• [PO4]中的P-O-P键角为140°，
其结构不对称磷； 氧 Nhomakorabea图1-9 P4O10分子结构构示意图
• P2O5结构是层状，层间由范德华力
图1－9
P2O5玻璃性质表现：
黏度小，化学稳定性差，热膨胀系数大。
1.3 单元系统玻璃
1.4 硅酸盐玻璃结构
1.4.1 碱硅酸盐玻璃结构
1.4.2 钠钙硅玻璃结构
1.3 单元系统玻璃
(a)
图1-6（a）相邻两硅氧四面体之间的Si-O-Si键角分布示意图 （b）石英玻璃与方石英晶体Si-O-Si键角分布曲线
1.3 单元系统玻璃
架状结构特点：稳定牢固 石英玻璃性能表现：
黏度及机械强度高、热膨胀系数小、耐热、 介电性能和化学稳定性好。
结论：
• 一般硅酸盐玻璃中SiO2含量愈大，上面 石英玻璃所表现的性能就愈好；
♥ 网络中这些氧多面体以顶角相连
♥ 每个多面体中至少有3个氧离子与相邻的
多面体形成三维空间发展的无规则连续 网络
1.2 玻璃结构
B2O3 SiO2 GeO2 P2O5 V2O5 Ta2O5 As2O5 Sb2O5
能形成玻璃，所组成的多面体为网络的结构单元。 未能满足上述条件的氧化物（R2O和RO)只能作 为网络外体，处于网络之外，填充在网络的空隙 中。
• 石英玻璃的基本结构单元是硅氧四面体，在 空间形成三维空间网络，其排列是无序的， 缺乏对称性和周期性的重复。
• 硼酸盐、磷酸盐玻璃：结构单元为硼氧三角体 [BO3]、磷氧四面体[PO4]，无序二维空间网络。
图1－5
1.2 玻璃结构
1.2 玻璃结构
无规则网络学说：强调了玻璃中多面体相互间排列 的连续性、均匀性和无序性方面。
广义
玻璃态
指物质的一种结构
玻璃材料
用作结构、功能和新材料的玻璃
玻璃制品
指玻璃器皿、玻璃瓶罐等
玻璃由熔体过冷所得，因黏度逐渐增大而具有
固体机械性能的无定形物体。
狭义
玻璃态是物质的一种存在状态，是熔融、冷却、 固化的非结晶的无定形物，是过冷的液体。
1.1 玻璃的定义与通性
1.1.2 玻璃的通性（掌握）
1.2 玻璃结构
1.2.3 无规则网络学说（理解） • 主要描述离子－共价化合物玻璃的结构 即形成阴离子为多面体（三角和四面体），
多面体之间以顶角相连而形成三维空间连续 的网络，但其排列是无序的，
• 氧化物AmOn能形成玻璃应具备的条件：
♥ 一个氧离子最多同两个阳离子A相结合
♥ 围绕一个阳离子A的氧离子数为3－4个
掌握
1.4.1 碱硅酸盐玻璃结构（掌握）
过程：在石英玻璃中加入R2O，Si/O比值降低， 有非桥氧出现。如下图所示
—Si—O—Si— 桥氧
Si O- R+ 非桥氧
1.4 硅酸盐玻璃结构
图1-11 氧化钠与硅氧四面体间作用的示意图
1.4 硅酸盐玻璃结构
结果：非桥氧的出现使硅氧网络断裂；其过剩电 荷为碱金属离子所中和；硅氧四面体失取 原有的完整性和对称性，使玻璃结构减弱 和疏松。
• 石英玻璃内部空旷，在高温高压下，有 明显的透气性，可作功能材料。
1.3 单元系统玻璃
1.3.2 氧化硼玻璃结构
• 由硼氧三角体[BO3]组成， [BO3]是平面三 角形结构单元；
• B-O键是极性共价键，其共价键占56%，键 强119cal/mol，[BO3]正负电荷重心重合，不带 极性；
• 低温时，该玻璃结构由桥氧连接的硼氧三角 体和硼氧三元环形成向空间发展的层状网络， 而较高温度形成链状结构。图1－8
1.3 单元系统玻璃
层状
链状
图1-8 B2O3玻璃在不同温度下的结构模型
硼
氧
1.3 单元系统玻璃
层状结构特点：分子间引力（范德华力） 单组分硼氧玻璃性能表现：
软化点低（约450℃），化学稳定性差， 热膨胀系数大，没实用价值。
1.3 单元系统玻璃
1.3.3 五氧化二磷玻璃结构
• 基本结构单元是磷氧四面体 [PO4]，有一个键能较高的双键；
1.1 玻璃的定义与通性
¤性质变化的连续性：玻璃的性质（在一定范围 内）随成分发生连续和逐 渐变化。
¤性质变化的可逆性：从熔体状态冷却（或相反 加热）过程中，可以多次 进行，其物理化学性质产 生逐渐和连续的变化，而 且是可逆的，并且没有新 相生成。
1.2 玻璃结构
• 概念(掌握） • 晶子学说（理解） • 无规则网络学说（理解）
玻璃结构：玻璃内部微观质点聚积和连接方式。
石英玻璃结构
•仅由SiO2组成，基本结构单元硅氧四面体[SiO4]; •硅原子位于四面体的中心，氧原子位于四面体的
顶角；
•O-Si-O键角120-180°，Si-O键是极性共价健，键 强大，离子与共价各占50%；
•硅氧四面体正负电荷重心重合，不带极性； •硅氧四面体以顶角相连形成三维空间的架状结构；
¤各向同性：玻璃态物质的质点排列是无规则的， 是统计均匀的，其物理化学性质在 任何方向都是相同的。
¤介稳性：玻璃由熔体急剧冷却而得到，因T↓而黏 度↑ ↑ ，质点来不及作有规则排列形成 晶体，没有放出结晶潜热。
¤无固定熔点：玻璃态物质由固体转变为液体是 在一定的温度区域内进行的（软 化温度范围），并且没有新的晶 体生成。
1.2.1 玻璃结构（掌握）
指离子或原子在空间的几何配置以及它们在玻 璃中形成的结构形成体。
1.2.2
1.2 玻璃结构
晶子学说（理解）
☺ 玻璃是由无数“晶子 ”所组成。
☺ 晶子是具有晶格变形的有序排列区域，分 布在无定的介质中，从晶子部分到无定形 部分是逐步过渡的，两者之间无明显界线。
强调
玻璃结构的近程有序性、不均匀性 和不连续性
晶子学说：强调玻璃的有序性，不均匀性和不连续 性方面。
结论
玻璃物质的结构特点是：短程有序和长程
无序。宏观上玻璃主要表现为无序、均匀 和连续性；而微观上以体现出有序、微不 均匀和不连续性。
1.3.1
1.3 单元系统玻璃
1.3.1 石英玻璃结构
1.3.2 氧化硼玻璃结构
掌握结构特点
1.3.3 五氧化二磷玻璃结构
第1章 玻璃的结构与组成
1.1 玻璃的定义与通性 1.2 玻璃结构 1.3 单元系玻璃 1.4 硅酸盐玻璃结构 1.5 玻璃结构中阳离子的分类 1.6 各种氧化物在玻璃中的作用 1.7 玻璃的热历史
1.1 玻璃的定义与通性
1.1.1 玻璃的定义（理解）
1.1.2 玻璃的通性（掌握）
1.1.1 玻璃的定义（理解）