌矿结构与热释电性及声电效应
某些纤锌矿型结构,由于其结构中无对称中心存在,使得晶体具有 热释电性,可产生声电效应。热释电性是指某些象六方ZnS的晶体,由 于加热使整个晶体温度变化,结果在与该晶体c轴平行方向的一端出现 正电荷,在相反的一端出现负电荷的性质。晶体的热释电性与晶体内部 的自发极化有关。实际上,这种晶体在常温常压下就存在自发极化,只 是这种效应被附着于晶体表面的自由表面电荷所掩盖,只有当晶体加热
图1-21 碘化镉型结构
三、A2X3型结构
A2X3型化合物晶体结构比较复杂,其中有代表 性的结构有刚玉(corundum)型结构,稀土A、B、 C型结构等。由于这些结构中多数为离子键性强的化 合物,因此,其结构的类型也有随离子半径比变化的 趋势,如图1-22所示。
Te
B型稀土
Se
氧化物
CN=6
大多数AX型化合物的结构类型符合正负离子半径比 与配位数的定量关系,见表1-4。只有少数化合物在r+/r0.732或r+/r-0.414时仍属于NaCl型结构。如KF,LiF, LiBr,SrO,BaO等。
表1-4 AX型化合物的结构类型与r+/r-的关系
结构类型 CsCl 型 NaCl 型
ZnS 型
1.萤石(CaF2)型结构及反萤石型结构
立方晶系,点群m3m,空间群Fm3m,如图1-19所示。 Ca2+位于立方晶胞的顶点及面心位置,形成面心立方堆积,F-填充 在八个小立方体的体心。

高中化学第三章晶体结构与性质第一节晶体的常识课件新人教版选修3

高中化学第三章晶体结构与性质第一节晶体的常识课件新人教版选修3

(3)观察下列三个图片,说明了什么?
答案 晶体在不同方向上导电性、导热性不同;而非晶①晶体具有自范性。 它是指在适当条件下可以自发地呈现多面体外形的性质。它是晶体中结 构微粒在微观空间呈现 周期性的有序排列 的宏观表象。 ②晶体具有固定的熔点。 ③晶体具有各向异性。 它是指在 不同的方向上表现出不同 的物理性质,如强度、导热性、光学 性质等。例如:蓝晶石(Al2O3·SiO2)在不同方向上的硬度是不同 的。 3.“盐成卤水,暴晒日中,即成方印,洁白可爱”,说明 结晶 可获得晶 体,除此之外,熔融态物质 凝固 ,气态物质的 凝华 均可得到晶体。
12
2.非晶硅光电薄膜产业的研发成长,在转换效率上,已逐渐接近于多晶硅 太阳能电池,发电成本仅为多晶硅的三分之一。预计非晶硅光电薄膜产业 的增长速率,将比多晶硅太阳能产业更为快速,非晶硅薄膜技术将成为今 后太阳能电池的市场主流。 试探究下列问题: (1)下图中a、b是两种硅的部分结构,请指出哪种是晶体硅,哪种是非晶硅?
a:__非__晶__硅___;b:__晶__体__硅__。 解析 从粒子在微观空间里是否有有序性 和自范性角度观察。
12
(2)有关晶体常识的相关说法中正确的是__A__C_D___。 A.玻璃是非晶体 B.固体粉末都是非晶体 C.晶体内部质点具有有序性,有固定的熔、沸点和各向异性 D.区别晶体和非晶体最有效的方法是通过X-射线衍射实验 解析 A项,玻璃是一种无固定熔、沸点的非晶体; B项,许多固体粉末不能用肉眼观察到晶体外形,但可通过光学显微镜或 电子显微镜看到规则的几何外形,所以固体粉末也可能是晶体。
归纳总结
1.晶体是由无数个晶胞堆积得到的。知道晶胞的大小和形状以及晶 胞中粒子的种类、数目和粒子所处的空间位置,就可以认识整个晶 体的结构。 2.晶胞中微粒个数的计算,其关键是正确分析晶胞中任意位置上的 一个微粒被几个晶胞所共用。不同形状的晶胞,情况不同。

晶体学基础PPT课件

晶体学基础PPT课件
➢ 单位格子:只包含一 个点阵点的格子叫单 位格子 。
➢ 复单位:即每一个格 子单位分摊到一个以 上的点阵点。
点阵
图1-4 平面点阵单位 上图所示,平行四边形I和II都 只分摊到一个点阵点,故它们 都是单位格子;平行四边形III 分摊到两个点阵点,故它是复 单位。
点阵
3.三维点阵(空间点阵)
➢分布在三维空间的点阵叫空间点阵。 ➢空间点阵对应的平移群可用下式表示:
T m n m p n a p b ,m c ,n ,p 0 , 1 , 2 (1 .
图1-5 空间点阵单位
点阵
➢空间格子:空间点阵按确定的 平行六面体单位划分后所形成 的格子称为空间格子 。
➢基本单位:每个平行六面体格 子单位只分摊到1个点阵点, 称为空间点阵的基本单位 。
我们把所有阵点可用位矢(1.1)、(1.2)或(1.3) 来描述的点阵称为布拉菲点阵。
➢ 点阵的这两条基本性质也正是判断一组点是否 为点阵的依据。
点阵
三.直线点阵、平面点阵与空间点阵
点阵和平移群
➢ 能使一个点阵复原的全部平移矢量组成 的一个平移群(它符合数学上群的定义) 称为该点阵对应的平移群。
➢ 点阵和平移群有一一对应的关系。一个 点阵所对应的平移群能够反映出该点阵 的全部特征。
第一章 晶体学基础
内容提要
晶体的基本性质 晶体结构几何理论的历史发展简况 点阵 平面点阵与空间点阵的性质 晶体的点阵结构 晶胞 典型晶体结构举例 晶向指数与面指数 晶体结构的对称性
第一节 晶体的基本性质
一.晶体与非晶体在宏观性质上的区别
➢晶体具有固定的外形,各向异性,固定 的熔点。 • 微细单晶体的集合体,称为多晶体 • 取向杂乱的单晶体集合成的多晶体, 显示出各向同性 • 择优取向的多晶体呈现出各向异性

人教版高中化学选择性必修二第3章晶体结构与性质第1节第2课时晶胞晶体结构的测定课件

人教版高中化学选择性必修二第3章晶体结构与性质第1节第2课时晶胞晶体结构的测定课件
答案:(1)YBa2Cu3O7 (2)2∶1




解析:(1)由题图可知,该晶胞中 N(Cu)=8×+8×=3,N(Ba)=2,


N(Y)=1,N(O)=12× +8× =7,


则钇钡铜氧的化学式为 YBa2Cu3O7。
(2)根据题中各元素的化合价,以及化合物中各元素的正负化
合价的代数和为零可知,+2价铜与+3价铜的化合价之和为7,
于体心,数目为 1,化学式为 XY3Z,D 项正确。
2.最近发现一种由R、Q、T三种原子构成的气态团簇分子,
其分子模型如图所示,则该分子的化学式为(
)。
A.RQT
C.RQ3T
答案:D
B.RQ2T
D.R8Q6T
二、晶体结构的测定
1.测定晶体结构最常用的仪器是 X射线衍射仪 。当单
一波长X射线通过晶体时,X射线和晶体中的电子相互作用,会

确;B 项中,晶胞中含有 X、Y 的个数比为 1∶(8×)=1∶1,化学式


为 XY,B 项错误;C 项中,晶胞中含有 X 的数目为 4×+1=,晶胞

中含有 Y 的数目为 4× = ,化学式为 X3Y,C 项正确;D 项中,晶



胞中含有 X 的数目为 8×=1,晶胞中含有 Y 的数目为 6×=3,Z 位
(1)晶胞是晶体的最小重复单元。( √ )
(2)不同的晶体中晶胞的大小和形状都相同。( × )
(3)晶胞中的任何一个粒子都只属于该晶胞。( × )
微训练 1.下列各项是晶体结构中具有代表性的最小重复单
元的排列方式,图中:○—X,·—Y,⊗—Z。其中对应的化学式

第三章第一节晶体的常识PPT课件

第三章第一节晶体的常识PPT课件
B
A、MgB B、 MgB2 C、Mg2B D、Mg3B2
Mg原子的数目: 12×1/6+2×1/2=3 B原子的数目:6 故化学式可表示为
MgB2
5、涉及密度的计算
1
a
ρ = m = nM =
V
V
2 NA
M
a3
或者:
Na+ Cl-
ρ=
4 NA
M
(2a)3
三、晶体分类
根据组成晶体的微粒的种类及微粒之间的 作用不同而分成四种类型:
不导电
良好
溶解性
典型实例
多Na数ONNH易aaO2、O溶H等N、于aCN水la、ClH、相CHHl、似Ce、Cl相、lP2 溶C4、、l2S、S、等C金不O刚2、溶石金SiO、刚2S、石i、S、i一数等Si般与CN、不水a、溶反NFAea,应、l、少CAul
(1)性质差异——如外形、硬度、熔点、折 光率
(2)区分晶体和非晶体最科学的方法是对固
体进行X-射线衍射实验。
思考:根据已有知识,举例说明如何制得晶体?
5、晶体形成的途径: ①熔融态物质凝固. ②气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华). ③溶质从溶液中析出.
小结:晶体和非晶体的差异
固体 外观 微观结构
定义: 晶体——具有规则几何外形的固体 非晶体——没有规则几何外形的固体
2、晶体的特点和性质:
(1)自范性 : 即晶体能自发地呈现多面体外形的性质
(2)各向异性 (3)有固定的熔点 (4)均一性 (5)对称性
3、晶体和非晶体的本质区别是什么?
构成固体的粒子在三维空间里是 否呈现周期性的有序排列
4、晶体和非晶体的鉴别:
晶体
非晶 体
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
相关文档
最新文档