无机材料科学基础-24常见硅酸盐的晶体结构
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硅酸盐晶体的结构特点
硅酸盐晶体是由硅、氧和金属元素构成的化合物,其结构特点包括:
1. 硅氧四面体:硅酸盐的基本结构单元是硅氧四面体,其中硅原子居中心,与四个氧原子形成化学键,而氧原子位于顶角。
2. 晶体结构:硅酸盐晶体多数具有金属阳离子与硅、氧离子结合的空间结构,形成了规则的晶体结构。
不同的阳离子会诱导不同的晶体结构,产生特定的光学和电学性能。
3. 多种硅氧比:在硅酸盐中,硅与氧的原子个数比(硅氧比)可以变化很大,这导致晶体结构的变化,从而影响其物理化学性质。
4. 复杂的连接方式:硅酸盐晶体中,硅氧四面体可以通过顶角共享的方式连接成复杂的网络。
不同连接方式会形成不同的晶体结构,进一步影响其物理化学性质。
5. 离子性:硅酸盐晶体的离子性较强,这与其结构中存在的离子键有关。
目的要求:1.了解固体中各类结合键的特性,明确键性与晶体结构的关系及其对固体性质的影响。
2.掌握最紧密堆积原理(等径球体)和两种堆积方式(六方、立方)及其晶胞特点。
3.掌握晶胞、离子半径、配位数、配位多面体、离子极化等概念。
4.能理解当正离子极化力不强,负离子的极化性不大时,负离子多面体的形状主要由正离子半径和负离子半径之比来决定。
5.能理解CsCl、NaCl、立方ZnS、CaF2、CaCO3的晶体结构。
6.理解鲍林规则的内容,并能分析不复杂的离子化合物晶体结构符合鲍林规则各条规则。
7.明确硅酸盐矿物的分类依据及各类结构(岛状、组群状、链状、层状、架状)的特征,清楚几种典型矿物(镁橄榄石、高岭石、蒙脱石、石英)结构特点及对性质的影响。
重点:最紧密堆积原理、晶胞、离子半径、配位数、配位多面体、离子极化、鲍林规则典型离子晶体、硅酸盐晶体的结构难点:典型离子晶体结构、硅酸盐晶体的结构的特点1.晶体:如立方体岩盐,菱面体天然菱镁矿(单晶:晶体慢慢冷却形成)非晶体:玻璃、松香、沥青等(无定形)(玻璃:SiO2原料熔化,急冷形成)有的物质如石英SiO2,可成为晶体亦可成为非晶体性质与结构紧密相关,如何区分晶体与非晶体?①各向异性晶体对光、电、磁、热以及抵抗机械和化学作用在各个方向上是不一样的。
晶体的各向异性是区别于物质其它状态最本质性质。
②固定熔点晶体在熔化时必须吸收一定的熔融热才能转变为液态(同样在凝固时放出同样大小的结晶热),随时间的延长,温度升高,当晶体开始熔解,温度停止上升,此时所加的热量,用于破坏晶体的格子构造,直到晶体完全熔解,温度才开始继续升高③稳定性晶体能长期保持其固有状态而不转变成其它状态。
这是晶体具有最低内能决定的,内能小,晶体内的质点规律排列,这是质点间的引力斥力达到平衡,结果内能最小,质点在平衡位置振动,没有外加能量,晶体格子构造不破坏,就不能自发转变为其它状态,处于最稳定状态,而非晶体就不稳定,如玻璃有自发析晶(失透)倾向。
硅酸盐晶体结构的基本特点嘿,大家好啊!今天咱来聊聊这个听起来有点高大上的“硅酸盐晶体结构的基本特点”。
你们想想哈,这硅酸盐晶体结构啊,就像是一个超级有组织、有纪律的大家庭。
每个成员都有自己特定的位置和作用呢!这些小家伙们排列得那叫一个整齐有序,就跟阅兵式上的士兵似的。
先说说它的一个特点——四面体结构。
哎呀呀,这就像是搭积木一样,硅原子和氧原子凑在一起,就组成了一个个四面体形状。
这四面体啊,稳定又可靠,就像家里的顶梁柱一样。
还有哦,它们还喜欢玩“抱团”游戏呢!这些四面体可以通过共用顶点呀、边呀啥的连接起来,组成各种复杂又奇妙的结构。
就好比大家手牵手,形成了一个团结友爱的大集体。
这硅酸盐晶体结构还有个特点,就是它的多样性。
哇,那真的是让人眼花缭乱呀!就像一个大杂烩,什么样的结构都有。
有的像钻石一样闪亮,有的像棉花糖一样柔软,真是无奇不有。
而且啊,它们还特别“固执”呢!一旦形成了某种结构,就不太容易改变。
就像有些人的脾气,一旦拗起来,九头牛都拉不回来。
不过这也说明它们很稳定嘛,可靠着呢!我跟你们说,了解了这些硅酸盐晶体结构的特点,就感觉像是打开了一个新世界的大门。
以前看到那些奇奇怪怪的矿物质,都不知道从哪儿下手去理解它们。
现在好了,知道了它们的结构特点,就好像找到了一把钥匙,能解开这些矿物质的秘密。
咱在生活中不也经常会遇到各种结构嘛,想想那些高楼大厦,不也是由各种材料按照一定的结构搭建起来的嘛。
所以说啊,这硅酸盐晶体结构的基本特点,不仅仅是在科学领域有用,在咱日常生活里也能找到影子呢!总之,这硅酸盐晶体结构的特点啊,真是有趣又神奇。
让我这个好奇宝宝越研究越觉得有意思呢!你们觉得呢?是不是也对这个神秘的领域充满了好奇呀!。