《材料化学》PPT课件

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1、材料化学课程复习（II）金属有机化合物:至少含有一个金属-碳(M-C)键的化合物。金属有机化合物包括：§1.金属不饱和烃化合物§2.金属环多烯（夹心结构）化合物§3.主族金属有机化合物（1）乙烯-过渡金属配合物（2）炔烃的配合物乙烯-过渡金属配合物的结构特征(a)乙烯的两个碳原子到中心金属原子的距离基本相等;(b)配位以后,原来呈平面型的乙烯分子变成非平面型,和碳原子相连的氢原子远离中心金属原子向后弯折;(c)若把乙烯分子看作单齿配体,则三配位化合物为三角形,C=C键大体上在三角形的平面内,四配位化合物为平面正方形,C=C键和正方形平面接近

2、垂直,五配位的化合物为三角双锥,C=C键大体上在水平方向的面上。炔烃配合物结构与之非常类似金属环多烯化合物金属－环多烯化合物：环多烯含电子的离域π轨道和金属的d轨道作用形成金属有机化合物C3Ph3+C4H42-C5H5-C6H6C7H7+C8H82-金属环多烯金属环多烯化合物:环戊二烯配合物平行非平行交错不对称交错结构不对称交错结构发生滑移(C5H5)4M型混合配体型主族金属有机化合物的反应性(1)还原性：金属有机化合物都可能是还原剂价轨道未充满的电正性元素的金属有机化合物是强还原剂，如：Li4(CH3)4,Zn(CH3)2,B(CH3)3

3、,Al2(CH3)6(2)亲核性连接于电正性金属之上的有机基团所带的部分负电荷使该基团成为强亲核试剂和Lewis碱。烷基锂，烷基铝和格氏试剂是常用的亲核试剂,用于有机合成。(3)Lewis酸性由于金属上存在空轨道，缺电子金属有机化合物都是Lewis酸。无机材料常用测试技术SEM（扫描电镜）EDS（能谱）AES（俄歇电子能谱）TEM（透射电镜）透射电子直接透射电子，以及弹性或非弹性散射的透射电子用于透射电镜(TEM)的成像和衍射二次电子入射电子与样品中原子的价电子发生非弹性散射作用而损失的那部分能量（30～50eV）激发核外电子脱离原子，能量

4、大于材料逸出功的价电子可从样品表面逸出，成为真空中的自由电子，此即二次电子。在电场的作用下它可呈曲线运动进入检测器，使表面凹凸的各个部分都能清晰成像。二次电子试样表面状态非常敏感，能有效显示试样表面的微观形貌；二次电子的分辨率可达5～10nm，即为扫描电镜的分辨率。二次电子的强度主要与样品表面形貌相关。二次电子和背景散射电子共同用于扫描电镜(SEM)的成像。当探针很细，分辨高时，基本收集的是二次电子而背景电子很少，称为二次电子成像(SEI)。特征X射线入射电子和原子中的内层电子发生非弹性散射作用而损失一部分能量（几百个eV），激发内层电子发

5、生电离，形成离子，该过程称为芯电子激发。除了二次电子外，失去内层电子的原子处于不稳定的较高能量状态，将依一定的选择定则向能量较低的量子态跃迁，跃迁过程中发射出反映样品中元素组成信息的特征X射线，可用于材料的成分分析。背景散射电子入射电子穿达到离核很近的地方被反射，没有能量损失；既包括与原子核作用而形成的弹性背散射电子，又包括与样品核外电子作用而形成的非弹性背散射电子，前者的份额远大于后者。背散射电子反映样品表面的不同取向、不同平均原子量的区域差别，产额随原子序数的增加而增加；利用背散射电子为成像信号，可分析形貌特征，也可显示原子序数衬度而进

6、行定性成分分析。阴极荧光如果入射电子使试样的原于内电子发生电离，高能级的电子向低能级跃迁时发出的光波长较长(在可见光或紫外区)，称为阴极荧光，可用作光谱分析，但它通常非常微弱。俄歇(Auger)电子如果入射电子把外层电子打进内层，原子被激发了．为释放能量而电离出次外层电子，叫俄歇电子。主要用于轻元素和超轻元素(除H和He)的分析，称为俄歇电子能谱仪。各种信号的深度与区域大小高能电子束受到物质原子的散射作用偏离入射方向，向外发散；随着深度的增加，分布范围增大，动能不断降低、直至为0，形成一个作用区。“梨形作用体积”：对轻元素样品，入射电子经多

7、次小角散射，在未达到较大散射角之前已深入样品内部；最后散射角增大，达到漫散射的程度。“半球形作用体积”：对重元素样品，入射电子在样品表面不很深的位置就达到漫反射的程度。俄歇电子与二次电子的空间分辨率最高；背散射电子的空间分辨率次之；X射线信号的空间分辨率最低。★景深大，图像富有立体感，特别适合于表面形貌的研究.★放大倍数范围广，从十几倍到2万倍，几乎覆盖了光学显微镜和TEM的范围.★制样简单，样品的电子损伤小.这些方面优于TEM，所以SEM成为材料常用的重要剖析手段.扫描电镜的特点扫描电镜(SEM)的几大要素（1）分辨率（2）放大倍数大多数

8、商品扫描电镜放大倍数为20～20,000倍，介于光学显微镜和透射电镜之间，即扫描电镜弥补了光学显微镜和透射电镜放大倍数的空挡。（3）景深（4）衬度在试样表面凸凹不平的部位，入射电