上海交通大學材料科學基礎重難點歸納

1、專業(yè)課復習資料（最新版） 專業(yè)課復習資料（最新版）封面第 2 頁 共 20 頁 2郵編 咨詢：*3. 元素性質(zhì)、原子結(jié)構(gòu)和該元素在周期表中的位置三者之間的關系； *4. 原子間結(jié)合鍵分類及其特點； *5. 高分子鏈的近程和遠程結(jié)構(gòu)。 重要概念與名詞 重要概念與名詞 分子，原子； 主量子數(shù) n，軌道角動量量子數(shù) l，磁量子數(shù) m，自旋角動量量子數(shù) s； 能量最低原理，Pauli 不相容原理，Hund 規(guī)則； 元素，元素周期表，周期，

2、族； 結(jié)合鍵，金屬鍵，離子鍵，共價鍵，范德華力，氫鍵； 高分子鏈，近程結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)單元，線性、支化、交聯(lián)和三維網(wǎng)絡分子結(jié)構(gòu)； 無規(guī)、交替、嵌段和接枝共聚物； 全同立構(gòu)、間同立構(gòu)、無規(guī)立構(gòu)，順式、反式構(gòu)型； 遠程結(jié)構(gòu)、數(shù)均、重均相對分子質(zhì)量，聚合度； 熱塑性、熱固性塑料。 第二章 第二章 內(nèi)容提要 內(nèi)容提要 固態(tài)物質(zhì)可分為晶體和非晶體兩大類。 晶體的性能是與內(nèi)部結(jié)構(gòu)密切相關的。 為了便于了解晶體結(jié)構(gòu)，首先引入一個“空間點陣“的概念。根據(jù)“每

3、個陣點的周圍環(huán)境相同“和六個點陣參數(shù)間的相互關系，可將晶體分為 7 個晶系，14 種布拉菲點陣。晶胞是能反映點陣對稱性、具有代表性的基本單元（最小平行六面體） ，其不同方向的晶向和晶面可用密勒指數(shù)加以標注，并可采用極射投影方法來分析晶面和晶向的相對位向關系。 在晶體結(jié)構(gòu)中，最常見的是面心立方(fcc)、體心立方（bcc）和密排六方(hcp)三種典型結(jié)構(gòu)，其中 fcc 和hcp 系密排結(jié)構(gòu)，具有最高的致密度和配位數(shù)。這三種典型結(jié)構(gòu)的晶胞分

4、別含有 4、2、6 個原子。利用剛球模型可以算出晶體結(jié)構(gòu)中的間隙，以及點陣常數(shù)與原子半徑之間的關系。 金屬晶體的結(jié)合鍵是金屬鍵，故往往構(gòu)成具有高度對稱性的簡單晶體結(jié)構(gòu)，如 fcc、bcc 和 hcp 等。但是，工業(yè)上廣泛使用的金屬材料絕大多數(shù)是合金。由于合金元素的加入，使形成的合金相結(jié)構(gòu)變得復雜。合金組元之間的相互作用及其所形成的合金相的性質(zhì)主要是由它們各自的電化學因素、原子尺寸因素和電子濃度三個因素控制的。合金相基本上可分為固溶體和中

5、間相兩大類。 固溶體保持溶劑的晶體結(jié)構(gòu)類型。根據(jù)溶質(zhì)在固溶體點陣中的位置可分為置換固溶體和間隙固溶體；按固溶度則分為有限固溶體和無限固溶體；而按溶質(zhì)在固溶體中的排布則分為無序固溶體和有序固溶體；若按溶劑分類則有第一類固溶體和第二類固溶體之分。 中間相的晶體結(jié)構(gòu)不同于其組元的結(jié)構(gòu)，它通?？捎没衔锏幕瘜W分子式表示。中間相根據(jù)其主導影響因素離子晶體是以正負離子為結(jié)合單元的，其結(jié)合鍵為離子鍵。Pauling 在實驗基礎上，用離子鍵理論，歸納總

6、結(jié)出離子晶體的如下結(jié)構(gòu)規(guī)則：負離子配位多面體規(guī)則、電價規(guī)則、負離子多面體共用頂、棱和面的規(guī)則，不同種類正離子配位多面體間連接規(guī)則和節(jié)約規(guī)則等。它們在分析、理解晶體結(jié)構(gòu)時簡單明瞭，突出了結(jié)構(gòu)特點。 典型的離子晶體結(jié)構(gòu)是 NaCl 型，自然界有幾百種化合物都屬于此種結(jié)構(gòu)。它屬于立方晶系，F(xiàn)m3m 空間群，可以看成分別由 Na +和 CL -構(gòu)成兩個 fcc 結(jié)構(gòu)相互在棱邊上穿插而成。 在無機非金屬材料中，硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)尤其復雜，有孤島狀、組