第3章材料科學(xué)基礎(chǔ)

1、第三章第三章 陶瓷的晶體結(jié)構(gòu)陶瓷的晶體結(jié)構(gòu)3.1 離子（陶瓷）晶體中正、負(fù)離子的堆積方式一、陶瓷材料主要是離子化合物（部分兼有共價(jià)鍵）。典型的離子化合物應(yīng)該是強(qiáng)正電性元素（如金屬）和強(qiáng)負(fù)電元素（如氧、硫、鹵素元素等）形成的化合物。二、正、負(fù)離子的堆積方式取決于以下兩個(gè)因素：1.正、負(fù)離子的電荷大小2.正、負(fù)離子的相對(duì)大小 配位數(shù)：一個(gè)正離子周?chē)淖钹徑呢?fù)離子數(shù)。 材料科學(xué)基礎(chǔ)材料科學(xué)基礎(chǔ)離子晶體中穩(wěn)定和不穩(wěn)定的配位圖形離子晶體中穩(wěn)定和不穩(wěn)定的配位圖形 穩(wěn)定穩(wěn)定 穩(wěn)定穩(wěn)定 不穩(wěn)定不穩(wěn)定材料科學(xué)基礎(chǔ)材料科學(xué)基礎(chǔ)材料科學(xué)基礎(chǔ)材料科學(xué)基礎(chǔ)要求: 無(wú)機(jī)材料典型的晶體結(jié)構(gòu)類(lèi)型 晶胞分析和描述晶系、基本格

2、子、等同點(diǎn)分析、正負(fù)離子配位數(shù)（CN）、晶胞分子數(shù)z、質(zhì)點(diǎn)坐標(biāo)、四面體和八面體空隙數(shù)量、位置及被占據(jù)情況 同晶型典型物質(zhì)及特性 熟記幾個(gè)典型晶體結(jié)構(gòu)圖 3.2 氧化物的晶體結(jié)構(gòu)氧化物的晶體結(jié)構(gòu)2.AB2型化合物結(jié)構(gòu)型化合物結(jié)構(gòu) 1) 螢石（CaF2）型結(jié)構(gòu) 2）金紅石（TiO2）型結(jié)構(gòu)3.ABO3型化合物結(jié)構(gòu)型化合物結(jié)構(gòu) 鈣鈦礦型（CaTiO3）結(jié)構(gòu)4.AB2O4型結(jié)構(gòu)型結(jié)構(gòu) 尖晶石結(jié)構(gòu) 反型尖晶石結(jié)構(gòu) 1.AB型化合物結(jié)構(gòu)型化合物結(jié)構(gòu)1）NaCl型結(jié)構(gòu)型結(jié)構(gòu)2）CsCl型結(jié)構(gòu)型結(jié)構(gòu)3）閃鋅礦（立方）閃鋅礦（立方ZnS）型結(jié)構(gòu)）型結(jié)構(gòu)4）纖鋅礦（六方）纖鋅礦（六方ZnS ）型結(jié)構(gòu)）型結(jié)構(gòu)材料科

3、學(xué)基礎(chǔ)材料科學(xué)基礎(chǔ)礦物名稱(chēng)：石鹽。礦物名稱(chēng)：石鹽。材料科學(xué)基礎(chǔ)材料科學(xué)基礎(chǔ)材料科學(xué)基礎(chǔ)材料科學(xué)基礎(chǔ)圖3-1 NaCl 晶體結(jié)構(gòu) ClNa - Na+ 離子位于面心格子的結(jié)點(diǎn)位置上，離子位于面心格子的結(jié)點(diǎn)位置上， CI離子也離子也 位于另一套這樣的格子上，后一個(gè)格子與前一個(gè)格位于另一套這樣的格子上，后一個(gè)格子與前一個(gè)格 子相距子相距1/2晶棱的位移。晶棱的位移。 結(jié)構(gòu)描述：結(jié)構(gòu)描述：（1）立方晶系，）立方晶系，a0.563nm，Z4（2）Na+ CI離子鍵，離子鍵，NaCI為離子晶體為離子晶體.（3）CN+ CN- 6（4）- CI離子按立方最緊密堆積方式堆積，離子按立方最緊密堆積方式堆積， N

4、a+離子充離子充 填于全部八面體空隙。填于全部八面體空隙。 - Na+ 離子的配位數(shù)是離子的配位數(shù)是6 ，構(gòu)成，構(gòu)成Na-CI八面體。八面體。NaCI 結(jié)構(gòu)是由結(jié)構(gòu)是由Na-CI八面體以共棱的方式相連而成八面體以共棱的方式相連而成材料科學(xué)基礎(chǔ)材料科學(xué)基礎(chǔ)n立方晶系立方晶系Pm3mPm3m空間群空間群，a a0 00.411nm0.411nm，Z Z1 1，立方原始格，立方原始格子，子，ClCl- -處于立方原始格子的八個(gè)角頂上，處于立方原始格子的八個(gè)角頂上，CsCs位于立方體位于立方體中心（立方體空隙），中心（立方體空隙）， ClCl- -和和CsCs+ +的的CNCN均為均為8 8。n離子坐

5、標(biāo)：離子坐標(biāo)：CsCs+ + ； ClCl- -0 0 00 0 0n屬于屬于CsClCsCl型結(jié)構(gòu)的晶體：型結(jié)構(gòu)的晶體：CsBrCsBr、CsICsI、NHNH4 4ClCl等等材料科學(xué)基礎(chǔ)材料科學(xué)基礎(chǔ)化學(xué)式：化學(xué)式： CaF2 材料科學(xué)基礎(chǔ)材料科學(xué)基礎(chǔ)晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)：立方晶系，立方晶系，a0.545nm，Z4材料科學(xué)基礎(chǔ)材料科學(xué)基礎(chǔ)空間格子：空間格子： Ca2位于立方面心的結(jié)點(diǎn)位置，位于立方面心的結(jié)點(diǎn)位置，F(xiàn)位于立方體位于立方體 內(nèi)八個(gè)小立方體的中心，即內(nèi)八個(gè)小立方體的中心，即Ca2按立方緊密堆積按立方緊密堆積 的方式排列，的方式排列， F充填于全部四面體空隙中。充填于全部四面體空隙中。

6、配位數(shù)：配位數(shù)： CN8；CN4多面體：多面體： 簡(jiǎn)單立方體簡(jiǎn)單立方體連接形式連接形式： CaF8之間以共棱形式連接之間以共棱形式連接晶胞組成晶胞組成： Ca2 81/861/24； F 448性質(zhì)：性質(zhì)： 八面體空隙全部空著八面體空隙全部空著空洞空洞負(fù)離子擴(kuò)散負(fù)離子擴(kuò)散屬于螢石結(jié)構(gòu)的晶體有：屬于螢石結(jié)構(gòu)的晶體有：BaF2；PbF2；CeO2；ThO2；UO2；低溫；低溫ZrO2（扭曲、變形）（扭曲、變形）材料科學(xué)基礎(chǔ)材料科學(xué)基礎(chǔ)晶體結(jié)構(gòu)：晶體結(jié)構(gòu)：其結(jié)構(gòu)與螢石完全相同，只是陰陽(yáng)離子的位置完其結(jié)構(gòu)與螢石完全相同，只是陰陽(yáng)離子的位置完 全互換，全互換， 即陽(yáng)離子占據(jù)的是即陽(yáng)離子占據(jù)的是F的位置，

7、陰離子占的位置，陰離子占 據(jù)的是據(jù)的是Ca2 的位置的位置配位數(shù)：配位數(shù)： CN4；CN8晶胞組成晶胞組成：陰離子陰離子 81/861/24 陽(yáng)離子陽(yáng)離子 448屬于反螢石結(jié)構(gòu)的晶體有屬于反螢石結(jié)構(gòu)的晶體有： Li2O；Na2O；K2O等等 材料科學(xué)基礎(chǔ)材料科學(xué)基礎(chǔ)化化 學(xué)學(xué) 式：式：ZnS材料科學(xué)基礎(chǔ)材料科學(xué)基礎(chǔ)晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)：立方晶系，立方晶系，a0.540nm；Z4空間格子：空間格子：立方面心格子，立方面心格子，S2離子呈立方最緊密堆積，位于離子呈立方最緊密堆積，位于 立方面心的立方面心的 結(jié)點(diǎn)位置，結(jié)點(diǎn)位置，Zn2離子交錯(cuò)地分布于離子交錯(cuò)地分布于1/8 小立方體的中心，即小立方體的中

8、心，即1/2 的四面體空隙中。的四面體空隙中。 結(jié)構(gòu)投影圖結(jié)構(gòu)投影圖：（俯視圖）用標(biāo)高來(lái)表示，（俯視圖）用標(biāo)高來(lái)表示，0底面；底面；25 1/4；501/2；75 3/4。（。（0100；25 125；50150是等效的）是等效的）配位數(shù)：配位數(shù)： CNCN4；極性共價(jià)鍵，配位型共價(jià)；極性共價(jià)鍵，配位型共價(jià) 晶體。晶體。配位多面體：配位多面體： ZnS4四面體，在空間以共頂方式相連接四面體，在空間以共頂方式相連接屬于屬于閃鋅礦閃鋅礦型結(jié)構(gòu)晶體有：型結(jié)構(gòu)晶體有： SiC；GaAs；AlP；InSb等。等。材料科學(xué)基礎(chǔ)材料科學(xué)基礎(chǔ)化學(xué)式：化學(xué)式： ZnS晶體結(jié)構(gòu)：晶體結(jié)構(gòu)： 六方晶系；六方晶系；

9、a0.382nm；c0.625nm；Z2材料科學(xué)基礎(chǔ)材料科學(xué)基礎(chǔ) 質(zhì)點(diǎn)坐標(biāo)：質(zhì)點(diǎn)坐標(biāo)： S2： 000；2/3 1/3 1/2 Zn2：00u ； 2/3 1/3 （u1/2）空間格子：空間格子： S2按六方緊密堆積排按六方緊密堆積排列列 Zn2充填于充填于1/2的四面的四面 體體 空隙，形成六方格子?？障?，形成六方格子。配位數(shù)：配位數(shù)： CNCN4多面體多面體： ZnS4四面體共頂連接四面體共頂連接鍵型：鍵型： Zn、S為極性共價(jià)鍵為極性共價(jià)鍵屬纖鋅礦型結(jié)構(gòu)的晶體有：屬纖鋅礦型結(jié)構(gòu)的晶體有： BeO；ZnO；AlN等。等。材料科學(xué)基礎(chǔ)材料科學(xué)基礎(chǔ)化學(xué)式：化學(xué)式： TiO2晶體結(jié)構(gòu)：晶體結(jié)構(gòu)：

10、 四方晶系，四方晶系，a0.459nm；c0.296nm；Z2材料科學(xué)基礎(chǔ)材料科學(xué)基礎(chǔ)格子類(lèi)型：格子類(lèi)型：四方原始格子。四方原始格子。Ti4位于結(jié)點(diǎn)位置，體心的屬另一位于結(jié)點(diǎn)位置，體心的屬另一 套格子。套格子。O2處在一些特殊位置上，處在一些特殊位置上，質(zhì)點(diǎn)坐標(biāo)：質(zhì)點(diǎn)坐標(biāo)：Ti4 ：000；1/2 1/2 1/2； O2 : uu0; (1-u)(1-u)0; (1/2+u)(1/2-u)1/2; (1/2-u)(1/2+u)1/2 材料科學(xué)基礎(chǔ)材料科學(xué)基礎(chǔ)晶體結(jié)構(gòu)：晶體結(jié)構(gòu)：O2可看成是變形可看成是變形 六方密堆積，六方密堆積，Ti4 離子填充離子填充1/2的八面的八面 體空隙體空隙配位數(shù)：

11、配位數(shù)： CN6；CN3多面體：多面體： TiO6八面體八面體連接方式：連接方式：TiO八面體以共八面體以共 棱方式連接成鏈，棱方式連接成鏈， 鏈與鏈之間以共頂鏈與鏈之間以共頂 方式相連方式相連。與金紅石結(jié)構(gòu)相同的晶體有：與金紅石結(jié)構(gòu)相同的晶體有： SnO2；PbO2； MnO2；MoO2； WO2；MnF2； MgF2；VO2材料科學(xué)基礎(chǔ)材料科學(xué)基礎(chǔ) 化學(xué)式：化學(xué)式： 通式通式AB2O3 ；MgAl2O4材料科學(xué)基礎(chǔ)材料科學(xué)基礎(chǔ)晶體結(jié)構(gòu)：晶體結(jié)構(gòu)： 立方晶系，立方晶系，a0.808nm，Z8空間格子：空間格子： O2-是按立方密堆積的形式排列。二價(jià)離子是按立方密堆積的形式排列。二價(jià)離子A充充

12、 填填1/8 四面體空隙，三價(jià)離子四面體空隙，三價(jià)離子B充填于充填于1/2八面八面 體空隙（正尖晶石結(jié)構(gòu)）。體空隙（正尖晶石結(jié)構(gòu)）。多面體多面體： MgO4、AlO6八面體之間是共棱相連，八面體之間是共棱相連， 八面體與四面體之間是共頂相連。八面體與四面體之間是共頂相連。材料科學(xué)基礎(chǔ)材料科學(xué)基礎(chǔ) 反尖晶石結(jié)構(gòu)：反尖晶石結(jié)構(gòu)： 結(jié)構(gòu)中二價(jià)陽(yáng)離子與三價(jià)陽(yáng)離子充填的空隙結(jié)構(gòu)中二價(jià)陽(yáng)離子與三價(jià)陽(yáng)離子充填的空隙 類(lèi)型相反，即形成了反尖晶石結(jié)構(gòu)?？捎镁ь?lèi)型相反，即形成了反尖晶石結(jié)構(gòu)?？捎镁?體場(chǎng)理論來(lái)解釋。體場(chǎng)理論來(lái)解釋。材料科學(xué)基礎(chǔ)材料科學(xué)基礎(chǔ)決定結(jié)構(gòu)的因素：決定結(jié)構(gòu)的因素：正型與反型由陽(yáng)離子的八面體的

13、擇位能來(lái)正型與反型由陽(yáng)離子的八面體的擇位能來(lái) 決定。決定。用途：用途： 廣泛應(yīng)用的是鐵氧體磁性材料，同時(shí)在陶廣泛應(yīng)用的是鐵氧體磁性材料，同時(shí)在陶 瓷顏料中也常用到。瓷顏料中也常用到。海碧海碧： CoAl2O4 合成溫度：合成溫度：1200 孔雀藍(lán)孔雀藍(lán)： （Co、Zn）0（Cr、Al）2O3 合成溫度：合成溫度：1300 鉻鋁桃紅鉻鋁桃紅： ZnO、（、（Al、Cr）2O3 合成溫度：合成溫度：1200 材料科學(xué)基礎(chǔ)材料科學(xué)基礎(chǔ)材料科學(xué)基礎(chǔ)材料科學(xué)基礎(chǔ)鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的通式為鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的通式為ABO3 ,以以CaTiO3為例討論其結(jié)構(gòu)為例討論其結(jié)構(gòu): Ca2+O2-Ti 4+ 材料科學(xué)基礎(chǔ)材料科學(xué)基

14、礎(chǔ)可以看出可以看出: Ca的的CN=12 Ti的的CN=6 O的的CN=2+4=6材料科學(xué)基礎(chǔ)材料科學(xué)基礎(chǔ)（1） 鈣鈦礦在高溫時(shí)屬立方晶系，鈣鈦礦在高溫時(shí)屬立方晶系，在降溫時(shí)，通過(guò)某個(gè)特定在降溫時(shí)，通過(guò)某個(gè)特定溫度后將產(chǎn)生結(jié)構(gòu)的畸變使立方晶格的對(duì)稱(chēng)性下降溫度后將產(chǎn)生結(jié)構(gòu)的畸變使立方晶格的對(duì)稱(chēng)性下降.（2 ） CaTiO3為離子晶體為離子晶體（3） Ca的的CN=12 Ti的的CN=6 O的的CN=2+4=6（4） CaTiO3的結(jié)構(gòu)可看成有和半徑較大的離子共同組成立方的結(jié)構(gòu)可看成有和半徑較大的離子共同組成立方緊密堆積，離子充填于緊密堆積，離子充填于1/4的八面體空隙中。的八面體空隙中。其其Z=

15、4（5） 結(jié)點(diǎn)坐標(biāo)為：結(jié)點(diǎn)坐標(biāo)為： Ca2+ 000 ， 001 ，010 ， 100 ，110 ，011 ，101 ， 111 O2- 0 1/2 1/2 ， 1/2 0 1/2 ， 1/2 1/2 0 ，1 1/2 1/2 ，1/2 1 1/2 ，1/2 1/2 1 Ti 4+ 1/2 1/2 1/2（6） 立方面心格子立方面心格子材料科學(xué)基礎(chǔ)材料科學(xué)基礎(chǔ)n化學(xué)式化學(xué)式C C；晶體結(jié)構(gòu)為；晶體結(jié)構(gòu)為立方晶系立方晶系Fd3mFd3m，立方面心格子，立方面心格子，a a0 00.356nm0.356nm；碳原子位于立方面心的所有結(jié)點(diǎn)位置和交替；碳原子位于立方面心的所有結(jié)點(diǎn)位置和交替分布在立方體

16、內(nèi)四個(gè)小立方體中心；每個(gè)晶胞中原子數(shù)分布在立方體內(nèi)四個(gè)小立方體中心；每個(gè)晶胞中原子數(shù)Z Z8 8，每個(gè)碳原子周?chē)加?，每個(gè)碳原子周?chē)加? 4個(gè)碳，之間形成個(gè)碳，之間形成共價(jià)鍵共價(jià)鍵。n與其結(jié)構(gòu)相同的有與其結(jié)構(gòu)相同的有硅、鍺、灰錫、合成立方氮化硼等硅、鍺、灰錫、合成立方氮化硼等n性質(zhì)：性質(zhì)： 硬度最大、具半導(dǎo)體性能、極好的導(dǎo)熱性硬度最大、具半導(dǎo)體性能、極好的導(dǎo)熱性n石墨（石墨（C），六方晶系，），六方晶系，P63mmc，a0=0.146nm，c0=0.670nm，每個(gè)晶胞中原子數(shù)，每個(gè)晶胞中原子數(shù)Z=4 。n結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為碳原子呈層狀碳原子呈層狀排列排列。層內(nèi)碳原子呈六方。層內(nèi)碳原子呈六

17、方環(huán)狀排列，每個(gè)碳原子與環(huán)狀排列，每個(gè)碳原子與三個(gè)相鄰碳原子之間的距三個(gè)相鄰碳原子之間的距離均為離均為0.142nm0.142nm；層間距離；層間距離為為0.335nm0.335nm。層內(nèi)為共價(jià)鍵，層內(nèi)為共價(jià)鍵，層間為分子鍵相連層間為分子鍵相連。n性質(zhì)：性質(zhì)：碳原子有一個(gè)電子可以在層內(nèi)移動(dòng)，類(lèi)碳原子有一個(gè)電子可以在層內(nèi)移動(dòng)，類(lèi)似于金屬中的自由電子，平行層的方向具似于金屬中的自由電子，平行層的方向具良好導(dǎo)良好導(dǎo)電性電性；硬度低硬度低，易加工；，易加工；熔點(diǎn)高熔點(diǎn)高；有潤(rùn)滑感有潤(rùn)滑感。n石墨與金剛石的石墨與金剛石的化學(xué)組成相同，結(jié)構(gòu)不同化學(xué)組成相同，結(jié)構(gòu)不同，這，這種現(xiàn)象稱(chēng)為種現(xiàn)象稱(chēng)為同質(zhì)多晶現(xiàn)象

18、同質(zhì)多晶現(xiàn)象，石墨和金剛石是碳的，石墨和金剛石是碳的兩種兩種同質(zhì)多象變體同質(zhì)多象變體。n人工合成的人工合成的六方氮化六方氮化硼硼與石墨結(jié)構(gòu)相同。與石墨結(jié)構(gòu)相同。(1)(1)發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)：19851985年，科學(xué)家用激光束照射年，科學(xué)家用激光束照射石墨得灰色氣體，用有機(jī)溶劑萃取得石墨得灰色氣體，用有機(jī)溶劑萃取得n n200200的大量簇分子，含的大量簇分子，含6060個(gè)碳的分子比較個(gè)碳的分子比較多。多。(2)(2)合成合成：將幾十伏的電流電壓加在兩根將幾十伏的電流電壓加在兩根碳棒上，當(dāng)兩根碳棒距離很小時(shí)，就會(huì)碳棒上，當(dāng)兩根碳棒距離很小時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生電弧放電導(dǎo)致短路，產(chǎn)生的碳煙中產(chǎn)生電弧放電導(dǎo)致短路，產(chǎn)

19、生的碳煙中含有大量的含有大量的C C6060, ,再用有機(jī)溶劑萃取碳煙。再用有機(jī)溶劑萃取碳煙。材料科學(xué)基礎(chǔ)材料科學(xué)基礎(chǔ)足球烯足球烯(3)(3)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：籠狀分子，固態(tài)時(shí)是分籠狀分子，固態(tài)時(shí)是分子晶體，每個(gè)碳原子只跟相鄰的子晶體，每個(gè)碳原子只跟相鄰的三個(gè)碳原子形成共價(jià)鍵，三個(gè)碳原子形成共價(jià)鍵，6060個(gè)碳個(gè)碳原子構(gòu)成球形，共原子構(gòu)成球形，共3232面體，包括面體，包括1212個(gè)五邊形，個(gè)五邊形，2020個(gè)六邊形。個(gè)六邊形。材料科學(xué)基礎(chǔ)材料科學(xué)基礎(chǔ)(4)(4)性質(zhì)性質(zhì)：C C6060 摻雜鉀、銣等有超導(dǎo)性，超導(dǎo)起始摻雜鉀、銣等有超導(dǎo)性，超導(dǎo)起始溫度達(dá)到溫度達(dá)到 18 K18 K。北大和科學(xué)院合作制

20、得。北大和科學(xué)院合作制得 RbRb3 3C C6060，超導(dǎo)起始溫度高達(dá)超導(dǎo)起始溫度高達(dá) 28 K28 K，領(lǐng)先于世界先進(jìn)水平。，領(lǐng)先于世界先進(jìn)水平。(5)(5)成果成果：最大的足球烯單晶的直徑僅為最大的足球烯單晶的直徑僅為 6mm6mm，浙江大學(xué)的科學(xué)家制取直徑為浙江大學(xué)的科學(xué)家制取直徑為1.31.3 的高品質(zhì)單的高品質(zhì)單晶，走在世界前列。晶，走在世界前列。 19961996年的諾貝爾授予羅伯特、克羅特和斯莫年的諾貝爾授予羅伯特、克羅特和斯莫利等三位科學(xué)家，表彰他們有關(guān)富勒烯的發(fā)現(xiàn)、利等三位科學(xué)家，表彰他們有關(guān)富勒烯的發(fā)現(xiàn)、制備和性質(zhì)研究。制備和性質(zhì)研究。材料科學(xué)基礎(chǔ)材料科學(xué)基礎(chǔ)(1)(1)

21、、發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)：知道了知道了 C C60 60 的制備以后，的制備以后，人們的注意力全部集中在觀察碳灰上，人們的注意力全部集中在觀察碳灰上，而日本科學(xué)家飯島澄男卻仔細(xì)觀察了而日本科學(xué)家飯島澄男卻仔細(xì)觀察了放電后在陽(yáng)極上產(chǎn)生的沉淀物，是他放電后在陽(yáng)極上產(chǎn)生的沉淀物，是他意外發(fā)現(xiàn)了鈉米碳管。意外發(fā)現(xiàn)了鈉米碳管。材料科學(xué)基礎(chǔ)材料科學(xué)基礎(chǔ)鈉米碳管鈉米碳管(2)、什么是鈉米碳管？、什么是鈉米碳管？ 石墨有層狀結(jié)構(gòu)，可以看作是由原子紙石墨有層狀結(jié)構(gòu)，可以看作是由原子紙一層一層堆疊而成。若將一層或幾層這樣一層一層堆疊而成。若將一層或幾層這樣的原子紙卷成圓筒形狀，就是鈉米碳管。的原子紙卷成圓筒形狀，就是鈉米碳管。

22、中科院解思深教授制得中科院解思深教授制得 0.5nm 碳管，麻省碳管，麻省理工學(xué)院秦祿昌博士制得最小的鈉米碳管理工學(xué)院秦祿昌博士制得最小的鈉米碳管0.4nm。乘座乘座電梯電梯上太空上太空(3)(3)、應(yīng)用前景廣泛、應(yīng)用前景廣泛材料科學(xué)基礎(chǔ)材料科學(xué)基礎(chǔ)3.3 硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)一、硅酸鹽的應(yīng)用硅酸鹽的應(yīng)用材料科學(xué)基礎(chǔ)材料科學(xué)基礎(chǔ) 硅酸根（SiO44-)四面體：Si-O鍵的性質(zhì)，共價(jià)鍵和離子鍵大約各占一半。O-O-O-O-Si二、硅酸鹽的基本結(jié)構(gòu)單元硅酸鹽的基本結(jié)構(gòu)單元材料科學(xué)基礎(chǔ)材料科學(xué)基礎(chǔ)硅酸根（硅酸根（SiO44-)四面體四面體硅酸根（硅酸根（Si2O6-)雙四面體雙四面體材料

23、科學(xué)基礎(chǔ)材料科學(xué)基礎(chǔ)3.3 硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)三、島狀結(jié)構(gòu)單元：硅酸根（硅酸根（SiOSiO4 44-4-) )四面體四面體通過(guò)與其他正離子連接在一起，就形成了島狀通過(guò)與其他正離子連接在一起，就形成了島狀或孤立狀的硅酸鹽結(jié)構(gòu)，又稱(chēng)原硅酸鹽。橄欖或孤立狀的硅酸鹽結(jié)構(gòu)，又稱(chēng)原硅酸鹽。橄欖石族的一系列化合物屬于此類(lèi)。石族的一系列化合物屬于此類(lèi)。MgMg2 2SiOSiO4 4鎂橄鎂橄欖石就是其中之一。欖石就是其中之一。四、雙四面體結(jié)構(gòu)單元：硅酸根（硅酸根（SiOSiO4 44-4-) )四四面體通過(guò)共用一個(gè)或更多的面體通過(guò)共用一個(gè)或更多的O O2-2-離子連接在一離子連接在一起時(shí)，可能的聯(lián)結(jié)方式很多，最簡(jiǎn)單的就是兩起時(shí)，可能的聯(lián)結(jié)方式很多，最簡(jiǎn)單的就是兩個(gè)四面體共用一個(gè)頂角。黃長(zhǎng)石就是一個(gè)例子。個(gè)四面體共用一個(gè)頂角。黃長(zhǎng)石就是一個(gè)例子。材料科學(xué)基礎(chǔ)材料科學(xué)基礎(chǔ)3.3 硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)五、環(huán)狀結(jié)構(gòu)單元：當(dāng)當(dāng)硅酸根（硅酸根（SiOSiO4 44-4-) )四面體有四面體有兩個(gè)頂角的氧離子為相鄰的兩個(gè)硅酸根四面體共兩個(gè)頂角的氧離子為相鄰的兩個(gè)硅酸根四面體共有時(shí)，就會(huì)形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)單元。有時(shí)，就會(huì)形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)單元。六、鏈狀結(jié)構(gòu)單元：如果環(huán)狀結(jié)構(gòu)單元包含無(wú)窮多六、鏈狀結(jié)構(gòu)單元：如果環(huán)狀結(jié)構(gòu)單元包含無(wú)窮多四面體時(shí)，就彼岸成無(wú)限伸長(zhǎng)的鏈狀結(jié)構(gòu)單元。四