准晶体
准晶体的发现与应用
摘要:原子呈周期性排列的固体物质叫做晶体，原子呈无序排列的叫做非晶体，准晶是一种介于晶体和非晶体之间的固体。准晶体具有完全有序的结构，然而又不具有晶体所应有的平移对称性，因而可以具有晶体所不允许的宏观对称性。物质的构成由其原子排列特点而定。
关键词:准晶体晶体非晶体
正文:
一. 准晶体的发现
准晶体的发现，是20世纪80年代晶体学研究中的一次突破。
1984年底，D.Shechtman等人宣布，他们在急冷凝固的Al Mn合金中发现了具有五重旋转对称但并无平移周期性的合金像，在晶体学及相关的学术界引起了很大的震动。不久，这种无平移同期性但有位置序的晶体就被称为准晶体。
准晶体
准晶体是1982年发现的，具有凸多面体规则外形的，但不同于晶体的固态物质，它们具有晶体物质不具有的五重轴。如含钬－镁－锌三种金属的准晶体是正十二面体外型。已知的准晶体都是金属互化物。2000年以前发现的所有几百种准晶体中至少含有3种金属，如Al65Cu23Fe12，Al70Pd21Mn9等。但最近发现仅2种金属也可形成准晶体，如Cd57Yb10〔Nature,2000,408:537〕。有关准晶体的组成与结构的规律仍在研究之中。有关组成问题值得重视的事实如：组成
为Al70Pd21Mn9的是准晶体而组成的Al60Pd25Mn15却是晶体。有关结构问题，人们普遍认为，准晶体存在偏离了晶体的三维周期性结构，因为单调的周期性结构不可能出现五重轴，但准晶体的结构仍有规律，不像非晶态物质那样的近距无序，仍是某种近距有序结构。尽管有关准晶体的组成与结构规律尚未完全阐明，它的发现在理论上已对经典晶体学产生很大冲击，以致国际晶体学联合会最近建议把晶体定义为衍射图谱呈现明确图案的固体（any solid having an essentially discrete diffraction diagram）来代替原先的微观空间呈现周期性结构的定义。在实际上，准晶体已被开发为有用的材料。例如，人们发现组成为铝－铜－铁－铬的准晶体具有低摩擦系数、高硬度、低表面能以及低传热性，正被开发为炒菜锅的镀层；Al65Cu23Fe12十分耐磨，被开发为高温电弧喷嘴的镀层。
诺贝尔化学奖评选委员会主席拉尔斯-特兰德等人解释，1982年4月8日，谢赫特曼首次在电子显微镜下观察到一种“反常”现象：铝锰合金的原子采用一种不重复、非周期性但对称有序的方式排列。
而当时人们普遍认为，晶体内的原子都以周期性不断重复的对称模式排列，这种重复结构是形成晶体所必须的，自然界中不可能存在具有谢赫特曼发现的那种原子排列方式的晶体。因此，谢赫特曼的发现一经发表，便饱受批评和诟病，他也被迫离开所在的研究小组。
瑞典皇家科学院表示：“尽管如此，他的发现促使科学家重新思考对固体物质结构的认知。”随后，科学家们在实验室中制造出了越来越多的各种准晶体，并于2009年首次发现了纯天然准晶体。科研人员在意大利佛罗伦萨自然科学史博物馆所收藏的一块三叠纪（距今2亿-2.5亿年）古老岩石中发现了天然准晶体化合物，该化合物由铝铜铁三种元素构成，其原子排列打破了一般晶体的对称性规律，是人类自然界中发现的首例天然准晶体。此项研究成果已发表于《科学》杂志。
准晶体化合物比由同类元素构成的晶体化合物更加坚固且难以分解，目前该类化合物大都为铝合金，广泛应用于需要坚固金属的工业领域，还有一些准晶体化合物十分“平滑”，例如聚四氟乙烯（Teflon）,用于制造汽车活塞等。这类合金的原子排列特点介于晶体（周期对称排列）与非晶体（无序排列）之间。新发现的准晶体化合物呈五重轴旋转对称，据有准周期性，人们最早于1985年人工获得了具有此类原子结构的化合物，但在自然界中从未发现过类似物质。
此项研究是由佛罗伦萨斯然科学史博物馆矿物学部负责人宾迪（Luca Bindi）与美国普林斯顿大学和哈佛大学的研究人员合作完成的。
现在，准晶体已在很多应用领域“大展拳脚”，可用来制造不粘锅、发光二极管、热电转化设备等。
二. 准晶体的应用
瑞典皇家科学院5日上午宣布，将2011年诺贝尔化学奖授予准晶体的发现者以色列科学家达尼埃尔·谢赫特曼，以表彰其在晶体学研究中的突破。
达尼埃尔·谢赫特曼1941年出生于以色列的特拉维夫，现为以色列工学院工程材料系教授。谢赫特曼于20世纪80年代初发现了具有准晶体结构的合金，在晶体学研究领域和相关学术界引起了很大震动。准晶体的发现不仅改变了人们对固体物质结构的原有认识，由此带来的相关研究成果也广泛应用于材料学、生物学等多种有助于人类生产、生活的领域。
在生物学中，Bernal 和 Fankuchen (1937) 对纯化的TMV（烟草花叶病毒）制剂应用了X射线分析法。他们获得了病毒（粒体）杆宽度的准确估
值，而且表明用盐使病毒沉淀产生的、有规则地进行二维排列的针形体应为准晶体（paracrystal）而非真晶体。诺贝尔奖评选委员会第102次颁出化学奖2011年度诺贝尔化学奖于北京时间10月5日揭晓，以色列理工学院的丹尼尔-谢德曼（Daniel Shechtman）因“发现准晶体”而一人独享了这一殊荣。
在材料中准晶具有高硬度、耐蚀、耐热等特点,特别适合于作韧性基体材料中的强化相。镁合金中准晶的存在可制备出准晶相增强高性能镁合金及镁基复合材料[2],近年已经在一些三元、四元或多元系镁合金中发现了准晶相的存在。本文将对近年来准晶相增强镁合金的制备方法、组织与性能特点及应用等进行综述。1准晶相增强高性能镁合金的制备方法准晶相增强高性能镁合金的制备方法可分为两类:一类是通过常规铸造或快速凝固、机械合金化等非平衡工艺在镁合金内部生成一定的准晶相以提高合金性能的内生法;另一类则是在镁合金基体中加入准晶颗粒,并通过一定的工艺使准晶颗粒弥散分布在镁合金基体中从而达到强化目的的外加法。1.1内生法1.1.1铸造冶金法稳定准晶具有热力学稳定的特点,只要控制好合金成分,即可采用一些常规的制备方法获得稳定准晶。目前,含准晶的镁合金大部分都是通过铸造方法获得,如采用铸造法可以获得含Mg30Zn60Y10和Mg3YZn6五次对称二十面稳定准晶[3~7]的Mg-Zn-Y合金,而半连续水冷铸造Mg-Zn-Y-Zr高强镁合金中也含有二十面体准晶相[8~10]。
结论: 据英国《新科学家》网站10月5日报道，准晶体具有独特的属性，坚硬又有弹性、非常平滑，而且，与大多数金属不同的是，其导电、导热性很差，因此在日常生活中大有用武之地。科学家正尝试将其应用于其他产品中，比如不粘锅和发光二极管等。另外，尽管其导热性很差，但因为其能将热转化为电，因此，它们可以用作理想的热电材料，将热量回收利用，有些科学家正在尝试用其捕捉汽车废弃的热量。
“准晶体的应用还有待于进一步开发。”谢赫特曼爱荷华州立大学的同事、同样研究准晶体的派翠西亚·泰尔接受《纽约时报》采访时表示，“但准晶体改变了我们对固体中原子结构的理解，这是一个具有革命性的科学发现。”
参考文献:
[1] 刘霞. “准晶体”颠覆人类的物质观. 科技日报.2011.
[2] 李日升.发现准晶体的启示.2011.
高中化学选修三_晶体结构与性质
晶体结构与性质 一、晶体的常识 1.晶体与非晶体 得到晶体的途径：熔融态物质凝固；凝华；溶质从溶液中析出 特性：①自范性；②各向异性（强度、导热性、光学性质等） ③固定的熔点；④能使X-射线产生衍射（区分晶体和非晶体最可靠的科学方法） 2.晶胞--描述晶体结构的基本单元.即晶体中无限重复的部分 一个晶胞平均占有的原子数=1 8×晶胞顶角上的原子数+1 4×晶胞棱上的原子+1 2×晶胞面上的粒子数+1×晶胞体心内的原子数 思考：下图依次是金属钠(Na)、金属锌(Zn)、碘(I 2)、金刚石(C)晶胞的示意图.它们分别平均含几个原子？ eg ：1.晶体具有各向异性。如蓝晶（Al 2O 3·SiO 2）在不同方向上的硬度不同；又如石墨与层垂直方向上的电导率和与层平行方向上的电导率之比为1：1000。晶体的各向异性主要表现在（ ） ①硬度 ②导热性 ③导电性 ④光学性质 A.①③ B.②④ C.①②③ D.①②③④ 2.下列关于晶体与非晶体的说法正确的是（ ） A.晶体一定比非晶体的熔点高 B.晶体一定是无色透明的固体 C.非晶体无自范性而且排列无序 D.固体SiO 2一定是晶体 3.下图是CO 2分子晶体的晶胞结构示意图.其中有多少个原子？
二、分子晶体与原子晶体 1.分子晶体--分子间以分子间作用力（范德华力、氢键）相结合的晶体 注意：a.构成分子晶体的粒子是分子 b.分子晶体中.分子内的原子间以共价键结合.相邻分子间以分子间作用力结合 ①物理性质 a.较低的熔、沸点 b.较小的硬度 c.一般都是绝缘体.熔融状态也不导电 d.“相似相溶原理”：非极性分子一般能溶于非极性溶剂.极性分子一般能溶于极性溶剂 ②典型的分子晶体 a.非金属氢化物：H 2O、H 2 S、NH 3 、CH 4 、HX等 b.酸：H 2SO 4 、HNO 3 、H 3 PO 4 等 c.部分非金属单质:：X 2、O 2 、H 2 、S 8 、P 4 、C 60 d.部分非金属氧化物：CO 2、SO 2 、NO 2 、N 2 O 4 、P 4 O 6 、P 4 O 10 等 f.大多数有机物：乙醇.冰醋酸.蔗糖等 ③结构特征 a.只有范德华力--分子密堆积（每个分子周围有12个紧邻的分子） CO 2 晶体结构图 b.有分子间氢键--分子的非密堆积以冰的结构为例.可说明氢键具有方向性 ④笼状化合物--天然气水合物
晶体学课后习题参考答案
第一章习题 1. 晶体与非晶体最本质的区别是什么？准晶体是一种什么物态？ 答：晶体和非晶体均为固体，但它们之间有着本质的区别。晶体是具有格子构造的固体，即晶体的内部质点在三维空间做周期性重复排列。而非晶体不具有格子构造。晶体具有远程规律和近程规律，非晶体只有近程规律。准晶态也不具有格子构造，即内部质点也没有平移周期，但其内部质点排列具有远程规律。因此，这种物态介于晶体和非晶体之间。 2. 在某一晶体结构中，同种质点都是相当点吗？为什么？ 答：晶体结构中的同种质点并不一定都是相当点。因为相当点是满足以下两个条件的点：a点的内容相同；b.点的周围环境相同。同种质点只满足了第一个条件，并不一定能够满足第二个条件。因此，晶体结构中的同种质点并不一定都是相当点。 3. 从格子构造观点出发，说明晶体的基本性质。 答：晶体具有六个宏观的基本性质，这些性质是受其微观世界特点，即格子构造所决定的。现分别变述： a. 自限性晶体的多面体外形是其格子构造在外形上的直接反映。晶面、晶棱与角顶分别与格子构造中的面网、行列和结点相对应。从而导致了晶体在适当的条件下往往自发地形成几何多面体外形的性质。 b. 均一性因为晶体是具有格子构造的固体，在同一晶体的各个不同部分，化学成分与晶体结构都是相同的，所以晶体的各个部分的物理性质与化学性质也是相同的。 c. 异向性同一晶体中，由于内部质点在不同方向上的排布一般是不同的。因此，晶体的性质也随方向的不同有所差异。 d. 对称性晶体的格子构造本身就是质点周期性重复排列，这本身就是一种对称性；体现在宏观上就是晶体相同的外形和物理性质在不同的方向上能够有规律地重复出现。 e. 最小内能性晶体的格子构造使得其内部质点的排布是质点间引力和斥力达到平衡的结果。无论质点间的距离增大或缩小，都将导致质点的相对势能增加。因此，在相同的温度条件下，晶体比非晶体的内能要小；相对于气体和液体来说，晶体的内能更小。 f. 稳定性内能越小越稳定，晶体的稳定性是最小内能性的必然结果。 ，找出其相当点并画出其空间格子（见下图）
固体、液体、气体, 晶体、非晶体、单晶体、多晶体、准晶体它们的本质差别是什么
固体、液体、气体, 晶体、非晶体、单晶体、多晶体、准晶体/ 它们的本质差别是什么？ 2009-12-15 11:55:31| 分类：微电子物理| 标签：|字号大中小订阅 作者：Xie M. X. (UESTC，成都市) （1）气体： 气体能够压缩其体积，而固体与液体都不能被压缩，这是气体与其它两种状态（固体和液体）之间的最大差别。显然这是由于气体中原子（或分子）的分布比较稀疏、间距较大，而固体和液体中原子（或分子）的分布比较紧凑的缘故。 （2）固体与液体： 它们的最大差别就在于是否有流动性。造成这种差别的根本原因就是其中的原子排布是否有确定的框架规则，即是否存在所谓晶体结构。固体有一定的晶体结构，而液体则否。也因此，液体中原子的分布可以更加紧密一些，则原子密度通常也较大于固体。 例如Si和Ge晶体，都具有立方晶系的结构（通过具有方向性和饱和性的共价键把各个原子联系起来）；当这些晶体被熔化而变成液体以后，晶体结构即解体，其中的原子将排列得更加紧密，则其体积都将相应地有所减小。再如常见的水，是一种典型的液体，但在0oC 以下时即转变为固体——冰，就使得各个水分子都被水的晶体结构约束住了，不能随意流动，相应地体积也将增大。 （3）晶体和非晶体： 所有的固体都具有一定的晶体结构，这是区别于液体和气体的最大特点。但固体又有晶体与非晶体之分。晶体就是其中的原子排列非常规则，严格按照一定的晶体结构分布；采用科学术语，即是说，晶体就是其中原子的排列具有周期性和对称性的固体，或者说晶体中原子的排列具有长程有序性。 而非晶体，其中原子的排列虽然也遵从一定晶体结构的框架，但它只是在小范围内是完全规则的，而在大范围内则否，即不具有长程有序性，而是具有短程有序性。所以，非晶体实际上也是晶体，只不过其中原子的排列从大范围来看不太规则而已，即原子在排列上存在有缺陷。例如，非晶硅，它仍然具有立方晶系的晶体结构，但是从整个材料的大范围来看，原子排列就缺乏周期性和对称性，其中存在大量排列不规则的原子——缺陷。又如，半导体工艺中常用的SiO2薄膜，它具有六边形网络式的晶体结构，但是缺乏长程有序性，也是一种非晶体；当然，若把SiO2生长成水晶的话，那就成为了单晶体。 （4）单晶体和多晶体： 晶体又可区分为单晶体和多晶体。单晶体就是整个晶体中原子的排列都具有长程有序性，即晶体结构非常完整。现在用来制造半导体器件和集成电路的Si片就是典型的单晶体。 多晶体也是晶体，它不算非晶体；但多晶体又不同于单晶体。也可以说，多晶体是由许多单晶体（晶粒）组成的。每一个晶粒是单晶体，具有长程有序性；但不同的晶粒，它们的原子排列的取向不同；并且各个晶粒之间存在一个原子排列混乱的区域——晶粒间界。总之，多晶体是包含有晶粒（单晶体）和晶粒间界（缺陷）的一种复杂晶体。 （5）准晶体： 通常说的单晶体就是具有长程有序性——原子排列具有严格的周期性和对称性的晶体，它不可能存在五度和6度以上的旋转轴对称性。然而，1984年，丹?谢赫舍特曼在快速冷却的Al4Mn 合金中发现了一种新的相，其电子衍射斑具有明显的五次对称性，并推测这种结构具有三维空间的彭罗斯拼图结构，后来在许多复杂的合金中也发现了这一现象。这种具有5度旋转对称轴的、具有长程定向有序的固体相，它只是没有平移对称性，这种固体就
晶体管的特性曲线
晶体管的特性曲线 晶体管特性曲线即管子各电极电压与电流的关系曲线，是管子内部载流子运动的外部表现，反映了晶体管的性能，是分析放大电路的依据。为什么要研究特性曲线： (1) 直观地分析管子的工作状态 (2) 合理地选择偏置电路的参数,设计性能良好的电路重点讨论应用最广泛的共发射极接法的特性曲线 1.测量晶体管特性的实验线路 图1 共发射极电路 共发射极电路：发射极是输入回路、输出回路的公共端。如图1所示。 2．输入特性曲线 输入特性曲线是指当集-射极电压U CE为常数时，输入电路( 基极电路)中基极电流I B与基-射极电压U BE之间的关系曲线I B = f (U BE)，如图2所示。 图2 3DG100晶体管的输入特性曲线 U CE=0V时，B、E间加正向电压，这时发射结和集电结均为正偏，相当于两个二极管正向并联的特性。 U CE≥1V时，这时集电结反偏，从发射区注入基区的电子绝大部分都漂移到
集电极，只有小部分与空穴复合形成I B。U CE>1V以后，I C增加很少，因此I B 的变化量也很少，可以忽略U CE对I B的影响，即输入特性曲线都重合。 由输入特性曲线可知，和二极管的伏安特性一样，晶体管的输入特性也有一段死区。只有在发射结外接电压大于死区电压时，晶体管才会导通，有电流I B。 晶体管死区电压：硅管0.5V，锗管0.1V。晶体管正常工作时发射结电压：NPN型硅管U BE0.6 ~ 0.7) V PNP型锗管U BE0.2 ~ 0.3) V 3．输出特性曲线 输出特性曲线是指当基极电流I B为常数时，输出电路(集电极电路)中集电极电流I C与集-射极电压U CE之间的关系曲线I C = f (U CE)，如图3所示。 变化曲线，所以晶体管的输出特性曲在不同的I B下，可得出不同的I C随U CE 线是一族曲线。下面结合图4共发射极电路来进行分析。 图3 3DG100晶体管的输出特性曲线图4 共发射极电路 晶体管有三种工作状态，因而输出特性曲线分为三个工作区 (1) 放大区 在放大区I C=βI B，也称为线性区，具有恒流特性。在放大区，发射结处于正向偏置、集电结处于反向偏置，晶体管工作于放大状态。 对NPN 型管而言, 应使U BE> 0, U BC< 0，此时，U CE> U BE。 (2) 截止区I B = 0 的曲线以下的区域称为截止区。 I B = 0 时, I C = I CEO(很小)。(I CEO<0.001mA)。对NPN型硅管，当U BE<0.5V 时, 即已开始截止, 为使晶体管可靠截止, 常使U BE≤0。截止时, 集电结也处于反向偏置(U BC≤ 0),此时, I C≈0, U CE≈U CC。 (3) 饱和区当U CE< U BE时，集电结处于正向偏置(U BC> 0)，晶体管工作于饱和状态。
准晶体——21世纪的新奇材料
21世纪的新奇材料：准晶体 ——综述准晶体的奇异物性和可能用途专业：物理学姓名：张文斌学号：09405130 摘要：2011年10月5日诺贝尔化学奖揭晓，以色列科学家达尼埃尔?谢赫特曼（Danielshechtman）教授因发现准晶体(quasi-crystal)而独享这份殊荣。准晶体的发现给科技界带来了极大的震动，颠覆了传统晶体学理论，打破了晶体学固有的格局，成为各领域科学家关注的焦点，其具有的独特性能，也大大激发了人们对其研究的热情。本文主要从两个方面论述这一新奇材料：即准晶体的奇异物性和可能用途。 关键词：诺贝尔化学奖准晶体奇异物性可能用途 正文： 2011年10月5日诺贝尔化学奖揭晓，以色列科学家达尼埃尔?谢赫特曼（Danielshechtman）教授因发现准晶体(quasi-crystal)而独享这份殊荣。诺贝尔化学奖评选委员会在发表的声明中表明：从原子级别观察准晶体形态，会发现原子排列具有规律，符合数学法则，但不以重复形态出现。获奖者的发现给科技界带来了极大的震动，颠覆了传统晶体学理论，打破了晶体学固有的格局，改变了科学家对固体物质结构的认识；准晶体的发现，因此而成为各领域科学家关注的焦点，其具有的独特性能以及可能用途，也大大激发了人们对它的研究热情。一、准晶体及其发现： 何谓准晶体呢？所谓准晶体，是一种介于晶体和非晶体之间的固体。物质的构成由其原子排列特点而定。原子呈周期性排列的固体物质叫做晶体，原子呈无序排列的叫做非晶体。准晶体具有完全有序的结构：在准晶体的原子排列中，其结构是长程有序的，这一点和晶体相似；但是准晶体不具有晶体所应有的平移对称性，因而可以具有晶体所不允许的宏观对称性，这一点又和晶体不同。普通晶体具有的是二次、三次、四次或六次旋转对称性，但是准晶的布拉格衍射图具有其他的对称性，例如五次对称性或者更高的六次以上对称性。 关于准晶体的发现，其过程具有很大的传奇性。关于这种长程有序的结构，其实早有发现，数学家在1960年代就推测出了这种对称模型；但是直到快20年后这种理论上的结构才和准晶体的研究联系起来。这次获得诺贝尔奖的丹尼
2020《中考物理总复习》 考点13 —— 晶体和非晶体的区别(无答案)
考点13 ——晶体和非晶体的区别 1．（2019秋?唐县期末）下列说法错误的是（） A．铝、冰、海波都是晶体 B．真空不能传声是用推理法得出的 C．增加液体的表面积可以加快液体蒸发 D．速度大小不变的运动一定是匀速直线运动 2．（2019?西宁）关于物态变化。下列说法正确的是（） A．海波是一种晶体，液态海波凝固时要放出热量 B．冰熔化成水的过程中吸收热量，温度升高 C．冰棒表面的“白霜”，是水蒸气凝固形成的小冰晶 D．春天的早晨经常出现大雾，这是汽化现象 3．（2018?葫芦岛）下列物态变化中，需要吸热且温度保持不变的是（）A．蜡熔化成蜡油 B．水凝固成冰 C．冰熔化成水 D．白霜的形成
4．（2017?齐齐哈尔）中央电视台播出的中国古诗词大会，深受观众喜爱，下列诗词中涉及到的物理知识说法正确的是（） A．春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干﹣﹣蜡烛成灰泪始干是晶体的熔化 B．月落乌啼霜满天，江枫渔火对愁眠﹣﹣﹣霜的形成是凝固现象 C．八月秋高风怒号，卷我屋上三重茅﹣﹣﹣是因为流体中流速越大的位置，压强越大D．花气袭人知骤暖，鹊声穿树喜新晴﹣﹣﹣﹣诗句体现出温度越高分子无规则运动越剧烈 5．（2019?邯郸模拟）下列分类正确的是（） A．氧化物：水、液氧、干冰 B．有机物：碳酸、塑料、葡萄糖 C．非晶体：松香、沥青、玻璃 D．省力杠杆：扳手、钳子、钓鱼竿 6．（2019?烟台模拟）2015年5月26日印度出现高温天气，首都新德里的一条道路上的沥青被烤化，斑马线变得扭曲模糊。如图所示，关于这个情景的说法正确的是（） A．沥青属于晶体 B．沥青被烤化属于熔化现象 C．沥青被烤化属于汽化现象 D．沥青被烤化过程放热 7．（2017?兰山区一模）物理实验中经常需要对物体加热，对下列各图的相关描述与实际相符的是（）
第三章《晶体结构与性质》《晶体的常识》教学设计
第三章《晶体结构与性质》《晶体的常识》教学设计 一、教学目标 1、知识与技能 （1）知道获得晶体的几种途径 （2）理解晶体的特点和性质及晶体与非晶体的本质区别 （3）初步学会确定一个晶胞中平均所含粒子数的方法 2、过程与方法 （1）收集生活素材，结合已有知识和生活经验对晶体与非晶体进行分类 （2）学生通过观察、实验等方法获取信息 （3）学会运用比较、分类、归纳、概括等方法对获取的信息进行加工 3、情感态度与价值观 （1）培养学生科学探究的方法 （2）培养学生的动手能力、观察能力、自主学习的能力，保持对生活中化学的好奇心和探知欲，增强学生学习化学的兴趣。 二、教学重点 1、晶体的特点和性质及晶体与非晶体的本质区别 2、确定一个晶胞中平均所含粒子数的方法 三、教学难点 1、确定一个晶胞中平均所含粒子数的方法 四、教学用品 课前学生收集的各种固体物质、玛瑙耳坠和水晶项链、蜂巢、晶胞实物模型、乒乓球、铁架台、酒精灯、蒸发皿、圆底烧瓶、碘、水、多媒体等 五、教学过程 １．新课导入： ［教师］上课前，我已经请同学们收集了一些身边的固体物质，大家都带来了吗？（学生：带来了）你们都带来了哪些固体呢？（学生七嘴八舌，并展示各自的固体）［教师］同学们带来的固体物质可真是琳琅满目啊！但是，我们每个人可能只带了几样，想知道别人收集了哪些固体物质吗？（学生：想）下面我们请前后四个同学组成一个小组，然后互相交流一下收集的各种固体物质，并讨论如何将这些固体物质进行分类呢？ ［分组讨论］互相交流各自所带的物品，并分类（教师进行巡视） ［教师］：请这组同学将你们带来的固体和交流的结果汇报一下。 ［学生汇报］：（我们讨论后觉得将粗盐、明矾、樟脑丸分为一类；塑料、玻璃片、橡胶分为另一类。教师追问：你们为什么会这样分呢？生：根据这些有规则的几何外形，而另一些没有。） ［教师总结］这组同学收集的物品很丰富，并通过组内讨论确定了分类依据，然后进行了恰当的分类。其实，同学们也许没有留心观察，我们身边还有许多美丽的固体，当然也有的可能是我们日常生活中不易接触到的。下面，我们就一起欣赏一下这些美丽的固体。 ［视频投影］雪花放大后的形状、烟水晶、石膏、毒砂、绿柱石、云母等晶体实物（并配以相应的解说，给学生了解到这些固态物质都有规则的几何外形。） ［教师讲述］我们就将这些有规则几何外形的固体称之为晶体，而另一些没有规则几何外形的固体称之为非晶体。 ［板书］一、晶体与非晶体 设计意图：课前请同学收集身边的固态物质，然后在课堂上展示，并分组交流讨论，最后进行分类，并在课堂上汇报。这样从学生身边的固体入手，直观、简洁地引入课题，潜移默化
晶体学课后习题答案
第一章习题 1.晶体与非晶体最本质的区别是什么?准晶体是一种什么物态? 答：晶体和非晶体均为固体，但它们之间有着本质的区别。晶体是具有格子构造的固体， 即晶体的内部质点在三维空间做周期性重复排列。而非晶体不具有格子构造。晶体具有 远程规律和近程规律，非晶体只有近程规律。准晶态也不具有格子构造，即内部质点也 没有平移周期，但其内部质点排列具有远程规律。因此，这种物态介于晶体和非晶体之 间。 2.在某一晶体结构中，同种质点都是相当点吗?为什么? 答：晶体结构中的同种质点并不一定都是相当点。因为相当点是满足以下两个条件的点：a.点的内容相同；b.点的周围环境相同。同种质点只满足了第一个条件，并不一定能够满 足第二个条件。因此，晶体结构中的同种质点并不一定都是相当点。 3.从格子构造观点出发，说明晶体的基本性质。 答：晶体具有六个宏观的基本性质，这些性质是受其微观世界特点，即格子构造所决定 的。现分别叙述： a.自限性晶体的多面体外形是其格子构造在外形上的直接反映。晶面、晶棱与角顶分别 与格子构造中的面网、行列和结点相对应。从而导致了晶体在适当的条件下往往自发地 形成几何多面体外形的性质。 b.均一性因为晶体是具有格子构造的固体，在同一晶体的各个不同部分，化学成分与晶 体结构都是相同的，所以晶体的各个部分的物理性质与化学性质也是相同的。 c.异向性同一晶体中，由于内部质点在不同方向上的排布一般是不同的。因此，晶体的 性质也随方向的不同有所差异。 d.对称性晶体的格子构造本身就是质点周期性重复排列，这本身就是一种对称性；体现 在宏观上就是晶体相同的外形和物理性质在不同的方向上能够有规律地重复出现。 e.最小内能性晶体的格子构造使得其内部质点的排布是质点间引力和斥力达到平衡的 结果。无论质点间的距离增大或缩小，都将导致质点的相对势能增加。因此，在相同的 温度条件下，晶体比非晶体的内能要小；相对于气体和液体来说，晶体的内能更小。 f.稳定性内能越小越稳定，晶体的稳定性是最小内能性的必然结果。 4.找出图1-2a中晶体平面结构中的相当点并画出平面空间格子（即面网）。 答：取其中一个Si原子为研究对象，找出其相当点并画出其空间格子（见下图）
半导体管特性图示仪的使用和晶体管参数测量
半导体管特性图示仪的使用和晶体管参数测量 一、实验目的 1、了解半导体特性图示仪的基本原理 2、学习使用半导体特性图示仪测量晶体管的特性曲线和参数。 二、预习要求 1、阅读本实验的实验原理，了解半导体图示仪的工作原理以及XJ4810 型半导体管图示仪的各旋钮作用。 2、复习晶体二极管、三极管主要参数的定义。 三、实验原理 （一）半导体特性图示仪的基本工作原理 任何一个半导体器件，使用前均应了解其性能，对于晶体三极管，只要知道其输入、输出特性曲线，就不难由曲线求出它的一系列参数，如输入、输出电阻、电流放大倍、漏电流、饱和电压、反向击穿电压等。但如何得到这两组曲线呢？最早是利用图4-1 的伏安法对晶体管进行逐点测试，而后描出曲线，逐点测试法不仅既费时又费力，而而且所得数据不能全面反映被测管的特性，在实际中，广泛采用半导体特性图示仪测量的晶体管输入、输出特性曲线。 图4-1 逐点法测试共射特性曲线的原理线路用半导体特性图示仪测量晶体管的特性曲线和各种直流参量的基本原理是用图4-2（a）中幅度随时间周期性连续变化的扫描电压UCS代替逐点法中的可调电压EC，用图4-2（b）所示的和扫描电压UCS的周期想对应的阶梯电流iB来代替逐点法中可以逐点改变基极电流的可变电压EB，将晶体管的特性曲线直接显示在示波管的荧光屏上，这样一来，荧光屏上光点位置的坐标便代替了逐点法中电压表和电流表的读数。
1、共射输出特性曲线的显示原理 当显示如图4-3 所示的NPN 型晶体管共发射极输出特性曲线时，图示仪内部和被测晶体管之间的连接方式如图4-4 所示. T是被测晶体管,基极接的是阶梯波信号源,由它产生基极阶梯电流ib 集电极扫描电压UCS直接加到示波器(图示仪中相当于示波器的部分,以下同)的X轴输入端,,经X轴放大器放大到示波管水平偏转板上集电极电流ic经取样电阻R得到与ic成正比的电压,UR=ic,R加到示波器的Y轴输入端,经Y轴放大器放大加到垂直偏转板上.子束的偏转角与偏转板上所加电压的大小成正比,所以荧光屏光点水平方向移动距离代表ic的大小,也就是说,荧光屏平面被模拟成了uce-ic 平面. 图4-4 输出特性曲线显示电路输出特性曲线的显示过程如图4-5 所示 当t=0 时, iB =0 ic=0 UCE =0 两对偏转板上的电压均为零,设此时荧光屏上光点的位置为坐标原点。在0-t1,这段时间内,集电极扫描电压UCS 处于第一个正弦半波周期。
第三章晶体结构与性质
第三章晶体结构与性质 第二节分子晶体与原子晶体（第1课时） 【学习目标】 1.说出分子晶体的定义、构成微粒、粒子间的作用力及哪些物质是典型的分 子晶体。 2.以冰和干冰为典型例子描述分子晶体的结构与性质的关系，解释氢键对冰晶 体结构和和物理性质的影响。 【预学能掌握的内容】 【自主学习】 一．分子晶体 1．定义：________________________________ 2.构成微粒________________ 3.粒子间的作用力：____________________ 4. 较典型的分子晶体有：①②_______ 单质 ③氧化物④⑤ 此外，还有少数盐是分子晶体，如 5.分子晶体的物理性质：熔沸点较____、易升华、硬度____。固态和熔融状态 下都。 6.分子间作用力对物质的性质有怎么样的影响？ 一般说来，对与组成和结构相似的物质，相对分子量越大，分子间作用力越 ____，物质的熔沸点也越____。但是有些氢化物的熔点和沸点的递变却与此不 完全符合，如：NH 3 ，H 2 O和HF的沸点就出现反常,因 为这些分子间存在____键。 7.分子晶体的结构特征： （１）只有范德华力，无分子间氢键－分子晶体的结构特征 为。如：C60、干冰、I2、O2。 如右图所示，每个CO2分子周围有个紧邻的 CO2分子。 （２）有分子间氢键－不具有分子密堆积特征。如：冰 中每个水分子周围只有个紧邻的水分子，这一 排列使冰晶体中水分子的空间利用率不高，留有相当大 的空隙。 【预学中的疑难问题】 【合作探究】 1.大多数分子晶体的结构特征 （1）大多数分子晶体采用堆积 （2）若用一个小黑点代表一个分子，试画出大多数分子晶体的晶胞图 (3)干冰晶体 ①二氧化碳分子在晶胞中处于什么位置？ ②一个干冰晶胞中含有几个分子？ ③每个CO2分子周围有几个距它最近的分子？ ④干冰晶体中CO 2 分子的排列方向有几种 ④干冰和冰，那种晶体密度大？试从晶体结构特征解释。
准晶体解释
质疑和嘲笑声包括著名化学家、两届诺贝尔奖得主莱纳斯·鲍林在内的一些化学界权威纷纷质疑谢赫特曼的发现。即便如此，谢赫特曼也并未动摇自己的信念。在1984年夏，他们向《应用物理杂志(Journal of Applied Physics)》投了一篇稿件，可是，立即遭到了编辑的拒绝，稿件被退了回来。 晶体的定义应当是晶体是内部质点在3维空间呈周期性重复排列的固体或者说晶体是具有周期平移格子构造的固体。 准晶体的定义应当是准晶是同时具有长程准周期性平移序和非晶体学旋转对称性的固态有序相。相对于晶体可以用一种单胞在空间中的无限重复来描述 准晶体也可以定义为:准晶是由两种(或两种以上“原胞”在空间无限重复构成的这些“原胞”的排列具有长程的准周期平移序和长程指向序 三维准晶、二维准晶和一维准晶指立体，平面、线条。 准周期性：一些事物运动的规律性不是很强,例如经济的运行,周期就有长有短,像这种不固定的周期就称准周期,以区别于上述意义上的周期.准,本来就是相近相似的意思.所以准周期就是近似意义上的周期。 二十面体准晶因具有磁各向异性而降低了磁导率 纳米畴就是具有纳米结构的晶体，它的边界叫畴。 Laves相的晶体结构有三种类型：①MgCu2型属立方晶系，②MgZn2型属六方晶系，③MgNi2属六方晶系 晶体的各向异性即沿晶格的不同方向，原子排列的周期性和疏密程度不尽相同，由此导致晶体在不同方向的物理化学特性也不同，这就是晶体的各向异性。 毫米级大块准晶难以制备的原因： 生成过程包括成核和长大两个过程。一般是通过极冷淬火，准晶物质通常是伴随过饱和固溶体和其它金属间化合物一起形成的。准晶体形成过程虽然还不太楚,但大致可以有以下种基本情况，气体-准晶体，溶体、熔体-准晶体，晶体-准晶体，玻璃-准晶体。 光学性能（高的红外传导率）和足够的热稳定性（抗氧化及扩散稳定性）
准晶体的发现与应用
准晶体的发现与应用 周宸材料科学与工程2009051005 2011-12-13 2011年的诺贝尔化学奖公布之后，科学界“天本地裂”。来自以色列的科学家丹尼尔·舍特曼因发现准晶体而获奖。准晶体颠覆了常年来的权威，打破了晶体学固有的格局。所以，我对准晶体很感兴趣，于是查找了许多文献资料。 准晶体的定义是，物质的构成由其原子排列特点而定。原子呈周期性排列的固体物质叫做晶体，原子呈无序排列的叫做非晶体，准晶是一种介于晶体和非晶体之间的固体。准晶具有完全有序的结构，然而又不具有晶体所应有的平移对称性，因而可以具有晶体所不允许的宏观对称性。 1982年，海法市以色列理工学院的丹尼尔?谢赫特曼（Daniel Shechtman）发现，一种铝锰合金好像具有五重对称性，也就是说，当其中的原子形成的图案旋转五分之一周（72度）时，图案看起来基本上是相同的。其他研究人员都嘲笑该发现，因为当时这种排列被认为在数学上是不可能做到的。然而，科学家们最终认识到，通过自身的排列，图案达到几乎重复但永远也不能重复时，固体中的原子可以得到这样的对称，变成“准晶体”。 先来讲一下为什么准晶体一直不被认为存在。就像孩子们的简单游戏所证明的那样，该解释对晶体可能拥有的对称性提出了限制。假如你想通过排列一模一样的瓷砖来铺盖桌面，利用重复的三角形瓷砖可以完成这项含有技巧的任务，所以有可能制造出具有三重对称性的晶体；利用四边形和六边形瓷砖也可以完成这项任务，因此也可以制造出四重和六重对称性的晶体。但是，利用五边形瓷砖无法完成这项任务，因为瓷砖之间总会有空隙。于是，不可能存在具有可重复排列的五重对称性晶体。因此，准晶体难以存在。 但是，科学家可以这样做。1982年4月8日上午，在马里兰州盖瑟斯堡市国家标准与技术研究院工作期间，谢赫特曼取了铝锰合金样品，为了防止结晶，他事先将样品速冻，并向其中发射了电子束。如果这种材料中存在有序排列的原子，电子就会通过原子的表面衍射出来，并且以特定的角度显现出探测器可以辨认的图案。谢赫特曼看到的衍射图案不同于以往看到的任何图案：它是亮点构成的同心圆，每个圆圈内有10个点。这些圈符表明，不可能的对称性是存在的。谢赫特曼用尽一切办法，一再检查自己的实验。但是，都得到了一样的结果。1 试验明确的说明，就算不能铺满平面，五边形也能组成相对对称的具有长程周期性的结构，这就是所谓的准晶体。 其实，现实生活中，准晶体的图案也是早为大家所熟知，却没有激发以前的科学家的灵感，不得不说是一种遗憾。例如，马赛克镶嵌工艺。数量上有限的、不同形状的瓷砖拼在一起，形成的图案从不重复。阿拉伯艺术家早在13世纪时就运用了这样的镶嵌工艺来装饰建筑物，例如当时装饰的西班牙格拉纳达市的阿尔汉布拉宫。20世纪60年代和70年代的时候，数学家们企图发现最少用多少块瓷砖就可以拼出这种非周期性的图案。20世纪70年代中期，彭罗斯得出答案：仅用两块菱形瓷砖作为一套就可以做到这一点。看一看彭罗斯图案，你就可以发现其中有许多五边形和十边形。 晶体学家阿伦?麦凯（Alan Mackay）利用圆圈代表彭罗斯瓷砖砖角处的原子，建造了一
晶体与非晶体的本质区别是什么
第一章 1.1 晶体与非晶体的本质区别是什么？单晶体为何有各向异性？而实际金属却表现为各向同性？ 1.2 作图表示立方晶系（211）、（112）、（210）、（321）、（223）、（236）晶面与[111]、[111]、[021]、[112]、[11]、[123]晶向。 1.3 立方晶系中，{120}、{123}晶面族包括哪些晶面？ 1.4 铜和铁室温下的晶格常数分别为0.286nm 和0.3607nm ，求13cm 铁和铜中的原子数。 1.5 常见的金属晶体典型结构有哪几种？αFe ?、γFe ?、Cu 、Al 、Ni 、Pb 、Cr 、V 、Mo 、Mg 、Zn 、W 各属何种晶体结构？ l.6 分析纯金属冷却曲线中出现“过冷现象”和“平台”的原因。 1.7 液态金属过冷提供了结晶的驱动力，所以只要有过冷就可以形核，试分析此种说法是否正确？ 1.8 凝固时典型金属晶体生长具有何种长大机制？何种条件下，纯金属晶体长大后会得到树枝晶？ 1.9 说明过冷（或过冷度）对晶粒细化的影响、如何理解降低浇注温度对晶粒细化的作用。 1.10 试说明布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度的应用范围及相互关系。 1.11 试分析钨（熔点3380℃）和铁（熔点1538℃）在1100℃变形，铅（熔点323℃）和锡（熔点232℃）在室温（20℃）变形，能否发生加工硬化现象？ 1.12 发动机曲轴毛坯的加工方法为锻造，试问锻造前为什么要将坯料加热？ 1.13 指出面心立方金属中位于（111）和（111）滑移面上每一个滑移方向的晶向指数（作图并标出）。 1.14 某面心立方晶体[001]晶向的拉伸应力达到 20MPa 时，（111）、［110］滑移系上位错开始滑移， 求临界分切应力。 1.15 说明滑移和孪生的主要区别？ 1.16 一块厚金属板冷弯180℃后进行再结晶退火，试画出纵截面上显微组织示意图。 第二章 2.1 什么是固溶强化？造成固溶强化的原因是什么？ 2.2 合金相图反映一些什么关系？应用时要注意什么问题？ 2.3 为什么纯金属凝固时不能呈枝晶状生长，而固溶体合金却可能呈枝晶状生长？ 2.4 30kg 纯铜与20kg 纯镍熔化后慢冷至125O ℃，利用图2.3的Ni Cu ?相图，确定： ⑴合金的组成相及相的成分；⑵相的质量分数。 2.5 示意画出图2.8中过共晶合金Ⅳ（假设Sn w =70％）平衡结晶过程的冷却曲线。画出室温平衡组织示意图，并在相图中标注出组织组成物。计算室温组织中组成相的质量分数及各种组织组成物的质量分数。 2.6 铋 （Bi ）熔点为271.5℃，锑 （Sb ）熔点为630.7℃，两组元液态和固态均无限互溶。缓冷时=Bi w 50％的合金在520℃开始析出成分为=Sb w 87％的α固相，=Bi w 80％的合金在400℃时开始析出=Sb w 64％的α固相,由以上条件: ⑴ 示意绘出Sb Bi ?相图，标出各线和各相区名称； ⑵ 由相图确定Sb w = 40％合金的开始结晶和结晶终了温度，并求出它在400℃时的平衡相成分和相的质量分数。 2.7 若Sn Pb ?合金相图（图2.8）中f 、c 、d 、e 、g 点的合金成分分别是Sn w 等于2％、19％、61％、97％和99％。问在下列温度（t ）时，=Sn w 30％的合金显微组织中有哪些相组成物和组织组成物？它们的相对质量百分数是否可用杠杆定律计算？是多少？ ⑴t =300℃；⑵刚冷到183℃共晶转变尚没开始；⑶在183℃共晶转变正在进行中；⑷共晶转变刚完，
准晶体的性能及其应用
准晶体的性能及其应用 潘正根0943011041四川大学材料科学与工程学院 摘要：1984年底, 美国国家标准局的Shechtman 等人报导了他们在急冷Al-Mn 合金中观测到五次对称电子衍射图的相, 它不具有传统晶体学的对称性，称这种具有5次对称而无周期平移序的物质为准周期性晶体（准晶）。准晶体具有独特的属性，坚硬又有弹性、非常平滑，而且，与大多数金属不同的是，其导电、导热性很差，因此在日常生活中大有用武之地。科学家正尝试将其应用于其他产品中，比如不粘锅和发光二极管等。 1准晶的性能 1.1物理性能 1.1.1密度 准晶的密度比经过退火后得到的相同成分晶态相的密度约低2% , 这表明准晶中原子的排列虽然比较密集,但其有序度低于晶态合金。 1.1.2导电性 与金属的导电性质相比，准晶显示出一种迥然不同的性质。准晶一般有比较大的电阻；如在温度为4K 时二十面体准晶Al -Cu-Fe的电阻率ρ（4K）=4.3m Ω cm， I-Al-Cu-Ru 的电阻率ρ（4K）=30m Ω m。当温度不太高时，准晶的电阻随温度的增加而减少，在AlCuCo 二维准晶中, 沿10次轴这个周期方向, 电阻随温度升高而增大（圆圈）, 与金属中的情况一致；而在与此正交的准周期方向, 电阻随温度升高而减小（圆点）, 与半导体相似。这种反常的各向异性可能对制造电子器件有用。美国贝尔实验室也在进行类似的研究。
准晶的电阻与其组分浓度有关。实验发现，准晶的导电性能随样品质量的改善反而降低。准晶异常的导电性能反映准周期结构对物理性能的影响，它可以从准周期系统中电子结构的异常性中得到解释。 1.1.3导热性 与普通金属材料相比, 准晶材料的导热性较差。在室温下准晶的导热率比铝和铜低两个数量级、比不锈钢低一个数量级,与常用的高隔热材料ZrO2 相近。与准晶的电阻率一样,准晶的导热性也具有负的温度系数,并且对准晶结构的完整性也较为敏感,即准晶结构越完整其导热性越差。此外,准晶的热扩散系数和比热容都随温度的升高而增大。 1.1.4磁性能 这里主要介绍实验研究较多的Al-Mn系二十面体准晶的磁性研究成果。根据研究Al-Mn 系准晶合金的直流和交流磁化率与温度之间的关系发现 ,其磁化率与温度之间遵守居里-外斯规律, 显示负的居里温度,并在约10K时存在自旋玻璃转变。由直流磁化率与温度的关系求出含Mn为20a t%的Al-Mn及Al-Mn-Si系准晶合金的平均有效磁矩为1. 4μB。通过进一步的核磁共振、核比热与磁比热以及饱和磁矩的研究发
准轮烷分子晶体结构及切割
Vol .28 高等学校化学学报No .52007年5月 CHE M I CAL JOURNAL OF CH I N ESE UN I V ERSI TI ES 894～896 [研究快报] 瓜环[2]准轮烷分子晶体结构及切割D NA 研究 霍方俊,阴彩霞,杨 频 (山西大学分子科学研究所,化学生物学与分子工程教育部重点实验室,太原030006) 关键词 瓜环;准轮烷;晶体结构;DNA 切割 中图分类号 O629.7 文献标识码 A 文章编号 025120790(2007)0520894203 收稿日期:2006211210. 基金项目:国家自然科学基金(批准号:30470408)资助. 联系人简介:杨 频(1933年出生),男,教授,博士生导师,主要从事生物无机及超分子化学研究.E 2mail:yangp in@sxu .edu .cn 核酸DNA 和RNA 的定位断裂是分子生物学和基因工程的核心技术,是生物化学研究的前沿领域.开发这一技术的必备前提和关键是对人工核酸切割试剂的研究.有关核酸切割试剂切割机理的研 究不但对理解核酸酶的作用机理极为有用,而且在疾病的基因治疗中也具有十分重要的作用[1].另 外,核酸切割试剂也可以作为分子生物学的重要工具用来研究核酸高级结构[2].但已报道的核酸切割试剂绝大部分是金属或者金属配合物,不含金属离子的DNA 切割试剂极少.因此,研究不含金属离子 的核酸切割试剂具有理论意义和应用潜力[3]. 瓜环(Cucurbit[n ]uril,n =4～12;简记为CB [n ])[4,5]是超分子化学中继环糊精(Cycl odextrin )、冠 醚(Cr own ether )及杯芳烃(Calixarene )之后发展起来的一类新型高度对称的桶状大环分子.在超分子组装、分子识别、离子通道、超分子生物学、纳米科学、超分子药物学等领域中展现出广泛的应用前 景[6,7].有关基于瓜环的核酸切割的研究报道[8]极少.文献[9]通过瓜环CB [6]和1,62二咪唑基己烷二溴酸盐反应,合成了新的准轮烷分子,并报道了其晶体结构及超分子组装.进一步的研究发现,该种类型的准轮烷在生理条件下能够对DNA 实施有效切割,切割机理可能是一个客体分子与主体瓜环协同作用的结果. 本文报道了瓜环[2]准轮烷分子晶体结构及DNA 的切割. 1 实验部分 1.1 试剂与仪器 瓜环CB [6]按文献[4,5]方法合成;1,62二咪唑基己烷二盐酸盐为本实验室自制; [2]准轮烷分子自制;质粒DNA (pBR 322DNA )购自华美公司.与DNA 作用时,样品均溶解在10mmol/L Tris ?HCl 和612mmol/L NaCl 的二次蒸馏水缓冲液(pH =7118)中.其它试剂均为市售分析纯或生化试剂. B ruker 300核磁共振仪(D 2O 为溶剂,T MSP 为内标);Perkin 2El m er 240 C 元素分析仪;Beck man Ф50精密pH 酸度计;DYY Ⅲ32型电泳槽和DYY Ⅲ型电泳仪. 1.2 [2]准轮烷分子合成 将100mg (011mmol )瓜环CB [6]和2912mg (011mmol )客体分子B I M H 2Cl 溶于20mL 蒸馏水中,用80℃油浴保温,搅拌24h .减压浓缩至约5mL,加入30mL 四氢呋喃,析出白色固体.抽滤,用少量丙酮淋洗,真空干燥24h,得121mg [2]准轮烷分子CB [6]/B I M H,产率 86%.1H NMR (300MHz,25℃,D 2O ,T MSP ),δ:9116(s,2H ),7192(s,2H ),7137(s,2H ),5178(d,12H ),5158(s,12H ),4132(d,12H ),3199(t,4H ),1118(m ,4H ),0157(m ,4H );13C NMR (300MHz,D 2O ),δ:15518,13512,12313,11618,7111,5112,4816,2816,2713;ESI 2MS:60817(双电荷阳离子),121514(单电荷阳离子).元素分析(%,C 36H 36N 24O 12?C 12H 20N 4?2Cl ?8H 2O 计算值):C 39199(40122);H 4197(5103);N 27112(27137). 1.3 晶体结构测定 选取015mm ×014mm ×013mm 的无色单晶,在带有石墨单色器的S MART510
准晶体的发现及意义
准晶体的发现及意义 提要： 准晶是一种介于晶体和非晶体之间的固体，具有完全有序的结构，然而又不具有晶体所应有的平移对称性，因而可以具有晶体所不允许的宏观对称性。1982年准晶体的发现，给晶体学界带来了巨大的冲击，此后的数十年里，人们对于准晶体的探索从未停止，2009年，自然界发现天然准晶体化合物，时至今日，准晶体的原子排列组成与结构规律尚未被完全解析。 正文： 原子呈周期性排列的固体物质叫做晶体，原子呈无序排列的叫做非晶体，准晶是一种介于晶体和非晶体之间的固体。准晶体具有完全有序的结构，然而又不具有晶体所应有的平移对称性，因而可以具有晶体所不允许的宏观对称性。物质的构成由其原子排列特点而定[1]。 以色列科学家丹尼尔-谢赫特曼（Daniel Shechtman）因发现准晶体而一人独享了2011年诺贝尔化学奖：2011年，70岁的谢赫特曼将获得1000万瑞典克朗(约合140万美元)的奖金，他发现了准晶体，这种材料具有的奇特结构，推翻了晶体学已建立的概念。许多年以来，凝聚态物理学家们仅仅关心晶态的固体物质。然而，在过去的几十年，他们逐渐把注意力转向“非晶”材料，如液体或非晶体，这些材料中的原子仅在短程有序，被称为缺少“空间周期性”。 准晶体的结构在20世纪之前就已经被建筑师熟知，例如在伊朗伊斯法罕的清真寺，上面瓷砖的图案就是按照准晶样式排列。 1961年，数学家王浩提出了用不同形状的拼图铺满平面的拼图问题。数学家们已经知道，可以用单一形状的拼图拼满一个平面，例如任意形状的四边形或者正六边形，但是当增加拼图单元的种类时，就能够构造出更多的拼满一个平面的方法。两年后，王浩的学生Robert Berger构造了一系列不具有周期性的拼图方法。之后铺满平面所需要的拼图种类越来越少，1976年Roger Penrose构造了一系列只需要两种拼图的方法，这种方法拼出来的图案具有五次对称性。
(完整版)晶体与非晶体的区别
晶体与非晶体的区别 物质的存在状态一般有三种情况：固态、液态和气态。固体又分为两种存在形式：晶体和非晶体。 所谓晶体就是指物质在熔化和凝固过程中，固态和液态并存时，温度保持不变，这类物质叫做晶体。例：海波、萘、石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、糖、味精、水晶、钻石、冰、干冰、霜、雪、冰雹、雪糕、各种金属。 而非晶体是指物质在熔化和凝固过程中，其温度不断的变化，没有固定的熔点和凝固点。例：玻璃、蜡、松香、沥青、橡胶、塑料、布。 (1) 从外形上观察： 晶体都有自己独特的、呈对称性的形状。如食盐呈立方体；冰呈六角棱柱体；明矾呈八面体等。非晶体的外形则是不规则的。如沥青、玻璃、松香、石蜡等。 （2）从温度上测量： 晶体在熔化(或凝固)过程中温度保持不变,即有确定的熔点(或凝固点)。如冰（或水）的熔点（或凝固点）是0℃、海波的熔点（或凝固点）是48℃。非晶体在熔化(或凝固)过程中温度持续上升(或下降),没有确定的熔点(或凝固点)。在给物质加热过程中，我们可以借助实验温度计，在物质熔化时，测量其温度是否发生变化，如果温度不变的就是晶体，温度上升的就是非晶体。 (3)从物质的状态上观察： 晶体在熔化(或凝固)过程中呈固液共存态。如冰熔化时，先是有一部分冰化成水，然后，随着熔化的进行，冰越来越少，水越来越多，只到最后冰全部化成水。非晶体在熔化(或凝固)过程中先是整体变软(或变硬),然后流动性越来越大(或越小),最后变成液态(或固态)。如我们看到的蜡烛点燃时就是这样，靠近火焰的地方先变软再变成液态的蜡油。不像冰熔化时，尽管有一部分冰已经化成了水，而其它部分的冰仍然是很坚硬的固体。
(4)从图像上看： 根据晶体熔化(或凝固)时的温度不变这一特征，所以在晶体熔化和凝固图像上就表现为在它的变化曲线有一段是平滑的或者说是有一段图像曲线是与时间轴是平行的。而非晶体熔化(或凝固)时的温度变化曲线中则没有这一段。