固体化学导论-1

3.091-固态化学导论讲义 2化学键* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *课外阅读参考书目：1．Pauling,L.,General Chemistry,W.H.Freeman and Co., San Francisco, 1970, Chapter 6.2．Gray H.B., Chemical Bonds, Benjamin, 1973.3．West, A.R.., Solid State Chemistry, J.Wiley, 1984.4．Borg, R.J. and G.J.Dienes, Physical Chemistry of Solids, Acdemic Press, 1992. 5．Parker,S.B., Editor,Physical Chemistry Source Book, McGraw-Hill，1987.* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 如第一章介绍，元素的电子结构只适用于独立的原子—这些原子相隔一定距离，在该距离内原子间的电子轨道无相互作用（无穷远处）。

该条件对于凝聚相（如：固相和液相）永远得不到满足，这种情况只会出现在高真空下原子相隔很远的距离，无相互作用的情况下。

在正常情况下，尤其在前述的凝聚相中，原子间隔了一定距离，从本质上来看，该距离由各自所填充的最外层电子轨道决定。

当两个或两个以上原子的外电子壳层相互靠近时（部分发生重叠），便存在相互作用势。

当电子重组能够降低体系能量时，自发反应（包括电子轨道的重组和/或电子从一个原子向另一个原子的转移）将会发生。

这意味着相互作用的驱动力和电子结构的重排在大多数（但不是所有）情况下通过向环境释放热（一种能量）表现出来。

兰州大学2010年硕士研究生招生参考书目
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可编辑修改精选全文完整版《固体化学》课程教学大纲课程名称：固体化学课程类别：专业选修课适用专业：化学考核方式：考查总学时、学分：32 学时 2 学分其中实验学时：0 学时一、课程教学目的固体化学(Solid-state Chemistry)是研究固体物质的制备、组成、结构和性质的化学分支学科。

主要针对化学专业的本科生开设。

通过对这门课程的学习，对无机材料的制备、结构确定、性能测试及其应用有一个较全面的认识，使学生能够了解固体材料的合成、结构、性质及其应用的基本原理，掌握相应的基础知识和基本技能，为今后从事化学与材料科学领域的研究工作打下必要的理论基础。

二、课程教学要求通过本课程的课堂教学，要求学生掌握晶体的坐标空间点阵结构与倒易空间点阵的变换关系；固体能带理论；固体缺陷分类以及价键类型和点缺陷之间的关系；固溶体各种反应方法的反应机理；固体的鉴定表征技术；熟悉了解一些低维固体材料的特点与应用，并对材料的磁学性能获得很好的认识。

最终通过本课程的学习，可以运用晶体结构、能带理论和点缺陷对固体材料的物理化学性质进行专业的理论分析，加深对固体材料的性质理解，为今后从事化学与材料领域的科学研究奠定理论基础。

三、先修课程《无机化学》、《分析化学》、《物理化学》、《结构化学》和《晶体化学》四、课程教学重、难点晶体的坐标空间点阵结构与倒易空间点阵的变换关系；固体能带理论；点缺陷的局域能级，价键类型与点缺陷的关系；各种反应方法的反应机理；固体鉴定表征技术的基本原理；熟悉了解目前不同二维材料的特征及其应用。

最终可以利用固体化学所学的基本理论和原理对固体材料的性质进行分析研究。

五、课程教学方法与教学手段本课程采用启发式教学，突出重点，讲透原理，理论联系实际，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力。

在教学中采用板书、电子教案及多媒体教学等相结合的教学手段，以确保全面、高质量地完成课程教学任务。

六、课程教学内容第一章结晶学基础（6学时）1. 教学内容（1）通过晶体与非晶体以及分子型物质在宏观性质和微观结构上的区别介绍晶体的基本性质；（2）重点介绍晶体结构的几何理论、倒易点阵理论、约化胞理论，介绍几种典型的晶体结构；（3）讲解晶体结构的对称性、晶体坐标空间点阵与倒易点阵的变换关系等知识。

96第6章 固体的磁性和磁性材料§6.1 固体的磁性质及磁学基本概念6.1.1 固体的磁性质某些无机固体并不像其他所有物质那样表现出抗磁性（Diamaganetism ）,而是呈现出磁效应。

这些无机固体往往是以存在不成对电子为特征的，这些不成对电子又常常是处在金属阳离子中。

因此，磁行为主要限制在过渡金属和镧系金属元素的化合物上。

它们中许多金属原子具有不成对的d 和f 电子，就可能具有某些磁效应。

我们知道，电子有自旋，形成自旋磁矩。

在不同的原子中，不成对电子可以随机取向，此时材料就是顺磁的（Paramagnetic ）；如果不成对的电子平行地排成一列，材料就有净的磁矩，这是材料是铁磁性的（iferromagnetic ）；相反，不成对电子反平行排列，总磁矩为零，材料就呈现反铁磁性为（Antiferromagnetic ）；如果自旋子虽是反平行排列，但两种取向的数量不同，会产生净的磁矩，材料就具有亚铁磁性（Ferrimagnetic ）。

图6.1就说明这些情形。

(b)(d)(c)图6.1 成单电子自旋取向和材料的磁性a 抗磁性b 铁磁性c 反铁磁性d 亚铁磁性磁性材料广泛地应用在电器、电声、磁记录和信息存储各方面，可以说，现代社会离不开磁性材料。

6.1.2 磁学基本概念1．物质在磁场中的行为97首先，我们讨论不同材料在磁场中的行为。

如果磁场强度为H ，样品单位体积的磁矩为I ，那么样品的磁力线密度，即所谓磁通量 （Magnetic induction ）B 为：B = H + 4πI 6.1.1导磁率（Permeability ）P 和磁化率（Susceptinity ）K 定义为： P = HB = 1 + 4πK 6.1.2 K = HI 6.1.3 摩尔磁化率χ为χ= dM κ 6.1.4 式中M 是分子量，d 式样品密度。

根据、K 、χ及其与温度和磁场的依赖关系可以区分不同种类的磁行为，这总结在表6.1中。

专业导论专业化学类班级化学1107学生xxx学号201x0222xxx任课教师罗川南、任皞、盛永丽成绩二O一二年一月四日一、应用化学专业方向（35分）1. 济南大学化学化工学院的我院应用化学专业培养目标是什么？答：本专业培养德、智、体全面发展，人文素质与科学素养深厚，基础扎实、实践能力强、具备创新精神的高级复合性应用人才。

毕业生可在研究部门、高新技术产业、大型企业、环保、医药、质检等部门胜任化学、化工及相关学科领域的科研、开发、原料及生成过程质量控制、产品分析、教学以及管理等工作。

2. 济南大学化学化工学院的应用化学专业特色及优势什么？专业特色：①以分析化学为基础，在工业分析和应用电化学专业方向上培养具有扎实的理论基础和较强应用开发能力的专业人才。

②根据自身的特点和培养目标，提出：“实基础、重专业、突特色、强能力、高素质”的人才培养模式。

③在专业教学中突出学生实践能力的培养，实施大学生创新计划和本科生导师制，开展第二课堂活动，创新成果显著。

专业优势：①工业分析与应用电化学特色方向形成了特色人才培养模式。

②以学科建设与省级特色专业带动专业发展，以学科发展支撑专业建设。

③在专业建设中形成了一支有省级学术带头人和专业特聘教授负责制的、富有创新的、高素质的专业师资队伍。

3. 对应用化学专业学生有些什么要求？答：本专业学生主要学习化学方面的基础知识、基本理论、基本技能以及相关的工程技术知识，受到基础研究和应用基础研究方面的科学思维和科学实验训练，具有较好的科学素养，具备运用所学知识和实验技能进行应用研究、技术开发和科技管理的基本技能。

毕业生应获得以下几方面的知识和能力：1. 掌握数学、物理、化学等方面基本理论、基本知识；掌握无机化学、分析化学、有机化学、物理化学、结构化学、仪器分析、化工原理的基础知识、基本原理和基本实验技能；2. 熟练掌握一门外语，能较顺利地阅读本专业的外文资料且有一定的听、说、读、写能力；掌握中外文献资料查询与检索及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法；3. 具有较好的科学素养，具备运用所学理论知识和实验技能进行应用研究、技术开发、教学和科技管理的基本能力；具有一定的创新精神和独立获取新知识的能力；具有一定的设计实验、创造实验条件进行实验的能力；归纳、整理、分析实验结果、撰写论文、参与学术交流的能力；4.了解化学理论前沿、应用前景、最新发展动态以及与应用化学相关产业的发展状况；了解国家关于科学技术、化学相关产业、知识产权等方面的政策和法规；5.了解相近专业的一般原理和知识；6.具有一定的计算机文化、技术及应用基础，较熟练掌握计算机的一般操作。