時間：2023-05-30 10:06:48
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇晶體結構，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
A. 具有規則幾何外形的固體一定是晶體
B. 任何晶體中都含有化學鍵
C. 含有陽離子的晶體一定屬于離子晶體
D. 含有陰離子的晶體一定屬于離子晶體
2.右圖為冰的一種骨架形式，依此向空間延伸，則x mol冰中含有氫鍵（ ）
A.2x mol B.4x mol
C.6x mol D.8x mol
3. 下列物質的熔、沸點高低順序正確的是（ ）
A. C60>晶體硅
B. NaCl>Hg>HF
C. 離子化合物>共價化合物
D. 金剛石>生鐵>純鐵
4. 在氯化鈉晶體中，與某個Na+距離相等且最近的Cl-所圍成的空間幾何構型為（ ）
A. 正四面體 B. 正八面體
C. 正六面體 D. 正二十面體
5. 下列晶體：①Na2O2、②固體氨、③NaCl、④SiO2、⑤冰、⑥干冰，其中含有三種作用力的是（ ）
A. ①②③ B. ①②⑥
[A][B][C]C. ②⑤ D. ⑤⑥
6. 某晶體的結構如右圖所示，這種晶體中A、B、C三種微粒數目之比為（ ）
A. 1∶4∶2 B. 2∶9∶4
C. 3∶9∶4 D. 3∶8∶4
7. 某晶體為體心立方晶格（如左圖），實驗測得其密度為ρ（g?cm-3）。已知它的相對原子 質量為a，阿伏加德羅常數為NA，假定晶體中原子為等直徑的剛性球且處于體對角線上的三個球相切。則晶體中原子的半徑r（cm）為（ ）
A. [2aNAρ3] B.[3?2aNAρ3]
C. [34?2aNAρ3] D. [12?2aNAρ3]
8. 元素X的某價態離子Xn+中所有電子正好充滿K、L、M三個電子層，它與N3-形成的晶體結構如圖所示。
（1）該晶體的陽離子與陰離子個數比為 。
（2）該晶體中Xn+中n= ，X元素的原子序數是 。
（3）晶體中每個N3-被 個等距離最近的Xn+包圍。
9.目前，利用金屬或合金儲氫的研究已取得很大進展，右圖是一種鎳基合金儲氫后的晶胞結構圖。
①該合金的化學式是 。
②該合金儲氫后，含1 mol La的合金可吸附H2的數目為 。
10.碳族元素C、Si、Ge、Sn、Pb：
（1）碳納米管有單層或多層石墨層卷曲而成，其結構類似于石墨晶體，每個碳原子通過 雜化與周圍碳原子成鍵，多層碳納米管的層與層之間作用力為 。
（2）鉛、鋇、氧形成的某化合物的晶胞結構：Pb4+處于立方晶胞頂點，Ba2+處于晶胞中心，O2-處于晶胞棱邊中心，該化合物的化學式為 ，每個Ba2+與 個O2-配位。
11. 銅是重要金屬，Cu的化合物在科學研究和工業生產中具有許多用途。
（1）下圖?????表示的是Cu晶體中微粒的堆積方式，其空間利用率為 ，配位數為 。若Cu晶體中一個晶胞的邊長為a cm，則晶體的密度為 。
甲 乙 丙
（2）一種銅合金晶體具有立方最密堆積的結構，在晶胞中Cu原子處于面心，Au原子是處于頂點位置，則該合金中Cu原子與Au原子數量之比為 ；
摘要：自身的微觀結構是物質的各種宏觀性質源。物質與性質之間的關系則是物理、化學、材料科學以及分子生物等多種學科的重要研究內容。而對于與眾多學科有著密切相關聯系的晶體結構的分析，是測定固態無知的微觀結構在原子層次上的主要手段。晶體結構分析服務于許多學科的同時也被許多學科所促進著。
關鍵詞：晶體結構；物質內部結構； 衍射； X—射線單晶體結構； 分子生物學；同晶體置換法
作為物理學研究之一的晶體結構分析，主要是研究怎樣能夠利用晶態物質對x—射線、電子及中子的衍射效應來測定物質的微觀結構。晶體結構分析與許多學科都是相輔相成的，它能夠服務于許多學科，學多學科的發展也能對晶體結構分析產生深刻的影響。另外由于晶體分析擁有自己獨體的體系，所以從它自身角度而言，是能夠對所服務的學科起到促進作用的。
晶體結構是以物理學中幾項重要進展為奠基，同時也是倫琴發現X—射線之后所創設的最重要學科之一。從1895年W.C Roentgen發現X—射線一直到1931年E. Ruska建造出第一臺電子顯微鏡，這其中幾年所發生的幾項重大的物理學進展使人類對怎樣在原子層次上研究物質內部結構有了重大突破，可以說是掌握了其研究手段。他們也因此而獲得了當年的諾貝爾物理學獎。通過對物質內部結構與性質的關系進行研究得出了晶體結構分析能夠有力的促進各個相關學科的發展。可以說，晶體結構分析的發展是一個在完善自身的同時不斷擴大應用的過程。而諾貝爾獎的年譜也將記錄下晶體結構分析歷史上的重大事件并展示出其與其他各學科相互作用所產生的豐碩果實。
以X—射線衍射為代表的衍射分析方法和以電子顯微術為代表的顯微成像方法是晶體結構分析的兩類主要方法。再加上電子顯微成像也可以說是兩上相繼的電子衍生過程，所以說，晶體結構分析的核心是衍射分析。晶體結構同它的衍射效應之間所存在的互為Fourier變換的關系就是衍射分析方法測定晶體結構的理論依據。晶體向各個方向所發出的衍射的振幅和相位就是這里所說的衍射效應。通過衍射實驗可以記錄出各個方向上衍射波的振幅，但是由可以預見的未來及目前狀況來看，想要找到有普遍意義的實用方法來記錄由晶體發出的衍射波的相位是很難做到的。設法找回“丟失了的”相位則是從衍射效應的Fourier變換解出晶體結構的前提條件。以上就是對“相位問題”的簡單解釋了，它也是研究晶體結構分析方法的關鍵所在。
人們對有機物特別是生命物質內部結構所產生興趣主要是由于晶體結構分析在無機化合物研究上所取得的成功。由于二十年代中期的分析技術和方法都還很原始，導致英國從那時開始歷經十多年的研究卻仍沒有在有機物晶體結構研究中取得重大突破，直到三、四十年代晶體結構分析方法和技術大發展的時期。嘗試法是早期的晶體結構分析用以解決相位問題的主要方法。其重點是根據自身掌握的線索猜想出一個結構模型，再根據這個模型計算出相應的一組理論衍射強度，從而將其與實驗所依據的衍射強度作比較并據此對模型進行修改。經過多次反復實驗，使之得到與理論的衍射強度相吻合的結論。實驗科學往往類似于藝術創作，同樣的方法也可以用來測定晶體結構。但是它卻無法適應測定復雜晶體結構的需要。英國的W.L.Bragg和J.M.Cork早在二十年代后期便提出了用原子法和同晶型置換法來解決相位問題。這兩種方法對于后來一系列有機物和蛋白質的晶體結構分析發揮了重大貢獻，但是由于當時沒有確定的它們所依賴的重原子的位置方法導致他們在誕生后的一段長時間里沒有發揮很大作用。在Patterson通過幾年的研究發展，最終形成的Patterson法和以它為基礎的重原子法和同晶型置換法等成就了用以處理相位問題最有效手段的X—射線單晶體結構分析。再加上對實驗技術和結構精修技術的改進，使晶體結構分析達到了一個機關報的不平并且終于將有機物和生命物質的大寶藏打開了。
美國的L.Pauling在1954年獲得諾貝爾化學獎，他所領導的小組花了十幾年時間測定一系列的氨基酸和肽的晶體結構后，通過對小分子結構規律的總結預言生物大分子結構特征最成功的范例就是得出形成多肽鏈構型的基本原則并在1951年推斷多肽鏈將形成a—螺旋構型或折疊層構型。英國的D.Hodgkin領導的小組通過測定青霉素和維生素等一系列重要的生物化學物質的晶體結構而獲得了1964年的諾貝爾化學獎。美國的W.N.Lipscomp則是通過對硼烷結構化學的研究而獲得了1975年的諾貝爾化學獎。這些獲獎的工作也都是以晶體結構分析為研究手段而取得的成果。換句話說，沒有晶體結構分析自身在理論和技術上的日積月累，上面的幾個諾貝爾獎就不會產生。
出自Cavendish實驗室的兩項發現在分子生物學上具有劃時代的意義。第一項是1935年J.D,Watson和F.H.C.Crick將遺傳學的研究推進到了分子的水平上，它根據X—射線衍射實驗建立了脫氧核糖核酸（即DNA）的雙螺旋結構。另一項是始于三十年代并且前后延續二十多年間牽涉到數位科學家的利用X—射線衍射分析方法測定肌紅蛋白和血紅蛋白晶體結構的工作，在1960年終于將這兩個蛋白質的晶體結構測定出來，它也首次將大分子的內部結構揭示了出來，同時所運用的多對同晶型置換法也是測定生物大分子晶體結構的一種沿用至今的有效方法。它在原有的同晶型置換法的基礎上又在實驗技術和分析理論中加入了嶄新的內容，這項工作的代表人物J.C.Kendrew和M.F.Perutz也獲得了1962年的諾貝爾化學獎。
到現今為止，人們已經對晶體的性質和描述方法有了深入的認識，可以說，晶體物理學與其他材料物理學相比而言已經發展到了成熟的階段。
參考文獻：
中國科學院研究所 范海福《晶體結構分析及其發展》
【摘要】 目的 測試Schiff堿及其金屬配合物的抑菌活性。 方法 采用溶液法合成Schiff堿及其金屬配合物，用比濁法測定兩者的最低抑菌濃度(MIC)。 結果 Schiff堿及其銅(Ⅱ)配合物對綠膿桿菌、大腸桿菌、金黃色葡萄球菌均有抑制作用。 結論 對二甲氨基苯甲醛縮1，3丙二胺合銅(Ⅱ)配合物的抑菌能力優于對二甲氨基苯甲醛縮1，3丙二胺。
【關鍵詞】 苯甲醛類; 二胺類; 銅，希夫堿類; 晶體學
Schiff堿化合物大多具有生物活性，某些化合物還具有良好的抗病原微生物和顯著抗癌活性[13]，過渡元素席夫堿配合物也有具有抗菌、抗癌、抗病毒等生物活性[4]。芳香醛縮二胺類Schiff堿的抑菌活性已有報道[5]。為了拓寬芳香醛縮二胺類及其配合物的研究領域，進一步了解該類化合物的結構特征和抑菌活性，筆者探討Schiff堿 N，N'雙對二甲氨基苯甲醛縮1，3丙二胺及其銅(Ⅱ)配合物的合成、晶體結構和抑菌活性。
1 材料和方法
1.1 材料
1.1.1 試劑 甲醇(Analytical Reagent，AR)，1，3丙二胺(98%)，4二甲氨基苯甲醛(99%)，DMF(AR)，NaOH(Chemically Pure)，MuellerHinton瓊脂(中國檢驗檢疫科學研究所，北京陸橋技術有限責任公司，批號070202)，028040MH肉湯(廣東環凱微生物科技有限公司，批號200701031)，硫酸慶大霉素(鄭州卓峰制藥廠，批號8061911)，水為蒸餾水。
1.1.2 儀器 不銹鋼手提式壓力蒸汽滅菌器(YXQSG46280S，上海博迅實業有限公司)，生化培養箱(上海精宏實驗設備有限公司)，Rigaku RAXISRAPID X射線單晶衍射儀(日本理學公司)。
1.2 方法
1.2.1 Schiff堿 N，N'雙對二甲氨基苯甲醛縮1，3丙二胺的合成 稱取反應物4二甲氨基苯甲醛0.895 2 g溶于50 mL甲醇中，加入1，3丙二胺0.25 mL，混合，以聚乙烯薄膜密封，室溫下晶化7 d，得到淡黃色塊狀晶體，得率90.72%。濾過，晶粒用各5 mL甲醇洗滌2次，置干燥器中備用。
1.2.2 配合物N，N'雙對二甲氨基苯甲醛縮1，3丙二胺合銅(Ⅱ)的合成 配合物 N，N'雙對二甲氨基苯甲醛縮1，3丙二胺合銅(Ⅱ)仍然采用溶液法合成。取量：CuCl2·2H2O 0.342 3 g，Schiff堿1.003 3 g。先將反應物CuCl2·2H2O置烘箱105 ℃烘2 h脫水，至藍綠色顆粒完全轉變為棕色粉末。干燥冷卻后，以20 mL甲醇溶解；Schiff堿溶解性稍差，需用100 mL甲醇溶解。混合物處理同1.2.1，但晶化時間長，需約10 d(秋季)，得率74.8%。
1.2.3 單晶X射線結構測試 選取尺寸大小為0.50 mm×0.4 mm×0.2 mm的配合物單晶，安裝在玻璃纖維上，采用Rigaku RAXISRAPID X射線單晶衍射儀，用石墨單色化的MoKa射線(λ= 0.71073 )作為入射光源，在2.4°＜θ2σ(I)的條件的728個衍射點作為可觀察衍射用于結構解析和修正。最后一輪修正所得偏離因子R＝0.061 8，wR2＝0.216，權重方案w＝1/[σ2(Fo2)＋(0.1117P)2＋0.9171P]其中P=(Fo2＋2Fc2)/3。最佳吻合因子S =1.063，末輪優化的最大參數位移(Δ/σ)max＝0.001，全部數據均經過Lp因子校正及半經驗校正，對全部非氫子坐標及其各向異性熱參數進行了全矩陣最小二乘法修正，晶體結構的解析和結構修正分別由SHELXS 97(Sheldrick，1990)和SHELXL97(Sheldrick，1997)程序包完成[6]。
1.2.4 抑菌活性試驗
1.2.4.1 瓊脂培養基制備 按標示量配比配制瓊脂水溶液，用NaOH調節pH＝7.2～7.6，裝入高壓瓶中，用紗布封口，滅菌后備用。
1.2.4.2 培養液制備 MH肉湯用NaOH調節pH＝7.3±0.2，加熱使之完全溶解后，分裝到約20根洗凈干燥的小試管內，每根試管裝1 mL，加塞。高壓15 min后，置冰箱保鮮備用。取5根裝有2 mL肉湯的試管分別接種3種菌種后，于培養箱中37 ℃培養 12～18 h。
1.2.4.3 對照 取c0＝1.5×10-3mol/L對二甲氨基苯甲醛縮丙二胺、c0＝1.24×10-6 mol/L的對二甲氨基苯甲醛縮丙二胺合銅(Ⅱ)的DMF溶液，采用二倍法稀釋，以DMF作空白試驗。分別取0.1 mL綠膿桿菌、大腸桿菌、金黃色葡萄球菌菌液，加2 mL肉湯混勻調至與麥氏比濁液的澄清度一致，分別加0.1 mL于10根試管中，用硫酸慶大霉素(原液)做陽性對照。于培養箱中37 ℃培養24～26 h后，觀察結果。
2 結 果
2.1 配合物晶體結構 對二甲氨基苯甲醛縮丙二胺合銅(Ⅱ)晶體屬于單斜晶系，空間群C/2c。配合物的晶胞參數：a＝22.360 2(14)nm，b＝13.527 9(7)nm，c＝18.118 2(11)nm，α＝90(0)，β＝112.558(6)，ν＝90(0)，V＝5 061.21(5)3，Z＝4，DC＝1.48 g/cm3，分子式 C44H62Cu2N8O2·2(CuCl2)，Mr＝1 131.98，F(000)＝2 327.5，μ＝1.91 mm-1。配合物的部分鍵長、鍵角參數列于表1。表1 Cu(Ⅱ)配合物的部分鍵長()、鍵角(°)
2.2 抑菌效果 對二甲氨基苯甲醛縮丙二胺與對二甲氨基苯甲醛縮丙二胺合銅(Ⅱ)的抑菌效果見表2。表2 Schiff堿與其Cu(Ⅱ)配合物的最小抑菌濃度
3 討 論
對二甲氨基苯甲醛縮丙二胺合銅(Ⅱ)晶體可歸屬為籠狀結構，配位單元為二價離子(配位中心為Cu2+，配體為中性分子)，其電價由離散的CuCl2(氯化亞銅)平衡。
體外抑菌實驗表明，Schiff堿(對二甲氨基苯甲醛縮丙二胺)對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、綠膿桿菌的抑菌MIC數量級為10-4mol/L，對二甲氨基苯甲醛縮丙二胺合銅(Ⅱ)的抑菌MIC數量級為10-7mol/L。顯然，Schiff堿銅配合物的抑菌效果明顯優于Schiff堿，與文獻報道的規律一致[5]。
(致謝：本文獲福州大學分析測試中心林韻老師、福建醫科大學藥學實驗中心幫助，謹致謝忱。)
參考文獻
[1] 畢思瑋，劉樹祥.氨基酸水楊醛席夫堿與銅(Ⅱ) 配合物的合成及其抗菌活性和穩定性、結構間的關系[J]. 無機化學學報，1996，12(4)：423426.
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[3] Hoddnett E M ， Dunn J W. Structureantitumor activity correlation of some Schiff bases[J]. J Med Chem.，1970，13(4)：768770.
[4] 張建民，李瑞芳，劉樹祥. 過渡金屬席夫堿配合物的穩定性及其殺菌活性[J]. 無機化學學報，1999，15(4)：493496.
【關鍵詞】 不對稱合成;絕對構型;晶體結構
含有2個雜原子且其中1個雜原子為N的五元環體系稱為唑。根據雜原子在環中位置不同，可分為1，2-唑和1，3-唑。五元環中雜原子為N、O的化合物是噁唑類化合物，其種類較多，有噁唑、噁唑啉、噁唑烷、苯并噁唑等。噁唑類化合物是一類重要的雜環化合物，一些含有噁唑環的化合物往往具有生物活性[1]。比如，分子結構中含有噁唑環的聚苯并噁唑是耐高溫的高聚物，2-氨基噁唑具有殺真菌、抗菌、抗病毒等作用[2]，同時噁唑類化合物在中間體、藥物合成中也具有廣泛的用途[3-5]，可以用做有機催化反應中的配體等。四氫噁唑啉的2位上如果引入一個取代基則2位碳原子是手性碳原子，具有光學活性的該類化合物在不對稱合成上有很多用途。我們以(1R， 2S)-茚氨醇為原料在無催化劑條件下一步合成了光學活性噁唑烷化合物(圖1)[5]，將其應用于末端炔烴對醛的不對稱加成，取得了很好的效果。圖1標題化合物的合成路線本文報道該化合物的合成和晶體結構。
1材料和方法
1.1儀器和試劑紅外光譜使用Nicolet Avatar 360 RT-IR紅外光譜儀測定 (KBr 壓片);1H NMR: Varian-Inova-400 MHz (TMS為內標) 核磁共振儀記錄;CDCl3為溶劑，TMS 為內標;熔點在WRS21 型熔點儀上測定，溫度計未校正;旋光度：Autopol IV automatic polarimeter 測定，波長598 nm (Na D line);HRMS Varian-Inova -Saturan2200;晶體結構在Siemens P4 型四圓衍射儀上測定;反應溶劑均為分析純。
1.2標題化合物的合成50 ml反應瓶中加入(1R，2S)-茚氨醇1.49 g (10.0 mmol)，4-甲氧基苯甲醛 (10.0 mmol)，溶劑二氯甲烷(20 ml)，室溫攪拌24 h，TLC檢測 (展開劑中需加幾滴三乙胺)反應結束后，蒸除溶劑，乙酸乙酯/石油醚 (1/6) 重結晶，得無色柱狀晶體產物(I)，該單晶應用于X-ray實驗，產率91%，mp. 87℃~88℃; [α]25D=+52.0 (c 1.00，abs. EtOH);dr=1∶3 (determined by 1H NMR);1H NMR (400 MHz， CDCl3) δ7.78-7.06 (m， 8H)， 5.10-5.06 (m，2H)， 4.94 (m， 1H)， 3.86-3.77 (m，3H)， 3.31-3.16 (m，2H)， 2.58 (s，1H); IR (cm-1): 3272，2917，1613，1513，1428，1243，1034，756;HRMS (EI+) calc for [C17H17NO2]+ requires m/z 267.1259， found 267.1248。
1.3X射線衍射實驗與晶體結構分析晶體學數據和衍射強度數據的收集在Siemens P4型四圓衍射儀上進行0.60 mm ×0.52 mm×0.42 mm 的無色長方體晶體置于裝有單色器的四圓衍射儀上，用MoKα(λ= 0.071073 nm) 輻射和ω掃描方式收集衍射數據，在6.58°
2結果與討論
標題化合物的結構可以從光譜上得到初步證實，1H NMR譜圖表明產物有2種異構體，其比例為1∶3，7.78-7.06 (m，8H)為苯環上氫的吸收峰，3.31-3.16 (m，2H)為環戊環上2個亞甲基氫的吸收峰，3.86-3.77 (m，3H)為甲氧基上3個氫的吸收峰，2.58 (s， 1H)是活潑氫。紅外譜圖中，在3 272 cm-1有仲胺的吸收單峰。高分辨質譜確定了相對分子質量為267.1248。為進一步確定產品的結構，我們進行了X射線單晶衍射分析，表1為標題化合物分子的主要晶體結構數據，表2為標題化合物主要鍵長數據，表3為標題化合物主要鍵角數據。表1合成化合物晶體數據圖1為標題化合物的分子結構透視圖。單晶衍射表明在分子中存在3個平面：茚環平面、噁唑環平面和4-甲氧基苯環平面。噁唑環采取的是信封式構象，N1在噁唑環平面的上方，偏離平面0.4508(0.0029)，4-甲氧基苯基環與噁唑環(C1/O1/C2/C3/N1)所確定的平面的二面角是57.11(7)°，噁唑環(C1/O1/C2/C3/N1)與C2/C3/C10/C5/C4所在平面的二面角是76.25(7)°。分子的晶體結構堆積圖見圖2。通過晶體結構確定了反應中生成的手性碳的絕對構型為S構型。表2合成化合物主要鍵長表3合成化合物主要的鍵角圖2合成化合物分子結構透視圖
圖3合成化合物晶胞堆積圖
參考文獻
[1]花文廷. 雜環化學[M]. 北京：北京大學出版社，1991：223.
[2]Murali Dhar TG， Guo J Q， Shen ZQ， et al. A modified approach to 2-(N-Aryl)-1，3-oxazoles: application to the synthesis of the MPDH Inhibitor BMS-337197 and analogues [J]. Org Lett，2002， 4 (12)：2091-2093.
[3]Jin Z. Imidazole， oxazole， thiazole alkaloids [J]. Nat Prod Rep，2006，23：464-496.
1.對化學學習過程中錯誤的認識
“錯誤”的分類可以大致分為認知性錯誤和非認知性錯誤，或者分為知識性錯誤，邏輯性錯誤，策略性錯誤和心理性錯誤.結合化學學科特點，化學學習過程中學生產生錯誤主要有以下原因：對化學用語的理解與應用困難、化學概念掌握不清、已有知識或經驗的不足、思維定勢、知識與能力的負遷移等.所以化學教學中必須關注學生的錯誤，讓錯誤成為學生求知興趣的“導火索”，成為學生合理建構知識與技能的“切入點”，成為學生理解難點的“突破口”.
2.化學課堂有效利用“錯誤”的策略
（1）精心預設錯誤，促進動態生成
“錯誤”是學生學習必不可少的，如果我們教師能結合自己的教學經驗，基于學生的認知特點，在教學過程中精心預設“錯誤”，往往能收到意想不到的效果，能促進化學課堂動態生成.如在學習同分異構體的概念時，可以設置如下問題讓學生自主分析與判斷.下列各組物質中，兩者互為同分異構體的是（ ）.
A.CHHClCl 和CHClHCl
B. 金剛石與石墨
C.16O和18O
D. CH3CH2CH3與CH3CH2CH2CH3
E. CH3CH=CH-CH=CH2與CHCCHCH3CH3
較多學生因對CH2Cl2空間結構的忽視而錯選A項，通過學生自己搭建CH2Cl2分子的模型，體會A項中是同一物質.引導學生認識這樣的事實為CH4的正四面體提供了佐證.進一步引導學生對“同分異構體、同系物、同素異形體、同位素、同一物質”概念的內涵和外延比較，促進本質地理解.
（2）關注錯誤本源，發展學生思維
美國著名數學家G?波利亞曾形象地指出：“好問題同某種蘑菇有些相像，它們都成堆地生長，找到一個以后，你應當在周圍找一找，很可能附近就有好幾個.”例如，在選修3《離子晶體》的教學中，分析探究NaCl的晶體結構是本節教學內容的一個生長點，因為既是對前面所學的晶胞概念和均攤法的進一步深化，又是學習CsCl晶體結構的前提，有利于學生掌握學習離子晶體結構的一般方法.所以在學習NaCl的晶體結構時，要求學生能充分利用模型、圖片等工具從不同角度自主探究NaCl的晶體結構：每個晶胞中含有幾個Na+和Cl-？Na+和Cl-的配位數各是多少？每個Na+周圍等距離且最近的Cl-在空間上構成什么結構？每個Na+周圍等距離且最近的Na+有多少個？為了鞏固學生對NaCl的晶體結構的掌握，并能在新情境下有效遷移解決問題，設置了問題1和問題2要求學生思考回答.
問題1 高溫下超氧化鉀晶體呈立方體結構，晶體中氧的化合價部分為0價，部分為-2價.如右圖所示為超氧化鉀晶體的一個晶胞（晶體中最小的重復單元），則下列說法正確的是（ ）.
圖1 超氧化鉀的
晶胞結構A.超氧化鉀的化學式為KO2，每個晶胞含有4個K+和4個O-2
B.晶體中每個K+周圍有8個O-2，每個O-2周圍有8個K+
C.晶體中與每個K+距離最近的K+有8個
D.晶體中，O價氧與-2價氧的數目比為2∶1
問題2 CaC2晶體的晶胞結構與NaCl晶體的相似（如圖2所示），但CaC2晶體中啞鈴形C2-2的存在，使晶胞沿一個方向拉長.CaC2晶體中1個Ca2+周圍距離最近的C2-2數目為 .
圖2 CaC2晶胞結構教學過程中，我們發現85.2%的學生能正確回答問題1，通過訪談出錯的學生問題主要是對NaCl的晶體結構特點模糊，不能正確遷移解決問題.而問題2的正確率僅為51.9%，通過學生分析解決問題的思維過程，發現對題干中的關鍵信息的獲取和加工能力不夠，審題不夠仔細，沒有把握兩者的差異，出現思維定勢.
（3）引導反思錯因，積極建構知識
教學實踐說明學生出現錯誤的背后必然有知識、能力、方法等方面的原因，而且錯誤本身又具有頑固性，如何讓錯誤成為一種“美麗”，真正內化為學生的知識結構和有效提升學習能力和方法的基點，離不開學生自己積極主動的反思與建構.
例如：有一家工廠曾將一瓶紅棕色的液體送給德國化學家李比希檢測，李比希憑經驗武斷地認為該液體為氯化碘（化學式為ICl，性質和溴非常相似）.1824年看到法國巴拉爾發現溴的報道后，懺悔不已.下列關于ICl的有關說法中不正確的是（ ）.
A.I-Cl鍵為極性共價鍵
B.ICl分子為非極性分子
C.該物質在反應中通常體現氧化性
D.在反應ICl+2NaOH=NaCl+NaIO+H2O中作氧化劑
此題學生的錯誤率很高，教師在講評中可以引導學生從三個層次反思：
①反思錯因：對關鍵信息“ICl性質和溴非常相似”機械遷移，導致ICl與NaOH反應特點“ICl各種元素的化合價并沒有改變”不清，造成漏選D.
②如何避免類似錯誤發生呢？要注意相似性和差異性，要學會分析類似ICl等物質中元素的化合價，如何分析？
關鍵詞：同多釩酸鹽；溶劑熱合成；晶體結構
多金屬氧酸鹽（Polyoxometalates）（簡稱為多酸，POMs）的研究已經有近百年的歷史。多酸在吸附、催化、磁性材料、醫藥等方面具有較大的應用前景[1-3]。
目前，對于含Mo和W的多酸是研究的熱點，但是對于多釩酸鹽的研究在深度和廣度方面不及Mo和W[4-5]。近些年來，學者們發現多釩酸鹽在氧化催化等性能上比Mo和W多酸鹽更為有效，并且多釩酸鹽在合成方面結構及尺寸更加可控，越來越受到人們的重視。[V2O6]2-是結構較簡單的雙核釩酸鹽，可以較容易與過渡金屬及配體形成結構新穎的配合物[6-8]。文章選用[V2O6]2-為基本單元，通過改變反應時間、反應原料的配比、反應溫度等條件合成了一種具有新穎結構的多金屬氧酸鹽[{Mn（H2O）2（gly）2}{V2O6}]n。
1 實驗部分
1.1 儀器與試劑
試劑：偏釩酸銨、硫酸錳、甘氨酸、無水乙醇均購買于市面。
儀器：Perkin-Elmer的元素分析儀（2400 CHN）和差熱-熱重分析儀（TGA-7）、德國Bruker公司的X射線單晶衍射儀（2400 CHN）。
1.2 化合物的合成
將2.5mmol NH4VO3，5mmol Glycine，2.5mmol MnSO4?H2O溶解于適量的蒸餾水中，放在磁力攪拌器上于加熱至60℃溶解，將混合的溶液冷卻至室溫，過濾處理，將濾液于室溫下靜置一周后，生成黃色的晶體，產率為60%（以錳計）。經過化合物的元素分析以及ICP測試后，確定分子式為：[{Mn（H2O）2（gly）2}{V2O6}]n。該化合物的部分鍵長及鍵角如表1所示。該化合物的晶體學數據如表2所示。
2 晶體結構
該化合物是由Mn和甘氨酸配體配位形成的具有2D結構的配合物。該化合物單體橢球圖如圖1所示。
從橢球圖中可以看出，該化合物中心的過渡金屬Mn為六配位，分別與兩個水中的O原子、兩個gly配體的O原子、兩個VO4四面體上的O配位。V和VO4四面體上的端氧O3和O5與Mn交替連接成2D層狀結構，如圖2所示。所示。通過氫鍵將2D層狀結構連接成3D結構，如圖3所示。其中，N1-H1B...O4鍵長為3.116，N1-H1B...O5鍵長為3.036。
3 結束語
文章選用溶劑熱合成技術合成了新型以[V2O6]2-為基本結構單元、過渡金屬Mn和配體甘氨酸配位的2D層狀結構配合物。通過元素的分析及熱重的測定分析，確定化學式為[{Mn（H2O）2（gly）2}{V2O6}]n。通過氫鍵作用將二維層狀連接成三維結構。通過對該化合物的合成及研究，我們可以更加深入的了解對礬酸鹽化合物的成簇條件，為同多釩酸鹽的合成提供了一定的理論基礎。
參考文獻
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據國外媒體報道，鉆石象鼻蟲（diamond weevil）的烏黑的翅膀上覆蓋著波光粼粼、彩虹色的鱗片，就像披著一件鑲滿寶石的大衣。自從19世紀初發現象鼻蟲以來，研究人員就一直在研究象鼻蟲身上的這些“鉆石”，但一直沒有人知道象鼻蟲身上的鱗片為什么會反射如此多彩的光。
直到最近，一項新的技術終于發現了象鼻蟲身上五彩“珠寶”的秘密：甲殼素晶體以鉆石型排列，反射陽光中的綠色、黃色和橙色。大多數人認為鉆石是由碳組成的，但其它材料也可以構成相同的晶體結構，稱為“鉆石立方（diamond cubic）。” 荷蘭格羅寧根大學（University of Groningen）的生物物理學家博多?威爾茨（Bodo Wilts）說：“材料科學家看到這些鱗片，激發了研發新材料的欲望。現在我們已經有了一些新發現，這些自然產生的微小結構遠遠超出人類的設計。”
研究表明，此鱗片是一種光子晶體（photonic crystal），與蛋白石非常相似。每一種光子晶體反射特定方向的特定波長的光。同時，非光子晶體反射類似方向的多種波長的光，但不發出彩色的光。威爾茨的團隊利用先進器材研究密布于象鼻蟲身上的光子晶體。
在光學顯微鏡下，鉆石象鼻蟲翅膀上的每一個凹面充滿了數以百計的水滴形鱗片。鱗片由甲殼素組成，甲殼素是一種在動物王國隨處可見的生物聚合物，從昆蟲到螃蟹，甚至蘑菇。威爾茨說：“這些鱗片很小，但甲殼素使得它們非常強硬。”
進一步放大顯示，每個鱗片劃分成色彩斑斕的部分。威爾茨說：“由于光線角度的變化，所以鱗片的顏色隨之變化。” 每個鱗片約100微米長，50微米寬和5微米厚。
掃描電子顯微鏡（scanning electron microscope ）顯示循環的晶體結構，主要是條紋或單向皺紋。幾十年來，研究人員在顯微鏡下觀察鉆石象鼻蟲，他們懷疑條紋本身不是組成晶體結構的材料，而是使象鼻蟲顯示彩虹顏色的物質。威爾茨說：“之前科學家肯定沒有合適的工具，他們沒有電子顯微鏡或先進的光學技術。”
對于高度有規律性和循環的光子晶體，它們閃耀著細小而強烈的光，顯示超晶格結構的跡象。一個玻璃吸管（左邊的黑條）在中心支撐著鉆石象鼻蟲的一個鱗片。當一個非常集中的50微米寬的白色光點擊中這個鱗片時，它將光的顏色噴灑到相機傳感器上。斑片狀的顏色就可以進行分析，以揭示晶體的最基本的單元（右邊的LUXWK組成的形狀）。在這種情況下，甲殼素晶體以六邊形和正方形規則排列（右邊灰色的3-D圖形）。
根據以上的分析，物理學家可以確定晶體的結構。根據不同的角度，一只鉆石象鼻蟲的微小的鱗片可以從正方形晶體部分反射藍綠色的光，從六邊形部分反射橙黃色的光。現在知道了它們的結構，該技術可用于分析蝴蝶和鳥類的光子材質，威爾茨表示，材料科學家可以研發新型油漆、電子屏幕，甚至更好的太陽能電池。
但是，合成光子晶體制造技術的開發還有一段很長的路要走，威爾茨的團隊將象鼻蟲的光子晶體作為研究重點。他說：我們很想知道象鼻蟲身上五彩“珠寶”的生物學功能是什么，最好的解釋是，它作為傳遞信息之用，以及吸引配偶。
（來源：騰訊科技）
化學軟件輔助教學計算機應用在基礎理論化學的教學中，由于原子分子的微觀結構無法通過肉眼直接觀察，化學反應的過程也難以用宏觀模型進行形象的描述，對學生來說比較抽象，利用適當的軟件設計一些有助于學生理解和掌握化學知識的課件，會使枯燥無味的化學結構和化學反應變得生動形象，能讓學生更深入直觀地了解物質的微觀結構，理解化學的本質。
一、計算機在化學教學中的適用范圍
計算機輔助教學在化學教學中，尤其適用于理論性和抽象性較強的內容，例如原子核的組成、電子云、核外電子的運動、分子的結構、構型和構象、化學鍵的形成、離子反應和離子方程式等，適用于模擬實驗難以操作、危險性大或反應現象不明顯的內容。
二、化學教學中常用的計算化學軟件
計算化學軟件作為化學化工領域中最常用的工具，無論在科研或者教學中都擔負著重要的作用。化學教學中通常應用到下列軟件：
1.ChemDraw
ChemDraw軟件美國CambridgeSoft公司推出的一款優秀的商業化化學軟件ChemOffice中的模塊之一。ChemDraw中存貯了大量的分子結構圖形、原子軌道、分子軌道和電子云圖的圖形，在化學教學中主要用于繪制有機分子結構式及反應方程式等，ChemDraw中的實驗裝置繪制模版則是繪制反應流程及實驗儀器裝置圖的重要工具。
2.Gaussian
Gaussian程序是目前國際上最為流行的量子化學計算軟件之一，GaussView是Gaussian的圖形用戶界面，其主要功能是可以很方便而精確地作出各種原子、分子及過渡態的空間結構。和一般化學作圖軟件相比，它更加專業和精確，可以直接讓學生觀察了解各種物質的鍵長、鍵角、電子云分布等微觀結構以及分子內部的各種振動。
3.Materials Studio
Materials Studio軟件包是Accelrys公司開發的，是常用的分子設計和模擬軟件，可進行量子力學、分子力學、分子動力學計算。Materials Studio軟件包功能非常強大，主要由這樣幾個模塊組成：構造分子；優化分子結構；研究分子反應；觀察軌道和電子圖譜；研究分子動力學。
Materials Studio可以快速準確地獲得分子的構型與結構參數，通過對分子的結構進行分析，運用所得的結果來解釋或預測化學反應的性質。除此之外，也可以計算出分子的靜態性質，通過這些數據我們可以預測化學反應的位置、說明化學反應的途徑和機制、解釋分子的動力學行為等，在教學中可以達到事半功倍的效果。
（1）Materials Studio在晶體結構教學中的應用
在化學中，晶體的結構和對稱性是學生不易掌握的內容，主要原因是該部分涉及三維空間變換，單純板書式教學對學生的理解作用不大。利用Materials Studio的建模功能，可以方便地建立各種晶體的三維模型，直觀化地展示其結構和對稱性等特點。圖4是面心立方NaCl在不同視角下的晶體結構圖，我們可以直接得到NaCl的晶體結構，同時可以看到NaCl是立方密排晶格（ABCABC）。
此外，點擊菜單build中的symmetry還可以得NaCl晶格的原胞。同時，Materials Studio還允許自由的創建晶體結構，只要已知空間群類型、晶體結構參數和元素類型，我們就可以任意的創建晶體。如果按下Find Symmetry選項，便可看到已找到的NaCl晶體的對稱性為FM-3M，在教學中展示這種效果，能使學生容易理解晶體的對稱性的類型。
（2）Materials Studio在電荷密度教學中的應用
在講授極性分子和非極性分子過程中，常常提到原子電荷分布情況及對物質化學性質的影響。Materials Studio中原子電荷顯示功能，使電荷分布一目了然。以Si來作為示范，在Volumetic Selection中，選擇顯示total electron density，會將場給顯現出來。這個場是電子在空間中的分布，Isosurface則是顯示出等位面。這里將電位以顏色來區其高低，在等電位密度中做出電位高低的圖，可以讓學生清楚地了解極性。
（3）原子軌道顯示在教學中的應用
Materials Studio可以輕松地對各種原子軌道能量進行計算并獲得其空間圖像。利用Element可以調出一個元素表，可以直接選擇元素，例如乙烷，在工具列中，選取CASTEP的計算套件計算原子軌道，在Task中選擇Energy，它在計算基態能量之后，就可以分析原子軌道了。
三、結束語
使用最新的化學計算軟件，采用新穎的教學形式和教學手段，直接在屏幕上顯示三維構型，同時可以任意旋轉操作，使同學們的興趣大增，而且通過計算機輔助教學的動畫模擬，使得微觀抽象的知識點更具體形象化，便于學生理解和掌握，收到很好的教學效果。
參考文獻：
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【關鍵詞】 材料學;材料科學基礎;教學改革
材料是人類生存和發展的基礎。縱觀人類利用材料的歷史,可以清楚地看到,每一種重要材料的發現和利用,都會把人類支配和改造自然的能力提高到一個新的水平,給社會生產力和人類生活帶來巨大的變化,把人類物質文明和精神文明向前推進一步。可以說沒有半導體材料的開發和工業生產,便不可能有目前的計算機技術和現代信息技術革命;沒有現代的高溫高強度結構材料,便沒有今天的宇航科技;沒有低損耗的光導纖維,便不會出現光纖維的長距離傳輸,也無當前的光通信可言。高等院校深刻感受到材料對社會影響的方方面面,深刻認識到現代社會對材料學方面人才的需求。
我國各大高校紛紛設立了材料學院,并建立健全了材料學方面各類培養課程。材料科學基礎是材料學專業學生必修的專業基礎課。通過材料科學基礎課程的學習, 可使學生掌握材料科學基礎領域的基本理論知識和實驗操作技能,以利于學生學習材料學專業的后續課程。[1-6]本論文通過分析材料學專業材料科學基礎課程教學中存在的問題,闡明了材料學專業進行材料科學基礎教學改革的必要性,并結合本人講授材料科學基礎過程中的體會,初步探討了如何提高材料科學基礎的教學效果,并對教學內容,教學方法等方面的改革進行了探討。
1.材料學專業材料科學基礎教學改革的必要性
隨著現代社會對材料學人才的大量需求,材料學專業已逐步成為全國各大高校重要的組成部分,但由于專業的性質,材料學專業也是高校中最難學習的專業之一。要成為一個材料學專業合格的本科畢業生,既要具備化學方面的基礎,又要物理方面的基礎,還要掌握材料化學,材料物理等材料專業的知識。但由于學生大學學習的時間是有限的,這就造成材料學專業課程設置時,存在“課時緊,任務重” 的問題。以材料科學基礎為例,材料學專業材料科學基礎授課時間一般不少于120學時,而縱觀全國各大高校材料學專業,材料科學基礎通常為54學時,個別為72學時,且大多沒有實驗。這并不意味著材料學專業對材料科學基礎的要求低,而是由于材料學專業課程多、學時緊等原因導致的無奈之舉。材料科學基礎學時少造成學生對材料科學基礎的知識掌握膚淺,很難真正體會材料科學基礎的本質,同時也影響了后續材料學專業課的學習。另外,不設材料科學基礎實驗,學生的動手能力得不到鍛煉,在進行后續課程時沒有任何基礎,從而影響了其它材料學專業實驗的順利進行。總之,材料學專業材料科學基礎教學存在的諸多弊端已嚴重地影響了材料學專業學生的正常學習,因此,材料學專業材料科學基礎教學改革勢在必行。
2.材料科學基礎的課程內容和特點
材料科學基礎是一門古老又新興的課程,它是一門理論性強,內容豐富,掌握起來有相當難度的課程。同時,它也是一門重視實驗,能夠培養學生動手能力的課程。具體來講,材料科學基礎主要內容分為三大模塊:第一模塊為晶體結構和缺陷,包括各種晶體的空間結構、可能出現的各種缺陷及缺陷的表示法。本模塊內容約占總學時的25%～35%;第二模塊為原子及分子運動、材料的變形和再結晶,本模塊內容約占總學時的45%～55%;第三模塊為單元及多元相圖,包括晶體的凝固和相圖的關系、相圖的分析等,本模塊內容約占總學時的15%～25%。分析各模塊的主要內容,可以提煉出材料科學基礎主要包括晶體的結構及表示方法。[7-9]
3.材料學專業材料科學基礎課程改革研究
3.1 教學內容改革
根據材料科學基礎的主要內容和課程特點,結合材料學專業對材料科學基礎的要求,我們對材料科學基礎教學內容主要進行了如下改革:“精簡內容,把握重點,強調相關。”材料科學基礎經過上百年的發展,內容已經相當豐富,而且還在不斷更新。如此龐大的內容僅僅通過短短的54學時或者72學時來順利完成全部教學內容幾乎是不可能的,因此,精簡教學內容是材料科學基礎教學必須進行的環節。針對材\料學專業的特點和材料學專業對材料科學基礎的要求,并考慮到材料學專業材料科學基礎沒有實驗的實際情況,我們對這三大模塊進行了以下改革:首先,精簡第三模塊的內容,使其僅占總學時的5%,同時在第三模塊中加入15%的實驗內容,從而使學生掌握基本的實驗操作;其次,把握第一模塊的內容,第一模塊為材料科學基礎基礎知識和基本理論,是材料科學基礎學習的重點,這部分的學習可以使學生初步了解材料科學基礎的本質,同時在第一模塊增加材料科學基礎的x衍射、透射電鏡等基本的表征手段的學習,這部分內容達到總學時的40%;最后,強調第二模塊中與材料學專業相關的材料科學基礎內容, 占總學時的40%。第二模塊的內容非常繁多,我們通過學習原子和分子的運動規律、材料的形變及再結晶規律,使學生能熟練掌握與材料學專業有關的材料科學基礎知識,為后續材料學專業學習打下基礎。
3.2 教學方法改革
材料科學基礎是一門看似簡單,但掌握起來卻有相當難度的課程。在教學過程中必須盡快讓學生掌握材料科學基礎的學習方式,跟上上課節奏,學生才能有效地掌握這門課程。這就要求在教學過程中必須改革傳統的灌輸式教學方法。在教學實踐中通過借鑒前人的經驗和總結自己的教學過程中的教訓,在教學方法上主要做了以下改革:(1)通過現實的例子,引發學生學習材料科學基礎的興趣。針對材料是科技的基礎這特點,通過材料的突破實現國家的科技發展的例子,增加學生學習材料科學基礎的興趣。同時,介紹材料科學基礎與材料學專業其他課程的關系,使學生了解材料科學基礎對其專業學習的重要性,引起學生對材料科學基礎學習的高度重視。比如講到晶體結構和由于摻雜引起的缺陷內容時,可以介紹當前高科技領域的發展基本都是通過摻雜引起材料能帶發生變化的特點,激勵同學們努力學習好這門大部分高科技所需要的基礎知識,為將來祖國的發展作出自己的貢獻;同時介紹材料學專業方面的所有專業課或多或少的與這們課有關聯的特點,使學生了解材料科學基礎對其專業學習的重要性。(2)以晶體結構為主線,引導學生深刻理解物質的結構決定性質的原理。為了讓學生更好地掌握晶體的結構缺陷和性質的關系,如必須使學生真正理解什么是位錯運動,實際晶體結構中的位錯是什么樣子。(3)通過課本目錄,幫助學生學會總結,比較,歸納。材料科學基礎內容瑣碎繁多,在學習過程中,必須及時總結,比較和歸納,才能將材料科學基礎的內容形成整體,不致前面學的很快就忘記,影響后面內容的學習。在教學過程中,針對學生在長期學習過程中不看目錄的缺點,我們強調了目錄的作用。比如學習完一章后引導學生根據目錄回憶本章主要內容,象本章包括幾節,每節主要講了什么主要內容,其中重點是什么等。然后引導學生比較這一章與前面幾章的聯系和區別。最后,分析學過的內容,總結和歸納出要掌握的主要內容。(4)逐步引導,培養學生自學。大學教學的一個很重要的任務就是教會學生自學,學生在學習材料科學基礎的過程中對于晶體的結構和三元相圖,掌握起來具有較大難度,需要老師講解,但對于原子結構和鍵合相對簡單,可以通過在老師引導下,學生自學的方式掌握。這既節約了學習時間,又有效地鍛煉了學生的自學能力。(5)通過做凝固和晶體結構分析實驗使學生對書本上學的凝固原理和晶體結構缺陷有更深入的了解,如讓同學門把鐵碳合金熔化后澆注在砂型腔里鑄造成鋼錠,研究是凝固原理對其結構的影響,然后把凝固后的鋼錠用xrd(x射線衍射),研究其晶體結構和晶體缺陷,同時把鋼錠磨平后在顯微鏡下研究其晶相,找出成分中的馬氏體等晶相組織,與書上的相圖對比,加深對書本上知識的理解。
3.3 考試方式改革
課程成績的考核是課程的重要內容,考核方式對教學效果有很大的指導作用。針對材料科學基礎的特點和主要內容,我們將材料科學基礎的考試方式分為三塊,一是傳統的閉卷考試,占總成績的60%,二是平時成績,主要是作業完成情況和每章主要內容總結等,占20%,三是實驗情況,在學生的實際操作中,考察學生的動手能力,以及通過實驗考察學生對課本內容的理解能力占20%。其中在閉卷考試中,我們強調了課本的基本知識,同時,有相當數量的綜合題主要考察學生對所學的內容的綜合應用情況,而概念題則考察學生對材料科學基礎結構和本質的理解情況。
4.結論
通過以上教學改革探索,激發了學生學習材料科學基礎的興趣,加深了學生對材料科學基礎這門課的理解,為后續的材料學專業的課程學習打下了堅實的基礎。
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一根直徑4毫米粗的銅合金絲竟可以懸吊起3噸的重物；一種鐵合金浸在強酸性液體中，仍能完好無損；硬度無比卻能像液體那樣流動。這就是金屬玻璃，一種前途不可限量的新型材料。
在人們的概念里，金屬與玻璃是兩種無論是外觀還是性質都截然不同的材料，所以“金屬玻璃”這個名字聽上去就有些不可思議。還是讓我們先進入金屬和玻璃兩類材料的內部結構作一番探究吧。
一般來說，現有固體材料可分為晶態和非晶態兩大類。金屬是典型的晶態材料，它們由許多晶粒組成，在晶粒內部，原子呈規則排列（但在晶粒間結合處的原子則排列無序）。液態金屬冷卻變成固態金屬的過程中有確定的凝固點，達到這一凝固點時，晶體結構便形成了。玻璃則是典型的非晶態材料，內部原子呈無序排列（但在很小的范圍內觀察，還是有一定的規律性）。玻璃從液態到固態是連續變動的，沒有固定的凝固點。
從上面可以看出，非晶態結構是整體上無序，但在很小的尺寸范圍內存在著有序性，而晶態結構是整體上有序，但在很小的尺寸范圍內也存在著無序性。所以兩者之間也有共同特點。而物質在不同條件下，既可形成晶體結構，也可形成非晶體結構。比如，金屬液體在高速冷卻條件下可以得到非晶態金屬；而玻璃經過適當處理，也可形成晶態玻璃。
1960年，美國科學家杜威茲首先發現某些液態貴金屬合金（如金硅合金）在冷卻速度非常快的情況下，其內部的原子還來不及排好位置，尚處于雜亂無章的狀態時，便凝固了，成為非晶態金屬（合金）。這些非晶態金屬具有類似玻璃的某些結構特征，故稱為“金屬玻璃”。
金屬玻璃不尋常的結構決定了其特性。晶態金屬或合金中，原子雖然排列得很整齊，但當晶體內有缺陷時，該金屬或合金就容易斷裂，好比搭積木一樣，抽掉中間一塊，一般就會倒塌。而金屬玻璃，原子排列雜亂無章，好比不規則形狀的石頭堆成的高臺，挖掉一兩塊，也無關大局。因此金屬玻璃的斷裂強度可以比鋼大3倍。
金屬玻璃由于不存在晶粒邊界，排列緊密，因此它的硬度更大，即使遭到外力重擊，原子也很容易回復原位，同時還具有很強的抗腐蝕能力。也正是由于沒有晶粒的體積限制，金屬玻璃很容易被制成納米級的微型器件。
金屬玻璃最令人感興趣的是它的可塑性。在一定的溫度下可以像泥巴一樣，“捏”成任意形狀，但完全冷卻后又變得非常堅硬。雖然從嚴格意義上來說，金屬玻璃并不是液體，但是由于它沒有固定的外形，可以像液體那樣流動，有時候也稱之為“液態金屬”。電影《終結者2》中的那個可怕的液態金屬機器人，想必還令人記憶猶新。它可以變成任意形狀，可以從狹小的縫隙間鉆過，正是體現了金屬玻璃的神奇之處。
把金屬（或合金）在高溫下熔融后，通過一個噴嘴噴到高速旋轉的光滑鋼質輥面上，使其急劇冷卻（接近每秒鐘100萬攝氏度）就有可能變成金屬玻璃。因為一般金屬單質極難生成非晶態結構，所以已制得的在室溫下穩定存在的金屬玻璃都是兩三種或更多種元素的形成的合金。
一開始，這種金屬玻璃大都是很薄的帶狀材料，應用受到限制。于是，科學家們開始尋找生產“塊狀金屬玻璃”的方法。20世紀90年代初期，杜威茲的學生約翰遜終于研制出一種合金，并創建了液態金屬技術公司。這種被命名為Vitreloy的合金中含有鋯、鈦、銅、鎳及鈹等金屬原子，鍛造溫度僅在400℃左右，而鍛造鋼需要達到1000℃的高溫，這使得它有可能成為一種理想的制造用材。
2004年，美國橡樹嶺國家實驗室的研究人員研制出新一代金屬玻璃，以50％的鐵，加上鉬、釔、錳、碳、硼、鉻和鈷等元素。其突破在于，釔的加入使材料形成非晶態能力大大增強，因而合金材料的冷卻速度放慢了許多。而且材料的尺寸比過去大，直徑達12毫米，從而開拓了金屬玻璃的應用前景。
面對高技術時代對高性能鈦合金材料日益緊迫的要求，非連續增強鈦基復合材料因其具有的高比強、高比剛度、耐高溫和耐蝕性能已成為研究的熱點。人們對其制備工藝、微結構、力學性能等進行了一系列的研究，而這些研究的主要目標為外加法制備的鈦基復合材料。而本研究則采用原位合成工藝制備非連續增強的鈦基復合材料。與外加法比較，原位合成法因其工藝簡單、材料性能優異，在技術和經濟上更為可行。增強體的原位合成，避免了增強體的污染問題，也避免了熔鑄過程中存在的潤濕性問題，有利于制備性能更好的復合材料。然而，為了低成本高效制備高性能的鈦基復合材料尚有許多問題需要解決。因此，從理論和實驗上研究這些問題，對低成本高效制備高性能的鈦基復合材料具有非常重要的理論和實際意義。
針對金屬基復合材料發展應用中的關鍵問題??成本和性能，本文開發設計了新型的鈦基復合材料的制備工藝，可以低成本高效制備性能優異的鈦基復合材料。即可利用鈦與碳化硼、硼及石墨之間的自蔓燃高溫合成反應，采用普通的鈦合金冶煉工藝制備出單純TiB晶須、單純TiC顆粒增強或TiB晶須和TiC粒子混雜增強的鈦基復合材料。為了拓展鈦基復合材料的應用領域，為制備高性能的鈦基復合材料打下堅實的基礎，本文的研究主要包括以下幾個方面工作：
1、研究了利用鈦與石墨、硼及碳化硼之間的反應制備TiB和TiC增強鈦基復合材料的原位合成機理。利用熱力學理論計算了鈦與石墨、硼、碳化硼反應的Gi自由能DG和反應生成焓DH，結果表明：各個反應的Gi自由能DG值都為負值，說明在熱力學上上述反應是可行的。雖然在熱力學上可以利用鈦與碳化硼之間的化學反應合成TiB2和TiC增強體，但從化學平衡考慮，TiB2不能穩定存在于過量鈦中，因此能夠穩定存在于普通鈦合金中的增強體為TiB和TiC。上述反應都為高放熱的反應，從理論上講絕熱溫度都大于自蔓燃高溫合成的判據，表明反應能自發維持。
2、利用非自耗電弧爐和自耗電弧爐經普通的鈦合金鑄造工藝制備出單純TiB晶須、單純TiC顆粒增強或TiB晶須和TiC粒子混雜增強的鈦基復合材料。X射線衍射分析結果表明：原位合成的增強體為TiB、TiC。這些增強體分布非常均勻，主要呈現為短纖維狀、樹枝晶狀和等軸或近似等軸狀。電子探針和帶能譜的掃描電鏡分析結果表明：短纖維狀增強體為TiB，而樹枝晶狀和等軸或近似等軸狀增強體為TiC。實驗結果與理論分析一致，這為原位自生鈦基復合材料的工業化生產提供了依據。
3、研究了原位合成鈦基復合材料增強體的生長機制，結果表明：增強體的生長機制與凝固過程及增強體的晶體結構密切相關。原位合成的增強體以形核與長大的方式從熔體中析出而長大。對于原位合成TiB和TiC混雜增強的鈦基復合材料，經歷了析出初晶、二元共晶和三元共晶三個階段。由于不同的晶體結構，增強體TiB與TiC形成不同的生長形態。TiB具有B27晶體結構，易于沿[010]方向生長長成短纖維狀，而且TiB橫截面的形狀呈多邊形，其晶面主要由(100)、(10)和(101)組成。同時，在TiB的(100)面上容易形成層錯。而TiC具有NaCl型對稱結構，容易長成樹枝晶狀、等軸狀和近似等軸狀。發現原位合成的增強體TiB容易在（100）面上形成高密度的層錯，層錯的形成與增強體的晶體結構、生長機制有關，同時也有利于降低增強體與基體合金界面的晶格畸變。而原位合成增強體TiC的晶格比較完整，偶爾在(111)面上形成孿晶，該孿晶結構在增強體形核與長大的過程中形成。
4、研究了合金元素鋁的加入對原位合成鈦基復合材料微結構及力學性能的影響。合金元素鋁的加入，并不改變復合材料的物相組成，也不改變復合材料的凝固過程，但由于合金元素的存在，阻礙了增強體的形核與長大過程，導致形成的TiB和TiC初晶更為細小，尤其是使TiC增強體易于形成等軸狀。合金元素鋁不僅固溶強化了基體合金，而且細化增強體也有利于提高復合材料的力學性能。
5、利用透射電鏡、高分辨透射電鏡對原位合成(TiB TiC)/Ti復合材料界面微結構進行研究和分析，發現兩種增強體與基體的界面均為清潔界面，為直接的原子結合、界面結合狀況良好。TiC增強體與基體合金沒有確定的位相關系，而TiB增強體與基體合金存在以下位相關系：、、(0002)Ti//(001)TiB和以及、(0002)Ti//(200)TiB和。該位相關系在凝固過程中形成，與增強體的晶體結構及基體合金的晶體結構密切相關，形成該位相關系有利于降低增強體與基體合金界面的晶格畸變能。
6、研究了鑄態鈦基復合材料和熱鍛后高溫鈦基復合材料的力學性能。由于原位合成增強體的加入，鈦基復合材料的力學性能與相應基體合金比較有了明顯的提高，在增強體含量為8％時，其彈性模量E、屈服強度s0.2和抗拉強度分別達到131.2GPa，1243.7MPa和1329.8MPa，與基體合金Ti6242比較分別提高了19.3，47.4和45.5。其強化機理主要來源于增強體承載、晶粒細化及高密度位錯的形成。石墨的加入，形成更多等軸狀、近似等軸狀TiC粒子有利于提高復合材料的室溫性能，這與短纖維狀TiB的存在導致復合材料低應力斷裂有關。
7、研究了原位合成鈦基復合材料的高溫瞬時拉伸性能。在600oC、650oC和700oC的抗拉強度分別超過800MPa，750MPa和650MPa，與高溫性能較好的IMI834合金比較，在600oC的抗拉強度提高幅度超過25。隨著溫度的提高，其屈服強度、抗拉強度降低，塑性提高，但與基體合金比較高溫強度有了明顯的提高。斷口分析表明：低溫時，裂紋由增強體斷裂引起，而在高溫時裂紋最先在短纖維晶須TiB的端面上形核，然后裂紋擴展到基體合金中，最后導致材料失效。說明低溫時，增強體承載對提高復合材料的力學性能非常有利，而在高溫時，其強化作用主要由增強體與位錯的交互作用引起。位錯容易在短纖維狀晶須TiB的端面處塞積，形成裂紋源導致材料失效。因此與等軸狀及近似等軸狀增強體TiC比較，短纖維狀增強體TiB對復合材料高溫力學性能的強化效果要低一些。這也是石墨的加入形成等摩爾的TiB和TiC增強體有利于提高復合材料高溫性能的主要原因。
8、研究了原位合成鈦基復合材料的高溫蠕變性能和持久斷裂性能。原位合成鈦基復合材料的高溫蠕變經歷了典型的蠕變變形的三個階段。蠕變持久強度與基體合金比較有了明顯的提高。持久強度與溫度及載荷密切相關，溫度和載荷的提高都降低復合材料的高溫蠕變和高溫持久性能。石墨的加入形成更多的TiC粒子，同樣有利于提高鈦基材料的持久強度。在高溫、持久載荷作用下，材料的失效仍然主要由短纖維端面處形成裂紋而導致材料失效引起。
本研究首先從理論上分析了原位合成TiB、TiC及TiB和TiC混雜增強鈦基復合材料的原位合成機制，并以此為基礎開發出了一種新型鈦基復合材料加工工藝。利用該工藝鈦合金生產廠家可以在不改變設備和工藝的條件下，低成本高效制備高性能的鈦基復合材料。而采用該原位合成工藝制備復合材料的性能是可設計和可控制的，針對不同的應用條件，可以設計不同成分的基體合金及不同含量、不同配比增強體的復合材料以滿足不同的需求。從合金相圖、增強體晶體結構及凝固理論相結合分析了原位合成增強體的生長機制、生長形態、分布狀態以及界面微區特征。研究了鈦基復合材料的微觀組織對鈦基復合材料力學性能的影響規律。這些研究為以后制備高性能的鈦基復合材料和拓展 鈦基復合材料的應用領域打下了堅實的理論基礎和為批量生成提供了實用途徑。近兩年來，研究成果引起了國家航空航天部門的關注，國家“十五”軍工重點課題和航天支撐基金、航天創新基金課題獲得了批準。并將用于我國的先進戰略導彈XX－2改，戰術導彈XX－19及新一代洲際導彈和潛地導彈的構件。鑒于該技術在國防軍工方面具有的戰略意義以及在民用領域的潛在應用前景，與國內大型鈦合金加工企業—寶鋼集團五鋼有限公司開展產業化研究，完成了該材料的中試過程，實現了新型鈦基復合材料的工業化生產。研制開發的材料近期將在國家戰略、戰術武器、宇宙飛船等方面得到驗證和應用。并將逐漸推廣應用于民用領域，為國民經濟的發展作出貢獻。
關鍵詞非連續增強鈦基復合材料，原位合成，生長機制，凝固，晶體結構，微觀結構，力學性能，位向關系，界面結構
Fabrication,MicrostructureandMechanicalPropertiesofinsituSynthesizedTitaniumMatrixComposites
ATRACT
Duetoincreasingrequirementfortitaniumalloywithhighpropertiesinhightechnologyera,discontinuouslyreinforcedtitaniummatrixcompositesownthefollowingadvantages:highecificstrength,highecificmodulus,highelevatedtemperatureproperty,wearresistanceandlowfabricatingcost,sotheyhavebecometheresearchhotot.Theproceingtechnique,microstructureandmechanicalpropertieshavebeenexteivelystudied.However,themainaimisdiscontinuouslyreinforcedtitaniummatrixcompositepreparedbytraditionaltechniquesuchaspowdertechnologyandliquidmetallurgy,wheretheceramicparticlesaredirectlyincorporatedintosolidorliquidmatricesreectively.Inthispaper,paredwithtraditionaltechnique,insitutechniqueownthefollowingadvantages:thetechniqueisverysimpleandthepropertiesareexcellent,soitiseasiertofabricatetitaniummatrixcompositesintechnologyandeconomic.Theinsitusynthesisofceramicparticleavoidsthepollutionofreinforcementsandwettabilityexistingincastingtechnique,soitisvaluabletofabricatetitaniummatrixcompositeswithbetterproperties.However,therearestillquitealotofproblemstoberesolvedinordertofabricatetitaniummatrixcompositeswithhighpropertiessimplyandatlowfabricationcost.Therefore,theresearchontheseproblemsintheoryandexperimentisveryimportant.
Itiswellknownthatthekeyproblemindevelopmentandalicationofmetalmatrixcompositesiscostandproperty.Anewtechniquehasbeendesignedtoproducetitaniummatrixcomposites,inwhichitispoibletofabricatetitaniummatrixcompositeswithhighpropertiessimplyandatlowfabricationcost.TitaniummatrixcompositesreinforcedwithTiBwhisker,TiCparticleorTiBwhiskerandTiCparticle,wereproducedbycommontitaniumalloycastingtechniqueutilizingtheself-propagationhigh-temperaturesynthesisreactiobetweentitaniumandboron,graphite,B4C.Inordertodeveloptheutilizationareaoftitaniummatrixcompositesandmakebasisforproducingtitaniummatrixcompositeswithhighproperties,thefollowingworkshavebeendeveloped.
1.InsitusynthesismechanismoftitaniummatrixcompositesreinforcedwithTiB,TiCorTiBandTiCutilizingthereactiobetweentitaniumandboron,graphite,B4Chavebeeninvestigated.GifreeenergyDGandformationenthalpyDHofreactiobetweentitaniumandboron,graphite,B4Cwerecalculatedbythermodynamictheory.TheGifreeenergyDGofabovereactioisnegative,whichindicatesthattheabovereactioallcantakeplace.ItispoibletosynthesizeTiB2andTiCutilizingthereactionbetweentitaniumandB4C.However,coideringfromchemicalbalance,TiB2cannotexistintitaniummatrixalloystably.Theabovereactioreleasequitealotofheat.Moreover,theadiabatictemperatureisgreaterthanthetheoreticalcriterion,whichindicatesthatthereactioncanbesustainedbyitself,namelyself-propagationhigh-temperaturesynthesisreactioncanoccur.
2.TitaniummatrixcompositesreinforcedwithTiBwhisker,TiCparticleorTiBwhiskerandTiCpart iclehavebeenproducedbynon-coumablevacuumarcremeltingfurnaceandcoumablevacuumarcremeltingfurnace.TheresultsofX-raydiffractionshowthattheinsitusynthesizedreinforcementsareTiBandTiC.Thereinforcementsweredistributeduniformlyinmatrixalloy.Theshapesofreinforcementsareshort-fibreshape,dendriticshapeandequiaxedshapeornear-equiaxedshape.Thereinforcementwithshort-fibreshapeisTiB,thereinforcementwithdendriticshapeandequiaxedshapeornear-equiaxedshapeisTiC.Theexperimentalresultisingoodagreementwiththeoreticalresult,whichprovidesgistforcommercialproductionofinsitusynthesizedtitaniummatrixcomposites.
3.Thegrowthmechanismsofreinforcementsininsitusynthesizedtitaniummatrixcompositeshavebeeninvestigated.Thegrowthmechanismsarecloselyrelatedtosolidificationpathsandcrystalstructures.Thereinforcementsdiersefrommeltandgrowinthewayofnucleationandgrowth.FortheinsitusynthesizedTiBwhiskerandTiCparticlereinforcedtitaniummatrixcomposites,thereinforcementsundertakethefollowingthreestages:primarycrystal,binaryeutecticandternaryeutectic.Duetothedifferentcrystalstructures,TiBandTiCgrowindifferentshapes.TiBisliabletogrowalong[010]directionandformshort-fibreshapeduetoit’sB27crystalstructure.TheshapeofTiBatcrosectionispolygon,thecrystalfacesarecomposedwith(100),(101)and(10).Moreover,thereisstackingfaultinTiBandthestackingfaultislikelytoformat(100)crystalface.TiCwithNaClcrystalstructuregrowsindendritic,equiaxedornear-equiaxedshape.
4.Theeffectsofaluminumadditiononmicrostructureandmechanicalpropertiesofinsitusynthesizedtitaniummatrixcompositeshavebeeninvestigated.Theadditionofalloyingelementaluminumdoe’tchangephasesandadjustthesolidificationpath.However,thealloyingelementhindersthenucleationandgrowthofreinforcementsthatresultinmorefineTiBandTiCreinforcementsandmakeTiCreinforcementsgrowwithequiaxedparticleseasily.Aluminumnotonlystrengthethematrixalloybysolidsolutionstrengthening,butalsoimprovesthemechanicalpropertiesbyrefiningthereinforcements.
5.TheinterfacialmicrostructuresofinsitusynthesizedTiBwhiskerandTiCparticlesreinforcedtitaniummatrixcompositeshavebeenoervedbymeaoftramiionelectronicmicroscopyandhigh-resolutiontramiionelectronicmicroscopy.Theresultsshowthattheinterfacesareveryclean.Theyarebondedwell.ThereisnocoistentcrystallographicrelatiohipbetweenTiCandtitanium.However,therearefollowingcoistentcrystallographicrelatiohibetweenTiBandtitanium:,,(0002)Ti//(001)TiB,and,,(0002)Ti//(200)TiB.Moreover,itiscloselyrelatedtothecrystalstructuresofreinforcementandmatrixalloy.Theformationofabovecrystallographicrelatiohiisvaluabletodecreasetheenergyoflatticestrainbetweenreinforcementandmatrixalloy.
6.Themechanicalpropertiesofcast-titaniummatrixcompositesandhigh-temperaturetitaniummatrixcompositesafterhot-forginghavebeeninvestigated.Duetotheincorporationofinsitusynthesizedreinforcements,themechanicalpropertiesimproveobviouslycomparedwithmatrixalloy.Whenthevolumeofreinforcementsis8,theYoung’smodulusE,yieldstrengths0.2andteilestrengthare131.2GPa,1243.7MPaand1329.8MPa,reectively.Theyimprove19.3,47.4and45.5,reectively.Thestrengtheningmechanismsincludethefollowingfactors:undertakingloadofreinforcements,refinementofgrainsizeandformationofhigh-deitydislocatio.TheadditionofgraphiteformsmoreTiCparticleswithequiaxedornear-equiaxedshapethatisvaluabletoimprovethemechanicalpropertiesoftitaniummatrixcompositesatroomtemperature.ThisisrelatedtoexistingofTiBthatresultfractureofcompositesatlowlevelofaliedstrain.
7.Theultimateteilemechanicalpropertiesoftitaniummatrixcompositesatelevatedtemperaturehavebeeninvestigated.Theultimateteilestrengthsofinsitusynthesizedtitaniummatrixc ompositesat600oC,650oCand700oCare786.1MPa,657.4MPaand564.3MPa,paredwithIMI834alloy,theultimateteilestrengthat600oCimproves23.8.Astemperatureincreases,theyieldstrengthandultimatestrengthdecrease,paredwithmatrixalloy,themechanicalpropertiesathightemperatureofinsitusynthesizedtitaniummatrixcompositesimproveobviously.Theanalysisoffracturesurfacesshowthatcrackareformedduetothefractureofreinforcementsatlowtemperature,whilethecracksarelikelytonucleateattheendsofshort-fibreTiBandpropagatetomatrixalloyathightemperaturesothatcompositesfailure.Theyindicatethatundertakingloadofreinforcementsisvaluabletoimprovethemechanicalpropertiesatlowtemperature.Athightemperature,thestrengtheningeffectresultsfromtheinteractionbetweenreinforcementsanddislocatio.DislocatioareliabletoaccumulateandentangleattheendsofTiBwhiskers,paredwithequiaxedornear-equiaxedTiCparticle,thestrengtheningeffectofTiBwhiskerontitaniummatrixcompositesislowerthanthatofTiC.ThisisalsothemainreasonthattheadditionofgraphitetoformmoreTiCisvaluabletoimprovethemechanicalpropertiesathightemperature.
【摘 要】：在H2O-CH3OH體系中成功合成出了分子式為Ln(phen)2(NO3)3 (Ln = Y, Sm, Eu, Dy), [Ln(phen)2(H2O)2(NO3)2](NO3)(phen)2(H2O) (Ln = La,Ce)和[Ln2(phen)4(OH)2(H2O)4](NO3)4(phen)2 (Ln = Er, Lu)等稀土多元超分子配合物.單晶X-射線衍射分析表明, Ln(phen)2(NO3)3 為同晶結構,屬單斜晶系,空間群為C2/c(no. 15),晶胞參數為: (Y) a = 11.140 , b = 17.859 , c = 12.998 , = 100.510, Z = 4; (Sm) a = 11.161 , b = 17.995 , c = 13.061 , = 100.58 , Z = 4; (Eu) a = 11.165 , b = 17.972 , c = 13.052 , = 100.57 , Z = 4; (Dy) a = 11.158 , b = 17.906 , c = 13.019 , = 100.52 , Z = 4。Ln(phen)2(NO3)3的晶體結構由[Ln(phen)2(NO3)3]絡合分子組成，中心稀土原子(Ln = Y, Sm, Eu, Dy)與2個雙齒螯合鄰菲啉配體和3個雙齒螯合硝酸根配位，參與配位的4個N原子和6個O原子占據畸變雙帽十二面體的頂角位置，通過芳環堆積作用，絡合分子堆積形成一系列互相平行的一維柱狀結構，并以一維緊密堆積方式排列。[Ln(phen)2(H2O)2(NO3)2](NO3)(phen)2(H2O)為同晶結構，屬三斜晶系，空間群為P I (no. 2)，晶胞參數為：(La) a = 11.052 , b = 13.420 , c = 16.300 , = 78.12 , = 88.77 , = 83.03 , Z = 2; (Ce) a = 11.057 , b = 13.413 , c = 16.296 , = 78.19 , = 88.97 , = 83.04 , Z = 2。[Ln(phen)2(H2O)2(NO3)2](NO3)(phen)2(H2O)的晶體結構由一價[Ln(phen)2(H2O)2(NO3)2]+絡陽離子、不參與配位的鄰菲啉分子、水分子和NO3-陰離子組成。中心稀土原子(Ln = La, Ce)與2個雙齒螯合鄰菲啉配體、2個雙齒螯合硝酸根和2個H2O分子配位，參與配位的4個N原子和6個O原子占據畸變雙帽十二面體的頂角位置。通過芳環堆積作用，絡陽離子堆積形成一系列互相平行的一維柱狀結構，并形成正電性的二維層結構；不參與配位的鄰菲啉分子也通過芳環堆積作用形成一系列互相平行的一維柱狀結構，并形成電中性的二維層結構；不參與配位的水分子和NO3-陰離子分布在電正性和電中性二維層結構之間。同晶[Ln2(phen)4(OH)2(H2O)4](NO3)4(phen)2(Ln = Er, Lu)配合物屬三斜晶系，空間群為P I (no. 2)，晶胞參數為：(Er) a = 11.257 , b = 11.467 , c = 14.069 , = 93.93 , = 98.18 , = 108.14 , Z = 1; (Lu) a = 11.251 , b = 11.476 , c = 14.019 , = 93.83 , = 98.27 , = 108.27 , Z = 1。配合物由雙核[Ln2(phen)4(OH)2(H2O)4]4+絡陽離子、不參與配位的NO3-陰離子和具芳環堆積且不參與配位的鄰菲啉分子對組成。中心稀土原子(Ln = Er, Lu)與2個雙齒螯合鄰菲啉配體、2個H2O分子和2個OH基團形成八配位，8個配位原子構成畸變的四方反棱柱，緊鄰的配位多面體共享OH-OH邊，從而形成雙核[Ln2(phen)4(OH)2(H2O)4]4+絡陽離子。通過氫鍵和芳環堆積作用，雙核絡陽離子和鄰菲啉分子對形成電正性的二維層結構，不參與配位的NO3-陰離子處于電正性的二維層結構之間。[Ln2(phen)4(OH)2(H2O)4](NO3)4(phen)2配合物具有畸變CsI結構。
【關鍵詞】：1,10-鄰菲啉；稀土；超分子配合物；芳環堆積；晶體結構；合成
中圖分類號：O63 文獻標識碼：B文章編號：1997-0668(2008)0210088-05
注：“本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文。”
