Химия твердого тела (200,00 руб.)

Стр.2

Стр.107

Стр.108

УДК 544.1-16(075.8)+544.22(075.8) У18 Рецензенты: д-р хим. наук, профессор Б.Б. Бохонов канд. хим. наук, доцент А.А. Матвиенко Работа подготовлена на кафедре химии и химической технологии для студентов всех форм обучения по направлению 18.03.01 – Химическая технология У18 Химия твердого тела: учебное пособие / Н.Ф. Уваров, Ю.Г. Матейшина. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2019. – 108 с. Уваров Н.Ф. ISBN 978-5-7782-3831-2 Пособие включает в себя разделы, посвященные описанию структуры твердых веществ, дефектов в кристаллах, твердофазных процессов и практических применений химии твердого тела. Работа содержит краткие теоретические сведения, примеры решения задач, вопросы для самостоятельного решения. Кроме того, в пособии имеется приложение, содержащее справочные материалы. Предназначено для студентов, обучающихся по направлению подготовки 18.03.01 – Химическая технология. УДК 544.1-16(075.8)+544.22(075.8) Уваров Николай Фавстович, Матейшина Юлия Григорьевна ХИМИЯ ТВЕРДОГО ТЕЛА Учебное пособие Выпускающий редактор И.П. Брованова Корректор И.Е. Семенова Редактор Л.Н. Ветчакова Компьютерная верстка Л.А. Веселовская Дизайн обложки А.В. Ладыжская ___________________________________________________________________________________ Подписано в печать 12.03.2019. Формат 60 Ч 90 1/16. Бумага офсетная. Тираж 100 экз. Уч.-изд. л. 6,27. Печ. л. 6,75. Изд. № 274/18. Заказ № 570. Цена договорная Налоговая льгота – Общероссийский классификатор продукции Издание соответствует коду 95 3000 ОК 005-93 (ОКП) ___________________________________________________________________________________ Отпечатано в типографии Новосибирского государственного технического университета 630073, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20 ISBN 978-5-7782-3831-2 © Уваров Н.Ф., Матейшина Ю.Г., 2019 © Новосибирский государственный технический университет, 2019 2

Стр.2

ОГЛАВЛЕНИЕ Введение ................................................................................................................... 3 Глава 1. Структура твердых веществ ................................................................ 5 1.1. Понятия твердого тела и кристаллической решетки ................................. 5 1.2. Типы химической связи и классификация твердых веществ по типу химической связи ............................................................................. 7 1.3. Энергия кристаллической решетки .............................................................. 9 1.4. Изменение электронной структуры при переходе от молекулы к кристаллу. Энергетические зоны ............................................................. 12 1.5. Симметрия кристаллов ................................................................................ 14 1.6. Элементарная ячейка. Ячейки Браве .......................................................... 19 1.7. Атомные, ионные и молекулярные радиусы ............................................. 23 1.8. Структуры, построенные на принципах плотнейшей упаковки ............. 24 1.9. Представление структур с помощью полиэдров ...................................... 28 1.10. Устойчивость кристаллических структур в зависимости от размера катионов и анионов .................................................................. 30 1.11. Изоморфизм, твердые растворы ............................................................... 31 1.12. Рентгеноструктурный анализ: рентгенофазовый анализ, расшифровка рентгенограмм, определение типа и параметров решетки ............................................................................... 33 1.13. Определение размера частиц и величины микроискажений решетки ....................................................................................................... 38 Примеры решения задач ........................................................................................ 39 Глава 2. Дефекты в кристаллах ........................................................................ 47 2.1. Определение и классификация дефектов в кристаллах ........................... 47 2.2. Точечные дефекты. Обозначение дефектов .............................................. 47 2.3. Собственные дефекты Шоттки и Френкеля. Равновесие и расчет концентрации собственных дефектов в кристаллах ................................. 49 2.4. Примесные дефекты, допирование. Равновесие и расчет концентрации примесных дефектов ........................................................... 55 107

Стр.107

2.5. Процессы диффузии и ионной проводимости в чистых и допированных кристаллах ....................................................................... 57 2.6. Нестехиометрия кристаллов. Влияние состава окружающей газовой среды на нестехиометрию. Расчет концентрации электронно-дырочных и ионных дефектов в нестехиометрических соединениях ................................................................................................. 65 2.7. Электронная и дырочная проводимость нестехиометрических кристаллов .................................................................................................... 70 2.8. Суперионные проводники. Поверхностные дефекты. Композиционные твердые электролиты .................................................... 71 2.9. Дислокации в кристаллах ............................................................................ 73 Примеры решения задач ........................................................................................ 75 Глава 3. Твердофазные процессы ..................................................................... 79 3.1. Общие закономерности твердофазных процессов ................................... 79 3.2. Химическая диффузия. Взаимная диффузия. Сопряженная диффузия электронов и ионов .................................................................... 82 3.3. Процессы образования и роста зародышей продукта реакции ............... 87 3.4. Кинетика твердофазных реакций: основные закономерности и уравнения ................................................................................................... 89 3.5. Диффузионно-контролируемые реакции ................................................... 94 3.6. Способы контроля реакционной способности твердых веществ ........... 96 Глава 4. Практическое применение химии твердого тела ........................... 98 4.1. Твердофазный синтез и спекание керамических материалов ................. 98 4.2. Механохимический синтез, механическая активация химических процессов ...................................................................................................... 99 4.3. Синтез композиционных материалов ....................................................... 100 4.4. Синтез высокопористых материалов ....................................................... 101 4.5. Реакции интеркаляции ............................................................................... 101 4.6. Твердофазные электрохимические реакции ............................................ 102 Контрольные вопросы ......................................................................................... 103 Библиографический список ................................................................................ 105 Приложение .......................................................................................................... 106 108

Стр.108