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上海交通大学化学化工学院硕士课程内容介绍《结晶化学》

上海交通大学 免费考研网/2012-12-29


《结晶化学》

课程代码F110527学分/学时2.0/36开课时间
课程名称结晶化学
开课学院化学化工学院
任课教师崔勇
面向专业化学、应用化学、材料学
预修课程基础化学
课程讨论时数0 (小时)课程实验数0 (小时)
课程内容简介

结晶化学是化学、应用化学、材料化学以及化学近源专业的一门重要的专业基础课程。它涵盖的内容广泛,基础和应用性强。本课程主要内容包括下述五部分:几何结晶学(晶体学基础)——这里包括几何结晶学的基本定律,晶体构造理论(点阵理论),晶体的对称性等内容,几何结晶学的作用在于打好基础,没有几何结晶学的基本知识,没有一些空间概念,就无法掌握晶体结构的知识。X-射线结晶学——这是测定晶体结构的主要的实验方法。在这部分里,将介绍晶体对X-射线产生衍射的基本原理和实验方法,单晶和多晶X-射线衍射在晶体结构分析中的应用以及在化学和材料科学方面的其他一些应用。结晶化学——是晶体学在化学和材料中的应用部分,将介绍单质、合金、无机物和有机物的晶体结构的一般规律性,以及一些具体的晶体结构知识。晶体物理学——说明晶体的结构与某些物理性质的关系。介绍晶体的力学、热学、光学和电学性质,重点讨论光学性质与结构的关系; 晶体生长——晶体形成的原理和生长技术。介绍晶体的生长的动力学过程和现代晶体生长的方法和技术。

课程内容简介(英文)

(无)

教学大纲

本课程的基本内容包括几何结晶学、X-ray结晶学和结晶化学三个部分。具体内容安排如下:第一章 晶体的点阵结构和晶体的性质教学时数: 14学时教学内容:1-1 晶体结构的周期性和点阵1-2 晶体的宏观对称性1-3 晶体的结构的表达和应用1-4 晶体的点群和群符号1-5晶体的微观对称性1-6宏观对称性与微观对称性的关系考核要求:  掌握点阵,点阵单位,晶胞,晶面等基本概念;布拉维规则和晶面的表示方法;晶体的宏观对称元素和微观对称元素及取对称操作的内容;晶体的对称性定理和晶体的划分情况(国际符号,七个晶系,十四种空间点阵形式,32点群及其相互关系);掌握衍射方向、Laue方程及Bragg方程,认知衍射强度及结构因子,了解系统消光,掌握立方晶系粉末线的指标化,熟练掌握立方晶系X射线物相分析、确定晶胞参数、点阵形式,了解实际图谱的解 第二章 X-射线结构分析教学时数: 6学时教学内容:2-1 x-射线的产生及性质2-2 x-射线在晶体中的衍射2-3 Laue方程与Bragg方程2-4 测定晶胞大小与形状的实验方法2-5 晶胞中个质点位置的确定——衍射强度公式2-6 晶体结构分析2-7 x-射线在化学中的其他应用考核要求:  掌握衍射方向、Laue方程及Bragg方程,认知衍射强度及结构因子,了解系统消光,掌握立方晶系粉末线的指标化,熟练掌握立方晶系X射线物相分析、确定晶胞参数、点阵形式,了解实际图谱的解析方法。 第三章 金属的结构和性质教学时数: 4学时教学内容:3-1 金属的性质和金属键3-2 球的密堆积和金属单质的结构3-3 合金的结构和性质总体要求: 掌握金属晶体密堆积的类型和特点。掌握:等径圆球密堆积原理及其在金属晶体中的应用(A1,A3型);晶体金属键的本质和金属半径的概念。 第四章 离子化合物的结构化学教学时数:课堂讲授4学时教学内容:4-1 离子键和点阵能4-2 离子半径4-3 离子配位多面体及其连接方式4-4 若干典型二元离子化合物的结构4-5 硅酸盐的结构化学4-6钙钛矿型晶体结构特点4-7非线性光学材料及超导材料结构特点4-8储氢材料结构特点考核要求:  掌握半径比临界值及常见的离子晶体类型(NaCl,CsCl,立方ZnS,六方ZnS,CaF2,TiO2)结构型式;离子晶体点阵能的理论计算方法;离子的堆积规则;典型共价化合物──金刚石的结构;CaF2型晶体结构特点及储氢材料,钙钛矿型晶体结构特点、非线形光学材料及超导材料, A2型晶体结构及固体离子导体等。第五章 晶体物理学教学时数:课堂讲授6学时教学内容:5-1 晶体的力学性质5-2 晶体的热学性质5-3 晶体的电学性质5-4 晶体的光学性质5-5 非线性光学材料及超导材料结构特点考核要求:了解各种功能材料的结构特点及影响功能性质的因素。 第六章 晶体生长教学时数:课堂讲授2学时教学内容:5-1 晶核形成的过程5-1 晶体生长的过程5-2 晶体生长的方法5-3 晶体生长在化学和材料学中的应用考核要求:了解晶体生长的习性和特点以及几种常见晶体生长方法的原理和特点。

课程进度计划

(无)

课程考核要求

本课程属于化学、应用化学、材料化学以及化学近源专业的一门专业基础课程, 含有较多概念性、理论性、逻辑性较强的内容,希望在教师引导下,学生在掌握了坚实的理论基础知识之后,逐步学会解决与结晶化学和结构分析有关的问题;通过本课程的学习,了解基本的结晶化学原理;熟悉晶体微观世界分析问题的方法和方式;建立起晶体组成、结构和性能之间的关系。 考试成绩包括平时的作业、课堂讨论和小论文。

参 考 文 献
  • 1. 钱逸泰. 结晶化学导论(第二版). 合肥: 中国科学技术大学出版社, 19992. 周公度. 晶体结构的周期性和对称性. 北京: 高等教育出版社, 19923. 俞文海. 晶体结构的对称群. 合肥: 中国科学技术大学出版社, 1991 4. Michael M. Woolfson. An Introduction to X-Ray Crystallography,1997, Cambridge University Press.5. C. Hammond, Basics of Crystallography and Diffraction, 2001, Oxford Univ Press.
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