《晶體及晶體分類》課件

《晶體及晶體分類》ppt課件REPORTING2023WORKSUMMARY目錄CATALOGUE晶體簡介晶體結(jié)構(gòu)晶體分類晶體生長與合成晶體性質(zhì)與表征晶體的發(fā)展與展望PART01晶體簡介晶體具有長程有序的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，其原子或分子的排列呈現(xiàn)高度的規(guī)律性和周期性。晶體的這種有序結(jié)構(gòu)使其具有一系列獨(dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì)。晶體是由原子、分子或離子按照一定的規(guī)律在三維空間內(nèi)周期性重復(fù)排列形成的固態(tài)物質(zhì)。晶體的定義晶體具有各向異性，即在不同方向上表現(xiàn)出不同的物理性質(zhì)，如導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性和光學(xué)性質(zhì)等。物理性質(zhì)晶體中的原子或分子的排列規(guī)律決定了其化學(xué)性質(zhì)，如穩(wěn)定性、化學(xué)反應(yīng)活性等?；瘜W(xué)性質(zhì)許多晶體具有高度的對(duì)稱性，如立方體、八面體等，這些對(duì)稱性可以通過幾何圖形來表示。對(duì)稱性晶體的生長受到溫度、壓力、溶液成分等多種因素的影響，不同的條件下會(huì)形成不同類型和形態(tài)的晶體。晶體生長晶體的特性晶體是制造電子元件的重要材料，如硅晶體用于制造集成電路和半導(dǎo)體器件。電子工業(yè)某些晶體具有特殊的光學(xué)性質(zhì)，可用于制造光學(xué)儀器和眼鏡等。光學(xué)儀器某些晶體具有特殊的生物活性，可用于藥物制備和醫(yī)療領(lǐng)域。醫(yī)療領(lǐng)域晶體可用于研究物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，對(duì)于化學(xué)、物理和材料科學(xué)等領(lǐng)域的研究具有重要意義?？蒲蓄I(lǐng)域晶體的應(yīng)用PART02晶體結(jié)構(gòu)ABCD空間格子性晶體內(nèi)部原子或分子的排列具有空間格子性，即原子或分子的排列具有長程有序的特點(diǎn)。均勻性晶體內(nèi)部原子或分子的排列是均勻的，即晶體在不同位置的原子或分子排列相同。對(duì)稱性晶體結(jié)構(gòu)具有高度的對(duì)稱性，這種對(duì)稱性可以通過幾何對(duì)稱或物理對(duì)稱來表示。自限性晶體結(jié)構(gòu)在某些特定方向上具有周期性，這些周期性結(jié)構(gòu)可以獨(dú)立存在于晶體中，形成各種晶面和晶向。晶體結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)晶體結(jié)構(gòu)的分類根據(jù)組成原子的類型分類根據(jù)組成晶體的原子類型，可以將晶體分為單質(zhì)晶體、化合物晶體和合金晶體等。根據(jù)原子或分子的排列方式分類根據(jù)組成晶體的原子或分子的排列方式，可以將晶體分為金屬晶體、離子晶體、共價(jià)晶體和分子晶體等。根據(jù)對(duì)稱性分類根據(jù)晶體的對(duì)稱性，可以將晶體分為低級(jí)、中級(jí)和高級(jí)對(duì)稱晶體。根據(jù)空間格子類型分類根據(jù)晶體的空間格子類型，可以將晶體分為面心立方晶體、體心立方晶體、密排六方晶體等。原子或分子的半徑和性質(zhì)01原子或分子的半徑和性質(zhì)決定了它們之間的相互作用力和排列方式，從而決定了晶體的結(jié)構(gòu)。溫度和壓力02溫度和壓力可以影響原子或分子的運(yùn)動(dòng)速度和排列方式，從而影響晶體的結(jié)構(gòu)。在高溫或高壓條件下，原子或分子的運(yùn)動(dòng)速度加快，容易發(fā)生結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。外力作用03外力作用可以改變?cè)踊蚍肿拥呐帕蟹绞胶拖嗷プ饔昧?，從而影響晶體的結(jié)構(gòu)。例如，在應(yīng)力作用下，晶體容易發(fā)生畸變或產(chǎn)生位錯(cuò)等缺陷。晶體結(jié)構(gòu)的決定因素PART03晶體分類按幾何形態(tài)分類柱狀晶系針狀晶系晶體呈長柱狀，如石英、方解石等。晶體呈細(xì)長針狀，如石棉、輝銻礦等。立方晶系板狀晶系其他形態(tài)晶體呈正方體形狀，如黃鐵礦、明礬等。晶體呈扁平片狀，如云母、石墨等。如葡萄狀、球狀等。原子晶體分子晶體離子晶體金屬晶體按原子排列分類01020304原子間以共價(jià)鍵結(jié)合，如金剛石、二氧化硅等。分子間以范德華力結(jié)合，如冰、碘等。離子間以離子鍵結(jié)合，如食鹽、氧化鎂等。金屬原子間以金屬鍵結(jié)合，如銅、鐵等。如金屬、石墨等，導(dǎo)電性能好。導(dǎo)體半導(dǎo)體絕緣體如硅、鍺等，導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間。如玻璃、陶瓷、塑料等，導(dǎo)電性能差或幾乎不導(dǎo)電。030201按導(dǎo)電性質(zhì)分類PART04晶體生長與合成

晶體生長原理晶體生長的熱力學(xué)原理晶體生長是自發(fā)過程，向著熵增加的方向進(jìn)行，需要滿足一定的熱力學(xué)條件。晶體生長的幾何原理晶體生長過程中，原子按照一定的幾何規(guī)律排列，形成特定的晶體結(jié)構(gòu)。晶體生長的動(dòng)力學(xué)原理晶體生長速度受原子擴(kuò)散速度、表面能變化等因素影響，動(dòng)力學(xué)原理決定了晶體生長的速度和形態(tài)。將原料加熱至熔融狀態(tài)，然后緩慢冷卻結(jié)晶，形成晶體。熔融法通過控制溶液的濃度、溫度等條件，使溶質(zhì)在溶液中結(jié)晶析出。溶液法通過控制氣體成分和溫度等條件，使氣體在一定條件下轉(zhuǎn)化為固體晶體。氣相法晶體合成方法溫度是影響晶體生長與合成的關(guān)鍵因素，不同溫度下晶體的生長速度、形態(tài)和結(jié)晶度都會(huì)有所不同。溫度壓力對(duì)氣相法和熔融法中的晶體生長與合成有重要影響，壓力的變化會(huì)影響氣體的溶解度和熔融狀態(tài)的溫度。壓力溶液法中，溶質(zhì)的濃度對(duì)晶體的結(jié)晶速度和結(jié)晶度有直接影響，濃度過高或過低都不利于晶體的形成。濃度晶體生長與合成的影響因素PART05晶體性質(zhì)與表征色散晶體對(duì)不同波長的光的折射率不同，導(dǎo)致不同顏色的光經(jīng)過晶體后出現(xiàn)色散。雙折射晶體對(duì)不同偏振方向的光的折射率不同，導(dǎo)致光線在晶體中傳播時(shí)出現(xiàn)分裂。光吸收晶體對(duì)特定波長的光具有吸收特性，與其內(nèi)部電子能級(jí)有關(guān)。晶體的光學(xué)性質(zhì)晶體抵抗外力刻劃或切割的能力。硬度晶體在受到外力時(shí)抵抗破裂的能力。韌性晶體在受到外力時(shí)容易破裂的性質(zhì)。脆性晶體的力學(xué)性質(zhì)熱電效應(yīng)當(dāng)晶體受到溫度梯度作用時(shí)，會(huì)產(chǎn)生電勢差的現(xiàn)象。壓電效應(yīng)當(dāng)晶體受到壓力作用時(shí)，會(huì)在其表面產(chǎn)生電荷的現(xiàn)象。導(dǎo)電性晶體中自由電子的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致其具有導(dǎo)電性。晶體的電學(xué)性質(zhì)PART06晶體的發(fā)展與展望03當(dāng)前研究重點(diǎn)當(dāng)前晶體研究的重點(diǎn)在于新型晶體的發(fā)現(xiàn)、晶體結(jié)構(gòu)的解析以及晶體在各領(lǐng)域的應(yīng)用。01晶體學(xué)起源晶體學(xué)作為一門科學(xué)，起源于17世紀(jì)，主要研究晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。02晶體研究的發(fā)展隨著科技的不斷進(jìn)步，晶體研究逐漸深入，涉及領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。晶體研究的歷史與現(xiàn)狀X射線晶體學(xué)、中子散射、電子顯微鏡等高精度實(shí)驗(yàn)手段的應(yīng)用，為晶體研究提供了有力支持。前沿技術(shù)新型晶體材料的合成與性能優(yōu)化、復(fù)雜晶體結(jié)