准晶体的研究进展

准晶体是一种介于晶体和非晶体之间的固体。按照其准周期维数的分类方法分为一维、二维、三维准晶体,具有力学性能、电学性能和磁性能。利用其优良的性能特点,可将其应用于表面改性材料和结构材料增强相中。对准晶体的基础研究主要在其原子结构测定、形成因素、成分预测、单质组元的寻找和物理性质的有效调控等方面;而应用研究主要包括其薄膜技术和微纳米化的研究等。     

准晶的晶体学特征

10年前,具有五次旋转对称而无平移周期序的准晶问世,在与晶体及晶体学有关的学科领域里引起强烈反响。10年来的系统研究澄清了准晶晶体学中的一些问题,如(1)准晶还是五重孪晶? (2)为什么要有五次旋转对称? (3)为什么会有准周期性? (4)稳定的准晶存在吗? (5)准晶与近似晶体相有什么异同?     

准晶体的发现、性质及其价值——2011年诺贝尔化学奖解读

2011年诺贝尔化学奖授予以色列科学家达尼埃尔.谢赫特曼）Daniel Shechtman）,以表彰他发现准晶体）Quasicrystals）的贡献。准晶体与传统晶体不同,它具有5次旋转轴的长程有序结构,它的发现和研究具有重要学术和应用价值。     

MB25镁合金中的准晶体与晶体相的研究

利用透射电子显微术（ＴＥＭ）及能谱仪微区成分分析（ＥＤＳ）技术，对含有稀土元素的铸态Ｍｇ－Ｚｎ－Ｚｒ－Ｙ系高强镁合金ＭＢ２５中的稀土相鉴定发现，在铸态合金的晶界上存在准晶相，其电子衍射谱显示出５－３－２次对称的特点，为二十面体准晶相。在与准晶相连区域发现一种ＭｇＺｎ＿２型的Ｌａｖｅｓ相，其点阵常数为ａ＝０．５４２ｎｍ，Ｃ＝０．８７３ｎｍ。     

二十面体准晶对非晶形成影响的模拟

采用分子动力学模拟技术,以液态金属Ni为例,研究了在不同冷却条件下形成晶体及非晶的过程.模拟采用镶嵌原子法(EAM)作用势,得到了不同温度、不同冷却速度下Ni的径向分布函数以及原子组态变化的重要信息,利用键对分析技术探讨了二十面体准晶对非晶形成的影响.     

阶梯模冷却Mg_(68)Zn_(29)Y_3合金的组织及准晶相的形成

采用五层阶梯形模具冷却方法在Mg68Zn29Y3合金中制备了二十面体准晶相(I相)。通过扫描电镜、能谱分析仪和透射电子显微分析技术,观察了合金凝固组织和准晶相的形貌,并确定了准晶相成分及结构。结果表明:Mg68Zn29Y3三元合金在普通凝固-阶梯模冷却过程中,冷却速度对准晶相形貌、数量、大小和分布存在较为显著的影响;随着冷速的降低,准晶相的生长方式由细小弥散演变为粗大碎化,准晶晶粒尺寸由20μm逐渐长大至100μm以上;准晶相通过包晶反应形核、长大;合金凝固组织为MgZn+α-Mg+Zn60Mg30Y10。     

准晶体的晶胞构成及准晶格的推导

本文从结晶化学原理及二十面体相出发,提出了八次对称准晶体中可能存在的两种配位多面体形式——三角十六面体及带帽反棱柱。推导了该类准晶体的一维及二维准晶格。运用传统结晶学中定义Bravais晶胞的原则定义了准晶体中五次、十次、八次、十二次对称准晶体的四种二维准晶胞。本文作者认为准晶体实际上是具无公度平移周期的晶体,该类晶体的无公度平移对称,是通过放大或缩小这两种具分数维特征的对称操作来实现的。     

科学家用新方法种出准晶体

直到丹尼尔·舍特曼的发现提出之前,化学家一直将晶体定义为原子按照可重复的规则模式进行排列的材料。然而,在1982年,以色列理工大学材料科学家舍特曼发现,一种铝和锰的合金,其原子按常规顺序排列,但是不能重复。此类"准晶体"迫使化学家重新编写了他们的教科书。最终,2011年舍特曼因准晶体的发现获得诺贝尔化学奖。此后,科学家也在自然界中发现了准晶体,而且工程师制造出多种多样的准晶体,并     

分子动力学模拟纳米晶体银的结构和性能

通过分子动力学方法,采用以局域密度（LDA）近似和二阶动量矩（SMA）近似为基础的多体势函数,模拟了纳米面心立方晶体银的结构,对模拟的结果进了不同尺寸的纳米晶体的能量分布,弹性常数,表面能及熔点等计算,并与相应的实验结果进行了比较,结果表明采用此多体势函数模拟纳米晶体的结构和性能,比用其它势函数更精确,与实验结果更吻合。     

准晶简述——2011年度诺贝尔化学奖

2011年诺贝尔化学奖颁发给了以色列科学家DanShechtman,以表彰他在准晶发现上的突出贡献。本文简单介绍准晶发现的重要意义及其结构的描述方式。     

Rapid Phase Transitions of Thermotropic Glycolipid Quasicrystal and Frank-Kasper Mesophases: A Mechanistic Rosetta Stone

Experimental results are presented that serve to lower the barrier for developing the science and technology of non-classical thermotropic glycolipid mesophases, which now include dodecagonal quasicrystal (DDQC) and Frank–Kasper (FK) A15 and σ mesophases that can be produced under mild conditions from a versatile class of sugar-polyolefin conjugates. By employing “alloys” comprised of mono- and disaccharide-polyolefin conjugates, and optionally with vitamin E as a small molecule phase modulator, we report the spontaneous formation of stable A15 mesophases at ambient temperature. We further document a rich thermotropic phase map that includes DDQC, A15, and σ mesophases of tunable periodicity that are connected through rapid thermotropic phase transitions as a function of increasing temperature in the order: liquid-like packing (LLP)→DDQC → A15→σ→ disorder. This first direct observation of a rapid thermotropic A15→σ phase transition provides support for a diffusionless martensitic process proceeding through strain-induced introduction of planar defects into the A15 lattice.     

The twentieth year in Structural Chemistry

Twenty years ago our journal Structural Chemistry was founded with the primary purpose of providing a quality venue for reports that present the result of complex studies of chemical and biological systems and in the field of materials science, using diverse physical and computational techniques simultaneously and in a concerted way and that are concerned with the chemical, biological, and physical implications of the findings. A sampler of contributions witnesses the fulfillment of this goal and points justified expectations of a bright future for our publication.     

超分子结构化学

超分子 (ｓｕｐｒａｍｏｌｅｃｕｌｅ)通常是指由两种或两种以上分子依靠分子间相互作用结合在一起 ,组装成复杂的、有组织的聚集体 ,并保持一定的完整性 ,使其具有明确的微观结构和宏观特性。由分子到超分子和分子间相互作用的关系 ,正如由原子到分子和共价键的关系一样。　　 1 987年 ,诺贝尔化学奖授予Ｃ .Ｐｅｄｅｒｓｅｎ(佩德森 )、Ｊ Ｍ .Ｌｅｈｎ(莱恩 )和Ｄ .Ｃｒａｍ(克拉姆 )等在超分子化学领域中的奠基工作 :佩德森发现冠醚化合物 ,莱恩发现穴醚化合物并提出超分子概念 ,克拉姆是主客体化学的先驱者[1～ 3] 。此后 ,作为化学的…     

碳和硅结构化学的比较

碳和硅是元素周期表第14族的前两个元素,它们在化学中占有极其重要的地位。碳统治着有机化学,有机化合物的定义是一切含有C—C键的化合物。硅统治着无机化学,硅在地壳中的含量按40km厚度的地壳计,约占地壳质量的28%,在地壳的所有元素中,硅仅次于氧而居第二位。硅和氧以及其他元素一起结合形成硅酸盐,硅酸盐化合物占地壳质量的80%以上,单是长石一类硅酸盐矿物就占地壳质量的一半。为什么这两个元素有如此独特的能力?关键在于这两个元素的原子能各自形成独特的化学键。1碳和硅化学键的比较在基态时,碳和硅的电子组态分别为:C:[He]2s22p2;Si:…     

The Supramolecular Structural Chemistry of Pentafluorosulfanyl and Tetrafluorosulfanylene Compounds

The analysis of crystal structures of SF₅- or SF₄-containing molecules revealed that these groups are often surrounded by hydrogen or other fluorine atoms. Even though fluorine prefers F⋅⋅⋅H over F⋅⋅⋅F contacts, the latter appeared to be important in many compounds. In a significant number of datasets, the closest F⋅⋅⋅F contacts are below 95 % of the van der Waals distance of two F atoms. Moreover, a number of repeating structural motifs formed by contacts between SF₅ groups was identified, including different supramolecular dimers and infinite chains. Among SF₄-containing molecules, the study focused on SF₄Cl compounds, including the first solid-state structure analyses of these reactive species. Additionally, electrostatic potential surfaces of a series of Ph-SF₅ derivatives were calculated, pointing out the substituent influence on the ability of F⋅⋅⋅X contact formation (X=F or other electronegative atom). Interaction energies were calculated for different dimeric arrangements of Ph-SF₅, which were extracted from experimental crystal structure determinations.     

Structural Chemistry of Magnesium Acetates

Magnesium acetate solvates, Mg(OAc)₂ · nL, and their hydrates were prepared by crystallization of Mg(OAc)₂ · 4H₂O or Mg(OAc)₂ from different solvents (L = MeOH, EtOH, HOAc). Anhydrous Mg(OAc)₂ was obtained by thermal dehydration of the tetrahydrate at 150 °C. X‐ray single crystal diffraction mostly with the use of synchrotron radiation allowed the structure determination of Mg(OAc)₂(H₂O)₃(EtOH) ( I ), Mg(OAc)₂(HOAc)₂(H₂O)₂ ( II ), Mg₃(OAc)₆(MeOH)₆ ( III ), Mg₃(OAc)₆(HOAc)₂(H₂O)₂ · 2HOAc ( IV ), Mg(OAc)₂(HOAc) · 1.8(HOAc) ( V ), Mg(OAc)₂ · H₂O ( VI ), [Mg₃(OAc)₆(EtOH)₂] · 2EtOH ( VII ), and Mg(OAc)₂ ( VIII ). Structural data were discussed in terms of the number of neutral O‐donor ligands per magnesium atom, coordination environment of magnesium atoms, structural functions of acetate groups, and hydrogen bonding systems.     

结构化学课程绪论部分的教学设计

对结构化学绪论课的教学内容进行组织和设计,旨在使学生了解结构化学的课程内容,认识结构化学的重要性,激发其学习动力,并讲授结构化学的学习方法以及学习中的注意事项,为后续的课程教学打下良好的基础。     

Structural Chemistry of Heteroselenometallic Clusters

1INTRoDUCTIoNThechemistryof[MS'j'-(M=Mo,W)anionsandtheirrelatedcompoundshavebeenextensivelyinvestigatedfortheirrelevancetobiologicalsystem,richstruc-turalchemistryandspecialreactivepropertiesaswellaspotentialapplicationinnon-linearopticalmaterials,t1~5iwhereasthatof[MSe'j'-(M=Mo,W)anionsandtheirrelatedcompoundshavereceivedattentiononlyinrecentyears.t6~7)Inl989lMhllerisolatedtwoclustercompounds,namely,cubane-like[OMoSe3Cl-(CuPPh,),j(siandlinear[WSe'(AgPPh,),).t9iAfterthat,lbersstud…