文档介绍：非整比化合物材料
第二章晶态和非晶态材料的特性回顾
组成中各类原子的相对数目不能用几个小的整数比表示的化合物

(1) 某种原子过多或短缺
——混合价态化合物
、磁性材料、氧化还原催化剂、蓄电池的电极材料
(2) 层间嵌入某些离子,原子,或分子:
-射线的衍射
LiδTiS2 (0<δ<1)——良好的导电性, 锂电池的电解质
晶体学点群和晶体的性质 TiS2 层形分子S原子间van de Walls力, Li蒸气或正丁基锂非
一、晶体学点群的分类极性溶液
二、晶体学点群的子群和母群
(3) 晶体中吸收了某些小原子: LaNi5Hx
三、晶体学点群和晶体的物理性质
很好的储氢材料,它们的储氢量往往可以超过相同体积的液态氢。
2. 三元插入化合物非晶态材料
氧化物“青铜”:MδWO3 ;MδV2O5 晶体材料是固体材料的核心——
钨青铜和类似体钨青铜晶体的广泛存在;并可以用各种偏离理想晶体的“缺陷”使
其具有一定的性质
某些碱金属,碱土金属,或铜、银、铊、铅、钍、铀、氢、
铵以及稀土元素等可以插入到WO 结构中,形成三元插入化合
3 非晶态材料——一类新型的固体材料
物MδWO3,通常称为钨青铜。
一般地是指以非晶态半导体和非晶态金属为主的普通低分子
液晶材料的非晶态材料; 广义地理解, 还应包括玻璃、陶瓷,以及非晶态
聚合物(塑料、橡胶)等。
1. 小分子液晶
2. 高分子液晶倍受关注的是新近发展起来的金属玻璃、非晶态合金、非
3. 超分子液晶晶态半导体以及非晶态超导体等等。
晶态物质内部原子呈周期性排布,而非晶态物质内部则没有
这种周期性。由于结构不同,非晶态物质具有许多晶态物质所
不具备的优良性质。
一、晶态材料与非晶态材料的异同 2. 晶体和非晶体内部组成粒子的排列的明显区别
1. 晶体和非晶体都具有固体的基本属性
晶态材料
♣原子处在完全确定的平衡位置附近, 并在围绕此平衡位置振动
——长程有序(长程序)
♣宏观表现为连续刚体; 不流动并有确定的形状; 体积不变动
——结构的周期性,对称性
♣具有弹性硬度,可反抗切应力
——X射线衍射
非晶态材料
——无序结构
——短程有序(短程序)
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长程无序物质结构的有序和无序——一个很广泛、很基本的概念
大范围内排列不规则: 常见物质的固、液、气三态的转变,就是构成它的原子、分
子空间排列的有序-无序的变化。
位置无序, 也称几何无序,拓扑无序——组成粒子在空间位
置上排列无序气态晶态
在液体和非晶态固体中,从一个
成分无序,也称化学无序——多元体系中不同组分无规则地宠观的范围来看,原子、分子的
————
随机分布有规则周期排列不再存在,但在
高度无序的状态高度有序的状态
短程有序,短程序每个局部,在几个或十几个原子
间距的范围内,却常常还有一定
程度的规则排列;例如,每个原
每个粒子的近邻粒子的排列具有一定的规则性
子的近邻配位数、近邻原子间的
较好地保留了相应的晶态材料中的配位状况: 相对位置以及形貌、组分等。这
具有一定结构的单元,包括确定配位数,键长,键角种在小区域内存在的一定程度规
则性,称为短程序。
例如,在非晶态硅中保留了晶态硅中的硅四面体结构单元
但, 这些配位多面体有不同程度的变形
对应于不同类型的短程序,凝聚态物质具有各种不同形式的无序体系。
①液态无序。存在于液体中,其结构细节至今尚不清楚。
②成分无序。完整晶体中某种原子A(如Ag),被另一种原子B(如Au)
无规地替代,又称替代式无序,这是在二元固溶体合金中常见的一种无序现
象。
不同态物质中质点相互作用示意图
(a)气体;(b)液体;(c)晶体
③位置无序。近邻原子间的几何排列呈无规分布,许多非晶态金属和合金
就属此类。
④形貌无序(或称拓扑无序)。点阵的形貌发生改变,使最近邻原子间的配
位数和键角、键长成无序状态, 这是在非晶态锗和硅中常见的现象。
与多晶相比较,有一定的类似之处:
2. 晶体和非晶体内部组成粒子的排列的明显区别
非晶态材料是由数目很多, 无规则取向的小集团所组成
晶态材料小集团内部原子排列有序
——长程有序(长程序)
与多晶相比较,也有不同之处:
——结构的