第一章 固體化學演示文稿

第一章固體化學演示文稿第一頁，共十一頁，2022年，8月28日國家自然科學基金重大研究計劃功能導向晶態(tài)材料的結構設計和可控制備億

基于共軛聚合物可控制備功能導向貴金屬晶態(tài)材料及機理研究（91122002）哈爾濱工業(yè)大學化學系

第二頁，共十一頁，2022年，8月28日參考教材及文獻教材：（1）張立德,《無機固體化學》，武漢大學出版社；2009（2）洪廣言，《無機固體化學》，吉大出版社，2002參考書：（1）《固體化學導論》，蘇勉增編，北大出版社，1986；（2）《物質(zhì)結構》，潘道皚，高教社，2007,第二版《固體材料常用表征技術》：韓喜江高等學?！笆濉币?guī)劃教材·工科基礎化學系列

參考文獻：《無機化學學?！贰ⅰ陡叩葘W?；瘜W學報》第三頁，共十一頁，2022年，8月28日1、緒論羅曼羅蘭說過一句話：

“回顧過去，是因為過去能幫助我們清楚地了解現(xiàn)在”1.1人類認識和使用材料的歷史人類認識和使用固體材料歷史，分2個階段

二十世紀以前主要對天然材料的認識和使用，形成了晶體材料基本理論，晶面夾角守恒定律，晶體的對稱性定律，32種點群（對稱性），十四種空間點陣形式，230種空間群第四頁，共十一頁，2022年，8月28日1、緒論1.1.2二十世紀后期晶體x射線衍射效應的重大發(fā)現(xiàn)一舉解決了：①證實了x射線是一種波長很短的電磁波，建立了x射線光譜學。②證實了經(jīng)典幾何晶體學提出的空間點陣假設的正確性。晶體內(nèi)部的原子、離子、分子確實做規(guī)則的周期性排列。③可根據(jù)x射線晶體衍射效應來研究晶體結構。如：由衍射方向，可確定晶胞大小和形式；根據(jù)衍射強度可確定晶胞的內(nèi)容，即原子、分子、離子的分布位置。第五頁，共十一頁，2022年，8月28日1、緒論布拉格父子是利用x射線衍射法測NaCl晶體結構，但化學家長期不接受。當時認為Na和Cl不可能有六價的。x-射線衍射法證實絕大多數(shù)無機化合物晶體中竟然沒有分子。父子獲諾貝爾獎。1927年英國化學家海特勒和倫敦建立量子化學理論1931年美國化學家鮑林建立了價鍵理論50年代：反映配合物結構的配位場理論日臻成熟，分子軌道理論也相繼問世。這三大基礎理論都深入到了電子水平，為建立微觀的化學反應理論創(chuàng)造了理論條件。第六頁，共十一頁，2022年，8月28日1、緒論對于一種新材料：如超導材料物理學家關心的是其理論性質(zhì)材料學家測試其宏觀性質(zhì)

化學家則想如何合成新材料第七頁，共十一頁，2022年，8月28日1.2固體化學的研究對象固體化學是在材料科學及固體物理學發(fā)展的推動下逐漸從無機化學中形成并分離出的一門新興的學科。研究對象：1．）新型固體材料的制備過程，2．）固態(tài)反應：3．）晶體生長：晶粒間界、界面能、“晶界工程”，（固體化學中較難部分）固體化學的研究內(nèi)容十分復雜，中心問題是研究固體材料性質(zhì)及其組成與結構的關系。最終目的是，尋找和合成具有磁學、光學、電學和半導體性質(zhì)的固體化合物及具有特殊性能（或叫功能）的新材料。第八頁，共十一頁，2022年，8月28日1.3現(xiàn)代固體化學的研究領域1．）固態(tài)的有序與缺陷的研究①有序：合成無位錯的單晶，②缺陷（整比和非整比缺陷）整比：晶體不因引入這類缺陷而改變組成。非整比：由缺陷的引入造成晶體組成的變化。2．）無機固態(tài)物質(zhì)表面與晶界的研究3．）低維化合物的制備及其性能的研究主要指層狀或鏈狀結構化合物，4．）非整比化合物的合成與研究5．）探求新的無機合成方法和新的反應6．）異常價態(tài)7．）固態(tài)化合物中有關能量轉換、存儲、傳遞和損耗研究高效殺菌材料、吸波、紅外屏蔽類隱身材料準晶第九頁，共十一頁，2022年，8月28日第十頁，共十一頁，2022年，8月28日據(jù)英國每日郵報報道，目前，美國麻省理工學院最新發(fā)現(xiàn)一種類型物質(zhì)，這是一種新型磁性材料，有望未來改變計算機硬盤存儲信息方式。美國麻省理工學院物理學家在實驗室花費10個月提純一種叫做“量子旋轉液體”的新材料，它具有第三種類型磁性麻省理工學院物理學家李楊(音譯)說：“我們正在展示的是第三種磁性材料的基本屬性?！边@項實驗研究顯示一種叫做“量子旋轉液體(QSL)”的新型材料，該研究報告發(fā)表在《自然》雜志上。量子旋轉液體是一種固態(tài)晶體，但是它的磁性狀態(tài)被描述為液體：不同之前發(fā)現(xiàn)的其它兩種磁性材料，這種材料微粒的磁定向持續(xù)波動，類似于真實液體中分子的勻速運動