第一章 晶体结构PPT讲稿.ppt

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1、第一章 晶体结构第1页，共52页，编辑于2022年，星期一 周期性有序排列周期性有序排列周期性有序排列周期性有序排列 单晶单晶单晶单晶,多晶多晶多晶多晶固体材料固体材料晶体晶体晶体晶体非晶体非晶体非晶体非晶体n n近程有序、远程无序近程有序、远程无序n n玻璃、塑料、树脂等玻璃、塑料、树脂等玻璃、塑料、树脂等玻璃、塑料、树脂等石英（石英（石英（石英（SiOSiOSiOSiO2 2 2 2）晶体）晶体）晶体）晶体:SiOSiOSiOSiO2 2 2 2非晶体（含非晶体（含非晶体（含非晶体（含NaNaNaNa）晶体是内部质点在三维空间成周期性重复排列的固体，即晶体是具有晶体是内部质点在三维空间成周

2、期性重复排列的固体，即晶体是具有格子构造的固体。格子构造的固体。第2页，共52页，编辑于2022年，星期一1.1 1.1 结结晶晶学学基基础础知知识识1.2 1.2 晶体中晶体中质质点的点的结结合力合力与结与结合能合能1.3 1.3 决决定离子晶体定离子晶体结构结构的基本因素的基本因素1.4 1.4 单质单质晶体晶体结构结构1.5 1.5 无机化合物晶体无机化合物晶体结构结构 1.6 1.6 硅酸硅酸盐盐晶体晶体结构结构第3页，共52页，编辑于2022年，星期一一、晶体的特征一、晶体的特征 1 1、自范性自发形成规则几何多面体外形自范性自发形成规则几何多面体外形自范性自发形成规则几何多面体外形

3、自范性自发形成规则几何多面体外形 2 2 2 2、均匀性、均匀性、均匀性、均匀性-晶体不同部位性质相同（晶体不同部位性质相同（晶体不同部位性质相同（晶体不同部位性质相同（e.g.e.g.e.g.e.g.密度）密度）密度）密度）3 3 3 3、各向异性各向异性-在不同方向上具有不同的性质在不同方向上具有不同的性质 4 4、对称性对称性对称性对称性-内部结构、外形、性质对称性内部结构、外形、性质对称性内部结构、外形、性质对称性内部结构、外形、性质对称性 5 5 5 5、最小内能、热力学稳定、固定熔点、最小内能、热力学稳定、固定熔点、最小内能、热力学稳定、固定熔点、最小内能、热力学稳定、固定熔点 6

4、 6 6 6、晶体具有衍射效应、晶体具有衍射效应、晶体具有衍射效应、晶体具有衍射效应石英晶体石英晶体石英晶体石英晶体萤石晶体萤石晶体萤石晶体萤石晶体雪花雪花雪花雪花 食盐晶体食盐晶体食盐晶体食盐晶体第4页，共52页，编辑于2022年，星期一晶体晶体结构结构：结构结构基元基元+空空间间点点阵阵即即构构成晶体成晶体结构结构。结构结构基元基元：晶体中的：晶体中的质质点如原子点如原子,离子或分子离子或分子空空间间点点阵阵：把把晶晶体体中中质质点点的的中中心心用用直直线线联联起起来来构构成的空成的空间间格架即空格架即空间间点点阵阵，简称简称晶格晶格.结结点点：质质点点的的中中心心位位置置称称为为晶晶格格

5、的的结结点点。结结点点仅仅有有几几何意何意义义，并并不不真真正代表任何正代表任何质质点。点。二、二、晶体晶体结构与结构与空空间间点点阵阵(1)(1)几个概念几个概念第5页，共52页，编辑于2022年，星期一三维空间点阵示意图三维空间点阵示意图点阵点阵点阵点阵结点结点结点结点周期周期周期周期（2）质点空间分布质点空间分布晶体的点阵结构晶体的点阵结构空间点阵或空间格子空间点阵或空间格子每个结点代表一个原子每个结点代表一个原子每个结点代表一个原子每个结点代表一个原子或原子集团或原子集团或原子集团或原子集团几何抽象几何抽象几何抽象几何抽象第6页，共52页，编辑于2022年，星期一晶体中质点排列具有晶体

6、中质点排列具有周期性周期性和和对称性对称性 整整个个晶晶体体可可看看作作由由结结点点沿沿三三个个不不同同的的方方向向按按一一定定间间距距重重复复出出现现形形成成的的，结结点点间间的的距距离离称称为为该该方方向向上上晶晶体体的的周周期期。同同一一晶晶体体不不同同方方向向的的周周期期不不一一定定相相同同。可可以以从从晶晶体体中中取取出出一一个个单单元元，表表示示晶晶体体结结构构的的特特征征。取取出出的的最最小小晶晶格格单单元元称称为为晶晶胞胞。晶晶胞胞是是从从晶晶体体结结构构中中取取出出来来的的反反映映晶晶体体周周期期性性和和对对称称性性的的重重复单元复单元。晶胞晶胞晶胞是从晶体结构中取出来的反映

7、晶体周晶胞是从晶体结构中取出来的反映晶体周期性和对称性的期性和对称性的最小重复单元最小重复单元。第7页，共52页，编辑于2022年，星期一图图1-1 1-1 空空间间点点阵阵及晶胞的不同取法及晶胞的不同取法（3 3）晶胞）晶胞与与晶胞晶胞参数参数第8页，共52页，编辑于2022年，星期一晶胞的选取规则：晶胞的选取规则：1 1 1 1）充分表示晶体对称性；）充分表示晶体对称性；）充分表示晶体对称性；）充分表示晶体对称性；2 2）棱间）棱间直角关系最多；直角关系最多；3 3）单元）单元体积最小体积最小；4 4）三条相交边棱尽可能相等或相等数目最多）三条相交边棱尽可能相等或相等数目最多二维结点平面格

8、子二维结点平面格子（平行四边形）的划（平行四边形）的划分：遵循以上三原则分：遵循以上三原则第9页，共52页，编辑于2022年，星期一晶胞的表示晶胞参数晶胞的表示晶胞参数三条晶轴：三条晶轴：三条晶轴：三条晶轴：a a，b b，c c轴间夹角：轴间夹角：轴间夹角：轴间夹角：，晶胞的周期性重复即晶胞的周期性重复即晶胞的周期性重复即晶胞的周期性重复即构成晶体构成晶体构成晶体构成晶体第10页，共52页，编辑于2022年，星期一根据晶体对称性根据晶体对称性 空间点阵划空间点阵划空间点阵划空间点阵划七大晶系七大晶系七大晶系七大晶系，14141414种类型（布拉非格子）种类型（布拉非格子）种类型（布拉非格子）

9、种类型（布拉非格子）三斜三斜三斜三斜单斜单斜单斜单斜单斜底心单斜底心单斜底心单斜底心 斜方斜方斜方斜方 斜方底心斜方底心斜方底心斜方底心 斜方体心斜方体心斜方体心斜方体心 斜方面心斜方面心斜方面心斜方面心 三方三方三方三方 六方六方六方六方四方四方四方四方 四方体心四方体心四方体心四方体心 立方立方立方立方 立方体心立方体心立方体心立方体心 立方面心立方面心立方面心立方面心平行六面体选取原则平行六面体选取原则平行六面体选取原则平行六面体选取原则第11页，共52页，编辑于2022年，星期一各晶系晶胞参数各晶系晶胞参数a a、立方晶系：、立方晶系：a=b=c,=90 a=b=c,=90o o (简

10、单立方、面心立方、体心立方简单立方、面心立方、体心立方)第12页，共52页，编辑于2022年，星期一 b b、四方晶系：、四方晶系：a=ba=b c c，=90=90o o （简单四方、体心四方）（简单四方、体心四方）第13页，共52页，编辑于2022年，星期一c c、正交晶系：、正交晶系：a a b b c c，=90=90o o （简单正交、体心正交、底心正交、面心正交）（简单正交、体心正交、底心正交、面心正交）（简单正交、体心正交、底心正交、面心正交）（简单正交、体心正交、底心正交、面心正交）第14页，共52页，编辑于2022年，星期一d d、三方晶系：、三方晶系：a=b=ca=b=c，

11、=9090o o 第15页，共52页，编辑于2022年，星期一e e、六方晶系：、六方晶系：a=b a=b c c，=90=90o o，=120=120o o 第16页，共52页，编辑于2022年，星期一f f、单斜晶系：、单斜晶系：a a b b c,c,9090o o （简单单斜、底心单斜）（简单单斜、底心单斜）第17页，共52页，编辑于2022年，星期一g g、三斜晶系：、三斜晶系：a a b b c,c,第18页，共52页，编辑于2022年，星期一19体对角体对角体对角体对角线拉伸线拉伸线拉伸线拉伸单轴向拉伸单轴向拉伸单轴向拉伸单轴向拉伸轴向拉伸轴向拉伸轴向拉伸轴向拉伸挤压挤压挤压挤压

12、a a a a、b b b b轴成轴成轴成轴成60606060度度度度推推推推a a a a、c c c c轴至大轴至大轴至大轴至大于于于于90909090度度度度对称性最对称性最对称性最对称性最差差差差对称性最对称性最对称性最对称性最高高高高第19页，共52页，编辑于2022年，星期一 简单立方晶胞简单立方晶胞质点数为质点数为 1 1 81/81晶胞中的质点子数晶胞中的质点子数第20页，共52页，编辑于2022年，星期一面心立方晶胞面心立方晶胞质点数为质点数为 4 461/2381/81第21页，共52页，编辑于2022年，星期一体心立方晶胞体心立方晶胞质点数为质点数为 2 211181/8

13、1第22页，共52页，编辑于2022年，星期一晶胞中的质点数晶胞中的质点数体心原子为晶胞独有，面心原子为两个晶体心原子为晶胞独有，面心原子为两个晶胞共有，而顶角上原子为八个晶胞共有胞共有，而顶角上原子为八个晶胞共有 第23页，共52页，编辑于2022年，星期一例：一个AB2型面心立方晶体，一个晶胞中可能会有多少个A和多少个B？第24页，共52页，编辑于2022年，星期一三、三、晶体结构的定量描述晶体结构的定量描述 晶面指数、晶向指数晶面指数、晶向指数晶面晶面：晶体点阵在任何方向上分解为相互平行的结：晶体点阵在任何方向上分解为相互平行的结点平面称为晶面，即结晶多面体上的平面。点平面称为晶面，即结

14、晶多面体上的平面。晶晶向向：点点阵阵可可在在任任何何方方向向上上分分解解为为相相互互平平行行的的直直线线组组，位于一条直线上的结点构成一个晶向位于一条直线上的结点构成一个晶向。第25页，共52页，编辑于2022年，星期一晶面晶面：晶体点阵在任何方向上可分解为相互平行的结点平：晶体点阵在任何方向上可分解为相互平行的结点平面，这样的结点平面称为晶面。面，这样的结点平面称为晶面。晶面上的结点，在空间构成晶面上的结点，在空间构成一个二维点阵。一个二维点阵。同一取向上的晶面，不仅同一取向上的晶面，不仅相互平行、间距相等，而且相互平行、间距相等，而且结点的分布也相同。不同取结点的分布也相同。不同取向的结点

15、平面其特征各异。向的结点平面其特征各异。任何一个取向的一系列平任何一个取向的一系列平行晶面，都可以包含晶体中行晶面，都可以包含晶体中所有的质点。所有的质点。不同的晶面具有不同的性质和行为不同的晶面具有不同的性质和行为不同的晶面具有不同的性质和行为不同的晶面具有不同的性质和行为第26页，共52页，编辑于2022年，星期一晶面指数的确定步骤晶面指数的确定步骤1 1、在空间点阵中建立坐标系，选取任一结点为坐标原点在空间点阵中建立坐标系，选取任一结点为坐标原点O O。以晶胞的基本。以晶胞的基本矢量为坐标轴矢量为坐标轴X X、Y Y、Z Z；2 2、坐标轴以晶体在该轴上的周期为单位；坐标轴以晶体在该轴上

16、的周期为单位；3 3、假设晶面在坐标轴上的截距分别为假设晶面在坐标轴上的截距分别为m m、n n、p p；将它们的倒数依；将它们的倒数依X X、Y Y、Z Z轴的顺序，化为互质整数比，即轴的顺序，化为互质整数比，即1/m1/m：1/n1/n：1/p=h1/p=h：k k：l l，然后将数，然后将数字字hklhkl写入圆括号（写入圆括号（）内，则（）内，则（hklhkl）即为这个晶面的晶面指数。每）即为这个晶面的晶面指数。每一个晶面指数，代表一组平行晶面。一个晶面指数，代表一组平行晶面。晶面指数晶面指数：结晶学中经常用（：结晶学中经常用（hklhkl）来表示一组平行晶面，称为）来表示一组平行晶面

17、，称为晶面指数。晶面指数。数字数字hklhkl是晶面在三个坐标轴（晶轴）上截距的倒数是晶面在三个坐标轴（晶轴）上截距的倒数的互质整数比。的互质整数比。第27页，共52页，编辑于2022年，星期一 数数字字hklhkl：晶晶面面在在三三晶晶轴轴上上截截距距倒倒数数的的互互质质整整数数比比截距截距：OAOAxa xa h ha a OB OBybybk kb b OC OC zc zc l lc c如晶面与某轴平行，则截距为如晶面与某轴平行，则截距为 截截距距h hk kl l倒倒数数 1/h1/h：1/k1/k：1/l1/lh h：k k：l l 互质整数比加圆括号互质整数比加圆括号(hkl)(

18、hkl)表示一组平行晶面表示一组平行晶面(Miller指数指数)ABCabcoxaxaybybzczc第28页，共52页，编辑于2022年，星期一例例题题：晶面指：晶面指数数的的标标注注ABEOGCDFH H第29页，共52页，编辑于2022年，星期一面间距面间距晶面指数代表一组平行晶面晶面指数代表一组平行晶面两相邻晶面间距两相邻晶面间距d d(hkl)(hkl)或或d d直角坐标系下：直角坐标系下：(100)立方、四方、正交立方、四方、正交A1B1C1abcoA AB BC C第30页，共52页，编辑于2022年，星期一 通过晶面指数（通过晶面指数（hklhkl）可以计算出相互平行的一）可以

19、计算出相互平行的一组晶面之间的距离组晶面之间的距离d d。4.4.晶面间距与晶面指数的关系晶面间距与晶面指数的关系第31页，共52页，编辑于2022年，星期一（100）（010）（110）（120）Daa1.42a2.24aLaa0.707a0.44aD-原子间距L面间距简单指数晶面简单指数晶面(低指数晶面低指数晶面)，原子面密度大，晶，原子面密度大，晶面间距也大面间距也大第32页，共52页，编辑于2022年，星期一立方晶系中某些重要晶面的立方晶系中某些重要晶面的立方晶系中某些重要晶面的立方晶系中某些重要晶面的Miller Miller Miller Miller 指数指数指数指数(100)(

20、001)(010)(110)(111)(100(100面面)(110)(110面面)(111)(111面面)第33页，共52页，编辑于2022年，星期一 晶面族晶面族在晶体中，具有等同条件而只是空间位向不同在晶体中，具有等同条件而只是空间位向不同的各组晶面（即这些晶面的原子排列情况和晶的各组晶面（即这些晶面的原子排列情况和晶面间距等完全相同），可归并为一个晶面族，面间距等完全相同），可归并为一个晶面族，用用hklhkl表示表示同一晶面族，其指数数字相同，仅数序和符同一晶面族，其指数数字相同，仅数序和符号不同，晶面面间距相同号不同，晶面面间距相同第34页，共52页，编辑于2022年，星期一例如：

21、立方晶系中：例如：立方晶系中：100晶面族包括晶面族包括的等价晶面的等价晶面100=(100)+(010)+(001)abO(100)(010)(001)c第35页，共52页，编辑于2022年，星期一 点阵中一维方向结点连线行列：行列平行方向晶点阵中一维方向结点连线行列：行列平行方向晶点阵中一维方向结点连线行列：行列平行方向晶点阵中一维方向结点连线行列：行列平行方向晶向（如：晶棱方向）向（如：晶棱方向）向（如：晶棱方向）向（如：晶棱方向）(1)(1)建立坐标系，原点在待标晶向上建立坐标系，原点在待标晶向上建立坐标系，原点在待标晶向上建立坐标系，原点在待标晶向上(2)(2)选取该晶向上原点选取该

22、晶向上原点选取该晶向上原点选取该晶向上原点以外的任一点以外的任一点P(xa，yb，zc)(3)(3)将将将将xaxa，ybyb，zczc化简为互质化简为互质化简为互质化简为互质整数比整数比整数比整数比u u，v v，w w，且，且，且，且u v w=xa yb zc(4)将将u，v，w加方括号内就得到加方括号内就得到晶向指数晶向指数uvwP PxaybzcO晶向晶向第36页，共52页，编辑于2022年，星期一显然，晶向指数表示了所有相互平行、方向一致的晶显然，晶向指数表示了所有相互平行、方向一致的晶向。若所指的方向相反，则晶向指数的数字相同，但向。若所指的方向相反，则晶向指数的数字相同，但符号

23、相反。符号相反。abc100010001110111例例题题：立方晶系晶：立方晶系晶向指向指数数的的标标注注第37页，共52页，编辑于2022年，星期一晶晶体体中中原原子子排排列列周周期期相相同同的的所所有有晶晶向向为为一一个个晶晶向向族族，用，用uvwuvw表示。表示。n同同一一晶晶向向族族中中不不同同晶晶向向的的指指数数，数字组成相同。数字组成相同。n已已知知一一个个晶晶向向指指数数后后，对对 u、v、w进进行行排排列列组组合合，就就可可得得出出此晶向族所有晶向的指数。此晶向族所有晶向的指数。abc100010001n如如111晶向族的晶向族的8个晶向指数代表个晶向指数代表8个不同的晶向；

24、个不同的晶向；110晶向族的晶向族的12个晶向指数代表个晶向指数代表12个不同的晶向。个不同的晶向。晶向族晶向族第38页，共52页，编辑于2022年，星期一在在立立方方晶晶系系中中，同同指指数数的的晶晶面面和和晶晶向向之之间间有有严严格格的的对对应应关关系系，即即同同指指数数的的晶晶向向与与晶晶面面相相互互垂垂直直，也就是说，也就是说hklhkl晶向是（晶向是（hklhkl）晶面的）晶面的法向法向。晶向与晶面的关系晶向与晶面的关系100100(100)(110)110110(111)111111第39页，共52页，编辑于2022年，星期一六方晶系的晶面指数和晶向指数六方晶系的晶面指数和晶向指数

25、abdc1000100001 001(0001)(001)四轴定向四轴定向：晶面符号一般写为：晶面符号一般写为（hkilhkil），指数的排列顺序依），指数的排列顺序依次与次与a a轴、轴、b b轴、轴、d d轴、轴、c c轴相对轴相对应，其中应，其中a a、b b、d d三轴间夹角三轴间夹角为为120120o o，c c轴与它们垂直。轴与它们垂直。晶面指数和晶面族指数分别晶面指数和晶面族指数分别用（用（hkilhkil）和）和hkilhkil表示。表示。其中其中i=i=（h hk k）。）。晶向指数和晶向族指数分别用晶向指数和晶向族指数分别用uvtwuvtw和和uvtwuvtw来表示。来表示

26、。其中其中t=t=（u uv v）。）。六方晶系的晶面指数和晶向指数六方晶系的晶面指数和晶向指数第40页，共52页，编辑于2022年，星期一三、晶体分类三、晶体分类根据组成晶体质点间的作用力（键合）：根据组成晶体质点间的作用力（键合）：A A A A、离子晶体：由正负离子以离子键结、离子晶体：由正负离子以离子键结、离子晶体：由正负离子以离子键结、离子晶体：由正负离子以离子键结 合而成，如合而成，如NaClNaCl B B、原子晶体：由原子以共价键结合而、原子晶体：由原子以共价键结合而 成，如金刚石成，如金刚石成，如金刚石成，如金刚石 C C C C、金属晶体：由金属原子以金属键结、金属晶体：由

27、金属原子以金属键结、金属晶体：由金属原子以金属键结、金属晶体：由金属原子以金属键结 合在一起，如铜合在一起，如铜 D D D D、分子晶体：靠分子间力结合在一起、分子晶体：靠分子间力结合在一起、分子晶体：靠分子间力结合在一起、分子晶体：靠分子间力结合在一起 如干冰如干冰(CO(CO2 2 2 2)第41页，共52页，编辑于2022年，星期一不具有方向性不具有方向性：离子电荷分布为球形对称，各个方向离子电荷分布为球形对称，各个方向 均可与异电荷离子结合均可与异电荷离子结合不具有饱和性不具有饱和性：离子可以同时和几个异号离子结合离子可以同时和几个异号离子结合 1 1、离子键与离子晶体、离子键与离子

28、晶体离子键离子键：释放外层电子的正离子和接受电子的负离子之间的静电引力。在离子晶体中正负离子作相间排列，整个晶体呈现电中性，且不可在离子晶体中正负离子作相间排列，整个晶体呈现电中性，且不可能分出单个分子，可以把整个晶体看成是一个庞大的能分出单个分子，可以把整个晶体看成是一个庞大的“分子分子”。离子晶体是良好的离子晶体是良好的绝缘体绝缘体（如刚玉等）。离子晶体由于键能较高（约（如刚玉等）。离子晶体由于键能较高（约200 200 kcal/molkcal/mol），因此），因此熔点高熔点高、硬度大硬度大，但其弱点是，但其弱点是脆脆，在受力发生滑移，在受力发生滑移时，容易引起同号离子相斥而破碎。时，

29、容易引起同号离子相斥而破碎。第42页，共52页，编辑于2022年，星期一晶格能（点阵能）晶格能（点阵能）晶格能（点阵能）晶格能（点阵能）表征离子键的强弱表征离子键的强弱定义：定义：将将1mol离子晶体中各离子拆散至气态时所离子晶体中各离子拆散至气态时所需能量需能量 U晶，晶，kJ/mol U晶与离子晶体总势能数值相等，符号相反晶与离子晶体总势能数值相等，符号相反一对正负离子间势能一对正负离子间势能u吸引能排斥能吸引能排斥能B B常数常数常数常数波恩指数波恩指数波恩指数波恩指数第43页，共52页，编辑于2022年，星期一b)计算计算1mol的一般二元型（的一般二元型（AX）离子晶体离子晶体 总势

30、能总势能 u=N0u1A AX晶格能晶格能=其中：其中：A A称为马德隆常数（称为马德隆常数（Madlung constantMadlung constant），是一个仅与晶体结构有关的常），是一个仅与晶体结构有关的常数数 ，n n称为玻恩指数（称为玻恩指数（Born indexBorn index），其值大小与离子的电子层结构有关），其值大小与离子的电子层结构有关 ，B B是是比例常数比例常数第44页，共52页，编辑于2022年，星期一2 2、共价键和原子晶体、共价键和原子晶体 共价键共价键：原子间共有电子对的静电引力。方向性方向性：原子电子云必须沿电子云密度最大方向接近，原子电子云必须沿电

31、子云密度最大方向接近，发生最大重叠发生最大重叠 饱和性饱和性：原子只能提供一定数量电子与另外原子形原子只能提供一定数量电子与另外原子形成共用电子对成共用电子对成键电子束缚于原子之间，不能自由运动：成键电子束缚于原子之间，不能自由运动：低导电性低导电性，键能高：键能高：高硬度高硬度、较高熔点。由于共价键具有方向性由于共价键具有方向性和饱和性，因此通常达不到密堆积，其堆积效率很低：和饱和性，因此通常达不到密堆积，其堆积效率很低：密度较小密度较小 第45页，共52页，编辑于2022年，星期一金属键金属键：共有化的自由价电子与正离子之间的静电引有化的自由价电子与正离子之间的静电引力。力。金属原子或金属

32、离子靠自由电子金属原子或金属离子靠自由电子金属原子或金属离子靠自由电子金属原子或金属离子靠自由电子(非定域电子非定域电子非定域电子非定域电子)而而而而结合，其自由电子为整个金属晶体所共用结合，其自由电子为整个金属晶体所共用结合，其自由电子为整个金属晶体所共用结合，其自由电子为整个金属晶体所共用 金属键金属键金属键金属键无方向性无方向性无方向性无方向性。金属晶体：金属晶体：金属晶体：金属晶体：导电、导热；延展性。导电、导热；延展性。T T，自由电子运动受扰，自由电子运动受扰，电阻电阻电阻电阻：正电阻温度系数：正电阻温度系数：正电阻温度系数：正电阻温度系数3 3、金属键和金属晶体、金属键和金属晶体

33、第46页，共52页，编辑于2022年，星期一 中性原子或分子在与邻近原子或分子靠近时，其中性原子或分子在与邻近原子或分子靠近时，其正负电荷中心发生分离正负电荷中心发生分离(即产生即产生极化极化)（取向、诱取向、诱导、色散作用）导、色散作用）而获得微弱静电引力，为最弱的而获得微弱静电引力，为最弱的而获得微弱静电引力，为最弱的而获得微弱静电引力，为最弱的物理键，仅在低温时能够克服分子或原子热运动破物理键，仅在低温时能够克服分子或原子热运动破物理键，仅在低温时能够克服分子或原子热运动破物理键，仅在低温时能够克服分子或原子热运动破坏键合的作用。如：干冰坏键合的作用。如：干冰坏键合的作用。如：干冰坏键合

34、的作用。如：干冰(CO(CO(CO(CO2 2)等等等等 分子晶体在陶瓷材料中几乎没有，但范德华力在分子晶体在陶瓷材料中几乎没有，但范德华力在晶体粉末颗粒及层状晶体中普遍存在晶体粉末颗粒及层状晶体中普遍存在 4、范德瓦尔力与分子晶体范德瓦尔力与分子晶体第47页，共52页，编辑于2022年，星期一 氢氢 键键 极极极极性性性性分分分分子子子子含含含含有有有有与与与与高高高高电电电电负负负负性性性性原原原原子子子子(N(N(N(N、O O O O、F F F F等等等等)相相相相键键键键合合合合的的的的氢氢氢氢，高高高高电电电电负负负负性性性性原原原原子子子子对对对对键键键键合合合合电电电电子子子

35、子的的的的吸吸吸吸引引引引比比比比氢氢氢氢强强强强，负负负负电电电电荷荷荷荷中中中中心更靠近电负性原子，共价键具有极性心更靠近电负性原子，共价键具有极性心更靠近电负性原子，共价键具有极性心更靠近电负性原子，共价键具有极性 一个分子中的氢会与另一分子中电负性原子形成一个分子中的氢会与另一分子中电负性原子形成一个分子中的氢会与另一分子中电负性原子形成一个分子中的氢会与另一分子中电负性原子形成静电引力。氢键强于范德瓦尔键，弱于化学键。如冰静电引力。氢键强于范德瓦尔键，弱于化学键。如冰静电引力。氢键强于范德瓦尔键，弱于化学键。如冰静电引力。氢键强于范德瓦尔键，弱于化学键。如冰(H(H(H(H2 2 2

36、 2O)O)O)O)等等等等 第48页，共52页，编辑于2022年，星期一无机矿物的键合特征：无机矿物的键合特征：各种键合的并存混合键的存在是无机矿物键合各种键合的并存混合键的存在是无机矿物键合各种键合的并存混合键的存在是无机矿物键合各种键合的并存混合键的存在是无机矿物键合的显著特征之一的显著特征之一的显著特征之一的显著特征之一 纤维结构的纤维结构的顽火辉石顽火辉石(MgSi(MgSi2 2 2 2O O6 6)，链中为共价键，链中为共价键，链中为共价键，链中为共价键，而链间为离子键而链间为离子键而链间为离子键而链间为离子键层状结构的层状结构的滑石滑石(Mg(Mg3 3SiSiSiSi2 2

37、2 2O OO O5 5 5 5(OH)(OH)2 2 2 2)，层内为共价键，层内为共价键，层内为共价键，层内为共价键，层间为分子间力层间为分子间力层间为分子间力层间为分子间力层状结构的层状结构的云母云母云母云母(KAl(KAl(KAl(KAl2 2 2 2AlSiAlSi3 3O OO O1010(OH,F)(OH,F)(OH,F)(OH,F)，层内为共，层内为共，层内为共，层内为共价键，层间为离子键价键，层间为离子键价键，层间为离子键价键，层间为离子键第49页，共52页，编辑于2022年，星期一 实际晶体中的键合是以上键合的一种或实际晶体中的键合是以上键合的一种或某几种键合的组合某几种键

38、合的组合 分子间力分子间力金属键金属键离子键离子键共价键共价键第50页，共52页，编辑于2022年，星期一离子键、共价键的杂化离子键、共价键的杂化 陶瓷材料中没有纯离子键、共价键，是两种陶瓷材料中没有纯离子键、共价键，是两种状态的过渡状态的过渡 离离子子键键分分数数与与元元素素电电负负性差的关系性差的关系离子键%=1-exp-(xa-xb)2/4第51页，共52页，编辑于2022年，星期一电负性电负性X X是各元素的原子在构成价键时吸引电子的能是各元素的原子在构成价键时吸引电子的能力。力。表示形成负离子倾向大小的量度表示形成负离子倾向大小的量度。电负性小，。电负性小，易失去电子形成正离子；电负性大，则易获得电子易失去电子形成正离子；电负性大，则易获得电子形成负离子形成负离子 XX小的原子间结合，一般形成非极性共价键小的原子间结合，一般形成非极性共价键 X X大的原子间结合，一般形成极性共价键大的原子间结合，一般形成极性共价键 （兼（兼具离子键、共价键性质）或离子键具离子键、共价键性质）或离子键第52页，共52页，编辑于2022年，星期一