百年晶体学

<正>在自然界中,我们随处都可以看到晶体,例如矿物、宝石、雪花,以及常见的砂糖和盐粒等等。历史上,人们最早是从观察矿物的对称外形和颜色来研究晶体学的。1914年,德国科学家马克斯·冯·劳厄(Max von Laue)因为发现晶体如何衍射X射线而获得诺贝尔物理学奖,这一发现直接推动了X射线晶体学的出现,迎来了现代晶体学的黎明。X射线晶体学诞生以后,科学家得以用它来研究原子和原子之间的化学键的连接方式。     

三元和四元金属间化物中原子的配位数规律

对不同元素在不同三元和四元金属间化物结构类型中的原子配位环境进行了研究，所涉及的体系包括：１）Ｒ－Ｔ－Ｍ，２）Ｒ－Ｍ′－Ｍ，３）Ｒ－Ｔ－Ｍ′，４）Ｔ－Ｍ′－Ｍ，５）四元化合物（这里Ｒ表示稀土、碱土金属和低族过渡金属元素如Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ等，Ｔ表示高族过渡金属如Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ等，Ｍ′表示Ａｌ或Ｇａ，Ｍ表示其它主族元素Ｂ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｐ和Ａｓ）．研究了在３２４种完全有序结构类型中占据２０４６个不同晶体学位置的原子的配位环境，计算了它们的配位数，作出反映不同原子配位数规律的配位数分布直方图，从而总结了不同原子具有不同配位数选择倾向的唯象规律     

热电材料的基本原理、关键问题及研究进展

热电材料是一种利用固体中载流子(电子和空穴)运动实现热能和电能直接相互转换的功能材料,在温差发电和便携式制冷等领域得到重要应用。目前,如何协调优化载流子和声子的输运性能,从而提高热电材料能量转换效率,使其在利用余热发电方面发挥更大应用价值是材料学家研究的主要目标。简要介绍了热电效应的基本原理,总结了热电材料发展中的诸多关键科学问题,从结构设计(原子结构、纳米结构以及微米结构)方面综述了近年来的主要研究成果,并强调了温差发电技术对解决当前环境污染和能源危机的重要意义。     

Hf2+xMo3-xSi4(x=0.3)的合成、晶体结构及成键特性

电弧熔炼方法合成了Ｈｆ２＋ｘＭｏ３－ｘＳｉ４（ｘ＝０．３）,单晶Ｘ射线衍射方法测定了晶体结构．化学式,Ｈｆ２．３（２）Ｍｏ２．７（２）Ｓｉ４,Ｍｒ＝７８１．９,晶体学及结构参数：正交晶系,Ｃｅ２Ｓｃ３Ｓｉ４类型,（６２）Ｐｎｍａ,ａ＝０．６５７９（１）,ｂ＝１．２８１８（４）,ｃ＝０．６７７８（１）ｎｍ,Ｖ＝０．５７１６（１）ｎｍ３,Ｚ＝４,Ｄｘ＝９．０８４ｇ／ｃｍ３,μ＝５０１．５５ｃｍ－１（λＭｏＫα＝０．０７１０７ｎｍ）,Ｆ（０００）＝１３４０,Ｔ＝２９６Ｋ,对于２５个修正参数和６３７个独立可观察衍射点Ｒ＝０．０７５,ｗＲ＝０．０６８．此结构中,Ｓｉ原子两两成键联接成哑铃状,Ｍｏ原子均处于Ｓｉ原子所形成的配位畸变八面体中心,这些配位八面体最终联接形成三维Ｍｏ－Ｓｉ网络,Ｈｆ原子则散布在网络之间沿［１００］方向的隧道中．此化合物组成和结构不符合价键规律,成键具有过渡性且原子的配位环境遵守此类化合物规律．     

四元有序替代化合物Y（Rh,Ni）Ni4Si3的合成,结构及成键特性

电弧熔炼方法合成了Ｙ（Ｒｈ,Ｎｉ）Ｎｉ４Ｓｉ３,单晶Ｘ射线衍射方法测定了晶体结构．晶体学及结构修正参数：化学式Ｙ（Ｒｈ．４２Ｎｉ．５８）Ｎｉ４Ｓｉ３,Ｍｒ＝６０５．２３,正交晶系,ＹＮｉ５Ｓｉ３替代类型,（６２）Ｐｎ－ｍａ,ａ＝１．８７９７（７）ｎｍ,ｂ＝０．３７８６０（３）ｎｍ,ｃ＝０．６８０４９（９）ｎｍ,Ｖ＝０．４８４２７（７）ｎｍ３,Ｚ＝４,Ｄｘ＝６．６５３ｇ／ｃｍ３,μ＝３１．４３７ｍｍ－１（λＭｏＫα＝０．０７１０７ｎｍ）,Ｆ（０００）＝９１２,Ｔ＝２９６Ｋ,对于３０个最小二乘修正参数和２３９个独立可观察衍射点ｗＲ＝０．０５２．Ｎｉ原子处于Ｓｉ的四面体配位中心且近邻原子数为１２,而Ｒｈ则处于Ｓｉ的四方锥中心且近邻原子数为１４个,符合金属间化物中原子的配位数规律,也说明在此化合物结构中几何堆积因素占了很重要地位．     

闪烁材料——探索科学世界的一扇窗

 对闪烁材料的评价指标、应用领域和发展现状进行了调研,并结合中国闪烁材料研究现状对闪烁材料未来的发展方向和趋势进行了展望。     

过渡金属和主族元素硼磷酸盐体系的研究

总结了作者近几年在硼磷酸盐研究中所合成和表征的10多个新化合物,即元素周期表第4周期从Cr至Ga的元素或氧化物与工业催化剂材料BPO4在高温固相反应中,分别合成出具有3种结构类型的新化合物：新结构类型的三方Cr2[BP3O12]、正交AlPO4型的（B,M）[PO4]（M=Mn,Fe,Co,Ni,Cu,Zn)和新型四方（Ga,B)PO4;用水热法合成出NaGa[BP2O7(OH)3]、Na2In2[PO3(OH)]4.H2O和Na4Co3H2(PO4)4.8H2O等新化合物。同时还讨论了硼磷酸盐化合物研究的最新进展及结构化学的一般规律。