晶体化学在矿物材料中的应用PDF电子书下载

第一篇　晶体化学基础 1

1　晶体化学基本概念 1

1.1　晶体化学基本任务 1

1.2　晶体化学基本概念 2

1.2.1 晶体的概念 2

1.2.2 非晶 3

1.2.3 单晶和多晶 3

1.2.4 晶格和晶胞的概念 4

1.2.5 晶体的基本特征 5

1.3　晶格类型与化学键 7

1.3.1 离子晶格 8

1.3.2 原子晶格 10

1.3.3 金属晶格 11

1.3.4　分子晶格 13

2　影响晶体构造的基本因素 14

2.1　结点上粒子种类 14

2.1.1 元素原子的价电子构型 14

2.1.2　金属阳离子分类 15

2.2　粒子半径 16

2.2.1 原子半径 16

2.2.2 离子半径 20

2.3　元素的电负性 23

2.4　粒子的极化 25

2.4.1 极化的定义 25

2.4.2 离子极化 25

2.4.3 分子极化 32

2.5　粒子之间的配位数 35

2.6　成分复杂程度与晶体结构对称性的关系 41

2.6.1 晶体结构对称性的概念 41

2.6.2 晶体和晶体结构对称性的有关定理 41

2.6.3 格罗思（Groth）定律 44

3　晶体化学基本原理 45

3.1 晶体化学第一定律——戈尔德施密特（Goldschmidt）原理 45

3.2　晶格能计算公式——波恩公式 45

3.3　测定晶格能实验值的方法——哈伯-波恩循环 51

3.4　晶体化学第二定律——卡普斯钦斯基原理 53

3.5　费尔斯曼改进公式 54

3.6　球体最紧密堆积原理 55

3.6.1 等径球体的最紧密堆积 56

3.6.2 等径球体最紧密堆积的空隙 60

3.6.3 不等径球体的紧密堆积 63

3.7　鲍林的离子晶体法则 65

3.7.1 第一法则——配位多面体 65

3.7.2 第二法则——静电价法则 65

3.7.3 第三法则——多面体共用顶点、边和面的法则 68

3.7.4 第四法则——不同多面体的空间分布问题 69

3.7.5 第五法则——配位多面体种类最少的原则 70

4　晶体场理论在矿物晶体化学中的应用 71

4.1 晶体场理论的基本概念 71

4.2　d轨道的晶体场分裂 74

4.2.1 正八面体配位中的晶体场分裂 74

4.2.2 四面体配位中的晶体场分裂 75

4.2.3 立方Cube配体中的晶体场分裂 76

4.3　晶体场稳定能 77

4.4　八面体位置优先能 81

4.5　亚恩-特勒效应——畸变效应 81

4.6　尖晶石的晶体化学 85

4.7　硅酸盐结构中阳离子占位与有序化 86

第二篇　矿物材料的晶体化学特征 86

5　简单矿物的晶体化学特征 89

5.1 AB型化合物的晶体化学特征 89

5.1.1 AB型离子化合物晶体 89

5.1.2　极化对AB型化合物的影响 94

5.1.3　AB型化合物的型变 95

5.2　AB2型和A2B型化合物 96

5.2.1　AB2型化合物 96

5.2.2　A2B型化合物 99

5.3　AmBn型化合物 99

5.3.1 ABn型化合物 100

5.3.2 A2B3型化合物 100

5.3.3 非金属与半金属的A2B3型化合物 102

6　复杂矿物的晶体化学特征 104

6.1　复杂矿物——配合物的晶体化学结构特征 104

6.1.1 常见配阴离子 104

6.1.2 配阴离子内部的结合力 105

6.1.3 多齿配阴离子 105

6.1.4 配阳离子 106

6.1.5　配合基旋转 107

6.1.6 复杂化合物的几何结构 107

6.2　ABO3型化合物 109

6.2.1 方解石型的ABO3化合物 109

6.2.2 BATiO3型的ABO3化合物 110

6.2.3 钙钛矿型的化合物 112

6.2.4 YAlO3化合物 113

6.3 ABO4型化合物 114

6.3.1 锆英石晶体 114

6.3.2　钨酸钙晶体 115

6.4 A2BO4型化合物 116

6.5 A3B5O12型化合物 117

6.5.1 Y3Al5O12的晶体组成 117

6.5.2 YAG的晶体结构 117

6.5.3　掺杂质离子在晶体结构中的位置 119

6.5.4 YAG晶体的性质 121

7　硅酸盐矿物的晶体化学特征 122

7.1　概述 122

7.1.1　硅酸盐组成 122

7.1.2 硅酸盐结构的特点 123

7.2　岛状硅酸盐的晶体结构特征 128

7.2.1 含有孤岛硅氧四面体［SiO4］4-的硅酸盐晶体结构特征 128

7.2.2　含有双岛四面体的硅酸盐 129

7.3　环状硅酸盐的晶体结构特征 130

7.3.1 三环骨架硅酸盐的晶体结构特征 130

7.3.2 四环骨架硅酸盐的晶体结构特征 131

7.3.3 六环骨架硅酸盐的晶体结构特征 132

7.4　链状硅酸盐的晶体结构特征 132

7.4.1 辉石族矿物的晶体化学特征 132

7.4.2 角闪石族矿物的晶体化学特征 140

7.5　层状硅酸盐的晶体化学特征 142

7.5.1 云母族硅酸盐矿物的晶体化学特征 143

7.5.2 黏土类层状硅酸盐 145

7.6　硅石的各种变体 145

7.6.1 SiO2的多晶转化 145

7.6.2　SiO2各变体的结构和特性 147

7.6.3 石英晶体的应用 148

7.7　骨架型硅酸盐的晶体化学特征 148

7.7.1 长石类硅酸盐的晶体化学特征 149

7.7.2 沸石类硅酸盐的晶体化学特征 149

第三篇　超细矿物粉体材料的制备与应用 149

8　纳米碳酸钙粉体材料的制备与应用 151

8.1　纳米碳酸钙粉体材料 151

8.1.1 定义 151

8.1.2　纳米碳酸钙粉体的形状 152

8.2　纳米碳酸钙的晶体化学特征 152

8.2.1 晶体化学特征 152

8.2.2 纳米碳酸钙的结晶过程 155

8.3　纳米碳酸钙的制备 177

8.3.1 纳米碳酸钙反应系统 178

8.3.2　碳化法制备纳米碳酸钙 181

8.4　纳米碳酸钙的应用 183

8.4.1 在橡胶工业中的应用 183

8.4.2 在塑料工业中的应用 184

8.4.3 在造纸工业中的应用 185

8.4.4 在油墨工业中的应用 185

8.4.5 在涂料工业中的应用 186

8.4.6 在保健食品与饲料工业中的应用 186

8.4.7 在日化与医药工业中的应用 187

9　纳米氧化锌粉体的制备与应用 188

9.1　纳米氧化锌 188

9.2　纳米氧化锌的晶体化学特征 189

9.3　纳米氧化锌粉体的制备方法 191

9.3.1 一步法制备纳米氧化锌 194

9.3.2 两步法制备纳米氧化锌 200

9.4　纳米氧化锌的应用 213

9.4.1 制备抗菌除臭、消毒、抗紫外线产品 213

9.4.2 用于催化剂和光催化剂 214

9.4.3 制备气体传感器及压电材料 214

9.4.4　制备图像记录材料 215

9.4.5 用于荧光体和电容器 215

9.4.6 用于隐身技术——雷达波吸收材料 215

9.4.7 用于橡胶工业和涂料工业 215

10　纳米银粉的制备与应用 216

10.1　银及纳米银粉 216

10.2　银的晶体化学特征 216

10.3　纳米银粉制备方法 218

10.3.1 物理方法 218

10.3.2 化学方法 219

10.4　银及纳米银的应用 225

10.4.1 银的应用 225

10.4.2　纳米银粉的应用 226

11　硫酸钙晶须材料的制备与应用 229

11.1　硫酸钙晶须 229

11.1.1 硫酸钙晶体的化学特征 230

11.1.2 硫酸钙晶须的化学特征 230

11.2　硫酸钙晶须的制备 231

11.2.1 水热法制备硫酸钙晶须 231

11.2.2 水热法制备硫酸钙晶须的影响因素 233

11.3　硫酸钙晶须的应用 244

11.3.1 用作增强组元 244

11.3.2　用于环境材料 245

11.3.3 用于摩擦材料 245

11.3.4　提高沥青的软化温度 246

11.3.5 其他方面的应用 246

12　氢氧化镁晶须材料的制备与应用 247

12.1　氢氧化镁晶须 247

12.1.1 氢氧化镁晶须的晶体化学特征 248

12.1.2 氢氧化镁晶须的结晶过程 248

12.2　氢氧化镁晶须制备 254

12.2.1 水热合成法制备氢氧化镁晶须 254

12.2.2 影响超细氢氧化镁晶须制备的因素 255

12.3　氢氧化镁晶须的应用 267

12.3.1 用作增强材料 267

12.3.2　用作阻燃性材料 269

12.3.3　用作环保材料 270

13　其他超细纳米矿物材料的制备与应用 271

13.1　纳米硫酸钡粉体材料的制备与应用 271

13.1.1 纳米硫酸钡粉体 271

13.1.2　硫酸钡的晶体化学特征 272

13.1.3 纳米硫酸钡粉体材料的制备 273

13.1.4　纳米硫酸钡的应用 277

13.2　纳米碳化硅粉体的制备与应用 278

13.2.1　纳米碳化硅粉 278

13.2.2 纳米碳化硅粉的晶体化学特征 278

13.2.3 纳米碳化硅粉体的制备方法 281

13.2.4　纳米碳化硅粉体的应用 291

参考文献 293

术语索引 301