第二章 无机非金属材料晶体结构课件.pptVIP

陶瓷材料结构无机非金属材料概论C.1陶瓷结构陶瓷材料结构3）金属键金属键实质金属键：是元素失去最外层电子（价电子）后变成带正电的离子和自由电子组成的电子云之间的静电库仑力而产生的结合。金属晶体：靠金属键结合的晶体。典型金属晶体：第I、II族及过渡金属元素的晶体。金属键特性无方向性无饱和性陶瓷材料结构金属元素最外层电子一般为1~2个，组成晶体时每个原子的最外层电子都不再属于某个原子，而为所有原子所共有，因此可以认为在结合成金属晶体时，失去了最外层电子的正离子“沉浸”在由价电子组成的电子云中。金属键结合力主要是正离子和电子云之间的静电库仑力，对晶体结构没有特殊的要求，只要求排列最紧密，这样势能最低，结合最稳定。陶瓷材料结构无机非金属材料概论C.1陶瓷结构陶瓷材料结构4）范德华键（分子键）分子键实质范德华键（分子键）：是通过“分子力”而产生的键合。分子力包括三种力：a)极性分子中的固有偶极矩产生的力；b)感应偶极矩产生的力，即极性分子和非极性分子之间的作用力；c)非极性分子中的瞬时偶极矩产生的力。陶瓷材料结构分子晶体性质分子晶体结合力很小，在外力作用下，易产生滑动并造成很大变形，所以分子晶体熔点、硬度都很低。典型非极性分子晶体：惰性元素在低温下所形成的晶体，是透明的绝缘体，熔点极低。如NeArKrXe－249℃－189℃－156℃－112℃典型极性分子晶体：HCl，H2S等在低温下形成的晶体。陶瓷材料结构无机非金属材料概论C.1陶瓷结构陶瓷材料结构无机非金属材料概论C.1陶瓷结构陶瓷材料结构无机非金属材料概论C.1陶瓷结构氢键Schematicrepresentationofhydrogenbondinginhydrogenfluoride(HF).陶瓷材料结构5）氢键氢键：氢原子同时和两个电负性很大而原子半径较小的原子（O，F，N等）相结合所形成的键，是一种特殊形式的物理键，也具有饱和性。典型氢键晶体：冰（H2O）、铁电材料磷酸二氢钾（KH2PO4）陶瓷材料结构无机非金属材料概论C.1陶瓷结构6).实际陶瓷材料的结合键：处于以上所述的键之间，存在许多中间类型。键的离子性程度可用电负性作半经验性的估计电负性：衡量价电子被正原子实吸引的程度。元素间电负性相差越大?结合为离子性的键倾向越大元素间电负性相差越小?结合为共价性的键倾向越大陶瓷材料结构无机非金属材料概论C.1陶瓷结构陶瓷材料结构无机非金属材料概论C.1陶瓷结构电负性：衡量价电子被正原子实吸引的程度。陶瓷材料结构二、内在因素对晶体结构的影响1.原子级结构2.晶体中质点的堆积3.配位数与配位多面体4.离子极化.陶瓷材料结构无机非金属材料概论C.1陶瓷结构1原子级结构???构成无机非金属材料的元素大约占元素表上所有元素的75％，它几乎覆盖了所有的元素周期和元素族类。陶瓷材料结构无机非金属材料概论C.1陶瓷结构无机非金属材料最重要的组成元素的离子的特点：离子的尺寸、配位数、极化性、电场强度和结合能相互之间差别很大，这使由其构成的材料的基本组成单元呈现出多样化。??原子或离子结合成化合物结构时，由于离子极化，即半径发生变化而形成多种配位多面体。何谓配位数（z）？配位数z：一个原子或离子邻近周围的同种原子或异号离子的个数配位数z依赖于r+：r-（阳离子/阴离子）的比例，因而无机非金属化合物并不被限制在一定的配位关系上，与金属相比，其晶体构造一般更加复杂。陶瓷材料结构2.晶体中质点的堆积（1）球体最紧密堆积（closestpacking）原理晶体中各离子间的相互结合，可看作是球体的堆积。球体堆积密度越大，系统势能越低，晶体越稳定。适用范围：典型的离子晶体和金属晶体。*陶瓷材料结构无机非金属材料概论C.1陶瓷结构第二章无机非金属材料的结构本章要介绍的主要内容：①无机非金属材料的键合特点②典型的无机非金属材料晶体结构③离子型晶体的结构与性质；④无机非金属材料的同