固体化学考点.doc

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1、1（吕映南曾斌）解释概念（1）纳米碳管；（2）纳米颗粒：（3）原子团簇；（4）纳米复合材料。纳米碳管：管状的纳米级石墨晶体，是单层或多层石墨片围绕中心轴按一定的螺旋角卷曲而成的无缝纳米级管，每层的C是SP2杂化，形成六边形平面的圆柱面。纳米颗粒：指纳米量级的微观颗粒。它被定义为至少在一个维度上小于100纳米的颗粒。原子团簇：简称团簇，是由几个乃至上千个原子(或分子)组成的相对稳定的聚集体。纳米复合材料：以树脂、橡胶、陶瓷和金属等基体为连续相，以纳米尺寸的金属、半导体、刚性粒子和其他无机粒子、纤维、纳米碳管等改性剂为分散相，通过适当的制备方法将改性剂均匀性地分散于基体材料中，形成一相含有

2、纳米尺寸材料的复合体系，这一体系材料称之为纳米复合材料。2（吕映南）举例说明原子团簇的结构与性质。结构：1：绝大多数原子团簇的结构不确定，形状可以有线状、层状、管状、洋葱状、骨架状、球状等，团簇中每增加一个原子，团簇结构就要发生改变。2：少数团簇存在稳定结构与幻数。效应：1：同位数效应：Cu团簇的原子数具有奇偶性质，具有奇数原子的团簇具有较大的产额2：量子尺寸效应：在临界尺寸以下，团簇电子最低允许跃迁能量较大，大于临界尺寸后，跃迁能逐渐接近大块材料3：磁性：平均有效磁矩随团簇尺寸增大而增加，铁磁性物质的团簇具有超顺磁驰豫4：光学性质：纳米级的铁原子团簇对红外辐射具有较好的吸收特性5：小

3、尺寸效应：原子团簇独特的性质源于其结构上的特点，因其尺寸小，处于表面的原子比例极高，而表面原子的几何构型、自旋状态以及原子间作用力都完全不同于体相内的原子。材料的性质与内部单元的表面性质息息相关。例如仅仅通过调节团簇的大小，物质特性就有极大的不同，10个铁原子的团簇在催化氨合成时要比17个铁原子的团簇效能高出1000倍。3（曾斌）简述原子团簇，纳米颗粒，微细颗粒之间的区别与联系。区别：尺寸方面：原子团簇：仅包含几个到数百个原子或尺度小于1nm的粒子称为“簇”，它是介于单个原子与固态之间的原子集合体。纳米微粒：微粒尺寸为纳米数量级，它们的尺寸大于原子团簇，小于通常的微粒，一般尺寸为1-l

4、00nm。而微细颗粒一般大于100nm。物理化学性能方面：物理与化学方面，微细颗粒一般不具有量子效应，而纳米颗粒具有量子效应;团簇具有量子尺寸效应和幻数效应，而纳米颗粒不具有幻数效应。联系：纳米颗粒由原子团簇构成，而几百个纳米纳米颗粒可以构成微细颗粒。4（葛泰如）如何理解纳米粒子电子能级的不连续性？这是因为当微粒尺寸进人到纳米级时，由于量子尺寸效应，原大块金属的准连续能级产生离散现象。能级间隔与微粒尺寸的关系：d=4EF/3Nd--能级间隔EF--费米能级d-一个超微粒子的总导电电子数对纳米微粒，它所包含的原子数有限，N值很小，这就导致有一定的值，即能级间距间较大而发生分裂。5（葛泰如

5、金辉鑫）什么是蓝移现象？其物理机制是什么？蓝移现象：蓝移也称蓝位移，与红移相对。在光化学中，蓝移也非正式地指浅色效应。蓝移是一个移动的发射源在向观测者接近时，所发射的电磁波（例如光波）频率会向电磁频谱的蓝色端移动（也就是波长缩短）的现象。物理机制：动力学效应－－引力的作用，热力学效应－－温度的作用，运动学效应－－多普勒效应6（金辉鑫）试述纳米粒子的表面效应及应用？表面效应这是指纳米晶体粒表面原子数与总原子数之比随粒径变小而急剧增大后所引起的性质上的变化。表面效应的应用：影响材料的强度，塑性等性能。如：纳米镍丝强度与弹性模量均低于纳米镍薄膜。纳米薄膜的断裂接近脆性断裂，断裂强度符合Gri

6、ffith理想晶体脆断理论；纳米镍丝在断裂过程中表现出微弱塑性。7（金秋焱）举例说明纳米粒子的物理性质（热，电，磁，光等）。热学性质：纳米材料同常规物体相比，熔点、开始烧结温度和结晶温度均低得多。如纳米Ag微粒在低于373k开始融化，常规Ag的熔点为1173k。电学性质：纳米材料的电阻高于同类粗晶材料，甚至发生尺寸诱导金属发生绝缘体转变（SIMIT）。利用纳米粒子制成的纳米电子器件具有超高速、超容量、超微型低能耗的特点。如2001年用碳纳米管制成的纳米晶体管，表现出很好的晶体三极管放大特性。磁学性质：纳米微粒尺寸小到一定临界值时进入超顺磁状态。如Fe3O4粒径为5nm时变成顺磁体。光学

7、性质：1.宽频带强吸收性。大块金属具有不同的金属光泽，当尺寸减小到纳米级时，各种金属纳米粒子乎都呈黑色，它们对可见光的反射率极低，而吸收率相当高。如Pt纳米粒子的反射率为1%，Au纳米粒子的反射率小于10%2.  吸收光谱的蓝移和红移现象。例如，在200－1400nm范围，块体NiO单晶有八个吸收带，而在粒径为54－84nm的NiO材料中，有4个吸收带发生兰移，有3个吸收带发生红移，有一个峰未出现。 3. 激子吸收带-量子限域效应。激子的概念首