当前课程知识点：大学化学 > 第二章 物质的聚集状态与溶液的性质 > 2.1 物质的聚集状态—固体—晶体的对称性 > Video
同学们好
下边我们继续
固体知识的学习
在上节课当中
我们通过了解
单晶和多晶结构当中
原子、离子的周期性排列
对单晶和多晶的
宏观物理性质的影响
我们发现了
单晶的各向异性
和宏观对称性
与其结构当中的
原子和离子的
周期性排列
有直接的关系
这节课呢
我们将从微观结构的层次上
进一步的了解这些对称性
怎么样影响到
晶体的宏观的性质
首先我们来看晶格
所谓的晶格
是我们像理想气体模型一样
把我们复杂结构当中的
原子或离子
当成一个抽象的结点
把微观结构当中原子
和离子之间的相互作用
看成是一个周期性的
作用结构
这样
我们就可以在这样的
周期性的结构当中
抽象出一个简单的单元
以这个简单的单元的
平移和周期性的复制
构建出我们原子结构的
整体框架
从而了解原子、离子
在构成我们宏观晶体的
对称性结构过程当中的
周期性的变化规律
我们抽象出来的这样的单元
我们叫它晶胞
所谓晶胞
是由一个六面体组成的
这样的六面体
在最近邻的
原子或离子之间
我们以它作为
我们坐标轴的基元
我们以坐标轴当中的截距
作为a、b、c三个长度参量
作为我们晶胞的
晶胞参数
以三个坐标轴之间的夹角α、β
和γ作为衡量
我们三个坐标轴
在几何空间的
伸展方向的基本参数
以这样的a、b、c
和α、β和γ的不同
我们可以描述晶胞的空间
对称几何学特征
经典的几何学研究认为
如果要把这样的平行六面体
堆满整个的三维空间
我们选择的机会是有限的
原因是
我们只有七种不同的
平行六面体的方式
才能够就把我们的三维空间
通过我们的平移
和对称操作
全部的充满
这七种平行六面体分别是
当a、b、c完全相等
α、β、γ全部为直角的时候
这时候的平行六面体
构成的晶胞
我们称为立方晶胞
所代表的晶系
我们叫立方晶系
那么与此
同时如果a、b、c当中
有一个参数是相等的
但是α、β、γ
却仍然是直角
那么立方晶系就演化成了
四方晶系的晶胞
如果a和b相等
而c不同
α与β是90°
而γ变成120°
这时候的晶胞的对称性
就变成了六方晶系
此外
我们还有三方晶系
还有正交晶系
单斜晶系和三斜晶系
今天几何学认为
只有这七种不同的对称类型
a、b、c的取值
α和β、γ的取值
它们所唯一确定的七大晶系
当中的任何平行六面体
都是可以通过
平移和对称操作
最后充满整体的
三维几何空间的
所以经典的结晶学也认为
晶体的结构对称类型
有七大晶系
但是现代几何学
已经发现了
超出这样七大晶系
结构对称类型的范围的
新的对称结构
也就是准晶结构
准晶结构
不再依靠完全的旋转
和平移对称
而是通过
新的平移和复制对称的
这样的方式
来形成几何学的对称关系
准晶的出现
也为经典几何学的研究
注入了新的知识的热点
也为经典晶体学的研究
注入了新的活力
有关这部分内容
同学们可以关注近年来
在化学领域
获得诺贝尔化学奖的
准晶方面的有关学术进展
了解了七大晶系的
结构对称类型
我们虽然知道了
基本的晶格
是由这七种不同的
平行六面体
通过几何的平移
和对称操作
而形成的空间的整体
但是这七种结构类型
对于构成我们复杂
而且数量众多的
晶体结构来讲
未免显得数量的单薄
和结构对称的单一
进一步的研究
人们发现
实际上
在这七种不同的
平行六面体形成的晶胞当中
我们还会有
在不影响外形的
平行六面体的几何结构的
变化基础上
人们可以通过
在这些平行六面体内部的
几何对称操作
幻化出在同一晶系当中的
不同的对称的格子
比如说
对于立方晶系来讲
a、b、c相等
a、β、γ为直角
这是它的基本特征
这样的基本的简单立方
在我们的实际化合物当中
比如像氯化铯
就是典型的
这样的一个简单立方结构
而如果保持我们的
平行六面体的
a、b、c，α、β、γ相等
这样的一个几何外在的
特征的同时
我们在这样的一个
立方体的中心
加入新的对称点
形成的是体心立方结构
体心立方结构
是我们日常的
物质和结构当中
最常见的一种类型
我们的铁合金
在常温下
就处在α铁的状态
它是一种
典型的体心立方结构
在这种结构当中
a、b、c相等
α、β、γ为直角
为了让大家更多的了解
这种α铁的体心立方结构
加深对这种结构的
几何模型的空间认识
比利时在1958年的
Bruxelles的
世界博览会上
就用铝合金造就了
这样大的一个
α铁的原子结构的
体心立方模型
这个模型的高度
高达102m
当中每一个原子球的直径
都达到18m
那么
在这个过程当中
人们可以非常细致的去了解
怎么样由九个原子
来构成体心立方的
一个空间的几何构局
现在这样一个
超级的α铁的
体心立方结构
已经成为了
文明世界的原子博物馆
同学们以后有机会
访问布鲁塞尔的时候
不妨到这里去重温一下
怎么样用
铝合金构造出来的
体心立方的α铁的结构
如果我们在
不改变立方晶胞的a、b、c
以及α和β、γ的关系的基础上
我们在立方晶格的
六个表面上
各放上一个新的对称原子
这时候就形成了
新的面心立方结构
面心立方结构
也是自然界
和我们的生活生产当中
常见的物质的结构
我们的纯铜
就是典型的
面心立方的单质结构
生活当中
我们最常遇到的化合物
氯化钠
就是典型的
化合物的面型立方结构
有关这部分的内容呢
我们在后续的学习当中
还会给大家
进行详细的展开
除了立方结构当中的
体心和面心立方
新的格子的对称结构以外
在七大晶系的
四方、正交、六方、三方
单斜和三斜结构当中
依据a、b、c，α、β、γ
不变的原则
分别在
底心、体心和面心上
进行新的对称操作
同样也可以构成新的
在不改变平行六面体的
对称性结构下的
新的对称单元
这样就极大地丰富了
我们在七大晶系为基础的
经典晶体学研究的内容
和解决问题的途径
有关晶体结构的介绍
我们这节就到这里
下节我们将开始
等离子体的学习
-1.1 不一样的大学化学
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-1.2 化学体系的建立
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-1.3 应该了解的化学
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-1.4 课程学习的必要准备
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-第一章 绪论--第一章 习题
-2.1 物质的聚集状态—物质的相与相变
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-2.1 物质的聚集状态—气体—理想气体与实际气体
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-2.1 物质的聚集状态—气体—实际气体的状态方程
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-2.1 物质的聚集状态—液体
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-2.1 物质的聚集状态—固体—单晶多晶与非晶结构；晶体的宏观性质
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-2.1 物质的聚集状态—固体—晶体的对称性
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-2.1 物质的聚集状态—等离子体
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-2.1 物质的聚集状态—液晶
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-2.1 物质的聚集状态—等离子、液晶与平板显示技术
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-2.2 溶液的性质—溶液的特点与分类
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-2.2 溶液的性质—气体、液体和固体的溶解
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-2.2 溶液的性质—非电解质稀溶液的依数性—饱和蒸气压降低
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-2.2 溶液的性质—非电解质稀溶液的依数性—稀溶液的沸点升高
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-2.2 溶液的性质—非电解质稀溶液的依数性—溶液的凝固点降低
--Video
-2.2 溶液的性质—非电解质稀溶液的依数性— 溶液的渗透压
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-2.2 溶液的性质—非电解质稀溶液的依数性—反渗透现象
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-第二章 物质的聚集状态与溶液的性质--第二章习题
-3.1原子核外电子运动的描述-原子结构理论的发展
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-3.1原子核外电子运动的描述-核外单电子运动的量子化模型
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-3.1原子核外电子运动的描述-电子运动的特点
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-3.2电子运动的波函数与原子轨道- 电子运动的波函数与原子轨道
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-3.2电子运动的波函数与原子轨道-量子数的取值与原子轨道
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-3.2电子运动的波函数与原子轨道-自旋量子数的取值原则
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-3.3核外电子排布-多电子原子核外电子运动的描述
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-3.3核外电子排布-基态原子核外电子的排布
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-3.4元素周期律-元素周期律与元素周期表
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-3.4 元素周期律-元素性质的周期性
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-3.4元素周期律-电子结构与元素性质
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-第三章 原子结构与元素周期律--第三章 小论文
-第三章 原子结构与元素周期律--第三章 习题
-4.1 离子键理论—离子键理论
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-4.1 离子键理论—离子键价键构型
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-4.1 离子键理论—离子半径与离子晶体的结构
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-4.2 共价键理论—经典路易斯理论
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-4.2 共价键理论—现代价键理论
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-4.2 共价键理论—共价键的性质
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-4.3 杂化轨道理论—杂化轨道的理论要点
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-4.3 杂化轨道理论—杂化轨道类型（一）
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-4.3 杂化轨道理论—杂化轨道类型（二）
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-4.3 杂化轨道理论—不等性杂化轨道理论
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-4.4 价层电子对互斥理论（VSEPR）I
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-4.4 价层电子对互斥理论（VSEPR）II
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-4.5 分子轨道理论-分子轨道的建立
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-4.5 分子轨道理论-分子轨道能级图
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-4.5 分子轨道理论-异核双原子分子和离子
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-4.6 分子间作用力-分子的极性
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-4.6 分子间作用力-分子间作用力
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-4.7 氢键
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-第四章 分子结构与化学键理论--第四章 小论文
-第四章 分子结构与化学键理论--第四章 习题
-5.1 配合物的基本特征-配合物的形成
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-5.1 配合物的基本特征-配合物的命名规则
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-5.2 配合物的化学键理论-配位学说
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-5.2 配合物的化学键理论-配合物价键理论
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-5.2 配合物的化学键理论-晶体场理论
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-5.3 配合物化学键理论的应用-配合物的几何异构现象
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-5.3 配合物化学键理论的应用晶体场理论的应用（一）
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-5.3 配合物化学键理论的应用晶体场理论的应用（二）
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-第五章 配位化学概论--第五章 习题
-6.1化学反应中的能量变化-化学热力学基本概念(一)
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-6.1化学反应中的能量变化-化学热力学基本概念(二)
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-6.1化学反应中的能量变化-热力学第一定律
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-6.1化学反应中的能量变化-恒温与恒压热效应(一)
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-6.1化学反应中的能量变化-恒温与恒压热效应(二)
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-6.1化学反应中的能量变化-反应进度
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-6.1化学反应中的能量变化-热化学方程式与盖斯定律(一)
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-6.1化学反应中的能量变化-热化学方程式与盖斯定律(二)
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-6.1化学反应中的能量变化-标准摩尔反应热的计算(一)
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-6.1化学反应中的能量变化-标准摩尔反应热的计算(二)
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-6.2 化学平衡-可逆反应与平衡常数
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-6.2 化学平衡-化学平衡的规则
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-第六章 化学反应中的能量变化与化学平衡--第六章 习题
-7.1 自发过程与自发反应（一）
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-7.1 自发过程与自发反应（二）
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-7.2 熵与热力学第二定律—熵
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-7.2 熵与热力学第二定律—熵与Entropy
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-7.2 熵与热力学第二定律—热力学第二定律
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-7.3 热力学第三定律与与孤立系统熵判据—热力学第三定律
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-7.3 热力学第三定律与与孤立系统熵判据—孤立系统熵判据
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-7.4 吉布斯自由能判据-吉布斯自由能（一）
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-7.4 吉布斯自由能判据-吉布斯自由能（二）
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-7.4 吉布斯自由能的判据—标准吉布斯自由能的计算
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-7.4 吉布斯自由能的判据—反应方向的标准吉布斯自由能判据
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-7.4 吉布斯自由能的判据—非标准状态下自发反应方向性的判据
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-7.4 吉布斯自由能判据—吉布斯-亥姆霍兹方程
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-7.5 化学反应方向的影响因素—勒夏特列原理与化学反应的方向（一）
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-7.5 化学反应方向的影响因素—勒夏特列原理与化学反应的方向（二）
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-7.5 化学反应方向的影响因素—温度、压力对化学反应方向的影响实例（一）
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-7.5 化学反应方向的影响因素—温度、压力对化学反应方向的影响实例（二）
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-第七章 化学反应的方向--第七章 小论文
-第七章 化学反应的方向--第七章 习题
-8.1 化学反应速率-化学反应的方向与反应速率
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-8.1 化学反应速率-化学反应速率的表示方式
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-8.2 化学反应的速率方程-化学反应的速率方程的建立（一）
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-8.2 化学反应的速率方程-化学反应的速率方程的建立（二）
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-8.2 化学反应的速率方程-化学反应级数与速率方程
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-8.2 化学反应的速率方程-化学反应级数与速率方程-一级反应速率方程
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-8.2 化学反应的速率方程-化学反应级数与速率方程-二级反应速率方程
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-8.3 浓度和温度对化学反应速率的影响-温度对化学反应速率的影响
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-8.3 浓度和温度对化学反应速率的影响-碰撞理论（一）
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-8.3 浓度和温度对化学反应速率的影响-碰撞理论（二）
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-8.3 浓度和温度对化学反应速率的影响-过渡态理论（一）
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-8.3 浓度和温度对化学反应速率的影响-过渡态理论（二）
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-8.4 催化剂对化学反应速率的影响
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-第八章 化学动力学基础--第八章 习题
-9.1 酸碱平衡—酸碱定义（一）
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-9.1 酸碱平衡—酸碱定义（二）
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-9.1 酸碱平衡—水的解离平衡
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-9.1酸碱平衡—弱酸、弱碱的解离平衡（一）
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-9.1酸碱平衡—弱酸、弱碱的解离平衡（二）
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-9.1酸碱平衡—弱酸、弱碱的解离平衡（三）
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-9.1 酸碱平衡—同离子效应
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-9.1 酸碱平衡—缓冲溶液（一）
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-9.1 酸碱平衡—缓冲溶液（二）
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-9.1 酸碱平衡—缓冲溶液（三）
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-9.2 配位平衡—配合物的解离平衡
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-9.2 配位平衡—配合物解离平衡的移动
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-9.3 沉淀溶解平衡—溶度积常数
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-9.3 沉淀溶解平衡—溶度积规则（一）
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-9.3 沉淀溶解平衡—溶度积规则（二）
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-第九章 酸碱平衡与沉淀溶解平衡--第九章 习题
-10.1 氧化还原反应方程式配平
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-10.2 原电池与电极电势—原电池
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-10.2 原电池与电极电势—电极电势（一）
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-10.2 原电池与电极电势—电极电势（二）
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-10.3 影响电极电势的因数—能斯特方程—浓度或分压对电池电动势的影响（一）
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-10.3 影响电极电势的因数—能斯特方程—浓度或分压对电池电动势的影响（二）
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-10.3 影响电极电势的因数—能斯特方程—浓度或分压对电极电势的影响
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-10.4 电极电势的应用—判断氧化还原反应的方向性
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-10.4 电极电势的应用—判断元素的氧化还原能力
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-10.4 电极电势的应用—判断氧化还原反应进行的程度
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-10.4 电极电势的应用—元素电势图及其应用（一）
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-10.4 电极电势的应用—元素电势图及其应用（二）
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-10.4 电极电势的应用—金属的电化学腐蚀与防护
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-第十章 氧化还原反应与电化学基础--第十章 小论文
-第十章 氧化还原反应与电化学基础--第十章 习题
-无机元素化学-s区元素
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-无机元素化学-p区元素
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-无机元素化学-过渡元素
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-生命化学概论-生命有机化合物官能团
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-生命化学概论-生命元素-碳
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-生命化学概论-生命元素-氧
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-生命化学概论-蛋白质
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-生命化学概论-核酸
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-生命化学概论-糖
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-生命化学概论-金属酶与金属蛋白
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-生命化学概论-药物
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-第十一章 元素与生命化学概论--第十一章 习题
-纳米科学与化学-自然界中的纳米现象
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-纳米科学与化学-微观结构与仿生
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-纳米科学与化学-纳米结构的观察
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-纳米科学与化学-纳米结构与特殊浸润性
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-化学与材料-材料科学领域中的化学问题
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-化学与材料-正渗透与水处理技术
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-化学与材料-相变材料（一）
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-化学与材料-相变材料（二）
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-化学与材料-范德华力与二维材料
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-第十二章 化学与现代科学--第十二章 习题
-大学化学期末考试
