（4）性质变化的连续性与可逆性 Tg到Tf之间的温度区域为 “转化温度范围”“反常间距”。
• 玻璃结构假说 （1）晶子学说
列别捷夫于1921年提出，玻璃是由无数“晶子”组成；晶子 不同于一般的微晶，而是带有晶格变形的有序区域，晶子分 散在无定形介质中，无明显过渡界限。
（2）无规则网络学说
1932年德国查哈理阿森提出，玻璃体的结构与晶体结构类似， 氧离子多面体以顶角相连形成三维空间网络，其排列是拓扑 无序的，均匀性、连续性及无序性，占据玻璃结构学说的主 流。
网络外体：Li2O, Na2O, K2O, CaO, SrO,BaO 中间氧化物：BeO, MgO, ZnO, Al2O3等
• 几种典型的玻璃结构简介
（1）硅酸盐玻璃
石英玻璃是二元到多元硅酸盐玻璃的基础。石英玻 璃键角分布在120－180，中心在145，有序范围 在0.7—0.8nm。
XYZR四个参数。X为每个多面体中非桥氧离子的 平均数，Y多面体桥氧离子的平均数，Z每个多面体 中氧离子的平均数，R为氧硅比。Y有称为结构参数， Y小于2时，已不能构成三维网络。P217表格
• A.聚合物的形成 Si-O键合中共价键稍大于离子键的成分。氧 的孤对电子与硅为填充的电子形成d-p键，因此具有高键能、 方向性和低配位的特点。
• 与两个硅原子相连接的氧称为桥氧，Ob,而只与一个硅原子相 连的氧为非桥氧，Onb。
• 桥氧与碱金属氧化物的反应，如何计算？书P212页。 • 低聚物相互发生作用，形成级次较高的聚合物，释放出碱金
宏观：无序、均匀和连续性
微观：有序、微不均匀和不连续
• 玻璃结构中阳离子的分类
网络生成氧化物、网络外体氧化物和中间氧化物
网络生成需满足（1）每个氧离子应与不超过两个 阳离子键合；（2）中心阳离子与氧的配位数不大 于4；（3）共顶角连接，不共棱或共面；（4） 每个多面体至少有三个顶角共用。如：SiO2, B2O3, P2O5, GeO2, As2O3.
• 凝胶的结构
三维网状结构，(a)球形质点相互联接一定的线性排列；(b)板状 或棒状质点搭连成网状结构；(c)线性大分子构成的网架中部分 长链有序排列成微晶区；(d)线性大分子间通过化学键而形成网 状结构。
• 胶凝材料 凡能在物理、化学作用下，从浆体变成坚硬固体，并能胶结其 它物料，具有一定机械强度，统称为(cementious materaisls, cementing materials)胶结材料(binding materials)
• 晶态材料在熔点一下一般是处于自由能最低 的稳定平衡态，非晶态则是一个亚稳态。非 晶态及其结构具有相对的稳定性，这种稳定 性直接关系到其使用寿命和应用条件。
• 无机非晶态材料有：无机玻璃、凝胶、非晶 态半导体和无定形碳等。无机玻璃是由熔融 硅酸盐过冷而得到。
5.4.4.1熔体
• 液态有“近程有序理论”和“核前群理论”，熔融硅酸盐组 成复杂、黏度大，对其结构研究尤为困难。关于其结构的理 论－－聚合物理论。
属氧化物等。聚硅离子[SinO3n+1]2(n+1)-和(SiO2)n碎片等，聚硅 酸离子的浓度可采用C.R.Masson计算法计算。熔体中多种聚 合物并存是熔体长程无序的根本原因。
• B.聚合物结构模型 P. Balta等采用Masson计算法，对偏硅酸钠 (Na2OSiO2)进行大量研究，提出了熔体结 构模型。
计算氯化铯晶体中的填充率 计算面心立方的ZnS晶体中密度
NaCl晶体中钠离子与氯离子的共用情况
5.4.4无机非金属材料的非晶体结构
规律：
呈金属光泽或从中提炼出金属的矿物，常称之为XX矿； 呈非金属光泽的矿物，称为XX石； 供作宝石石料的矿物，多称为X玉； 以细小颗粒产出的矿物，称为X砂； 地表次生的并呈松散状的矿物，称为X华； 易溶于水的硫酸（铅钒PbSO4为例外），称为X矾。
• 玻璃态的通性
“从熔体冷却，在室温下还保持熔体结构的固态物质状态”。 玻璃能保持一定的形状，这与熔体不一样。玻璃态物质的通 性：
（1）各向同性 远程无序，统计均匀。折射率、导电性、硬度、 热膨胀系数等。
（2）热力学介稳性。有析晶可能，但黏度度，转变缓慢，接 近于零。
（3）状态转化的渐变性 没有固定的熔点，黏度为1011－ 1012Pa.s时对应的温度Tg为玻璃的形成温度，108Pa.s时对 应的温度Tf为软化温度。
如何测定物质的晶体结构？
• 物质的成分是什么？ • X射线衍射（粉末XRD），与标准卡片对照，
先对三强峰，XRD甚至还可用来计算晶粒尺寸 和多相物质的相对含量。 • 选区电子衍射（微区分析：较大的晶粒为点 阵，纳米晶为多晶衍射环，衍射环同样可计 算晶面距）。 • 高分辨透射电镜。 • Raman光谱。
（2）硼酸盐玻璃
[BO3]组成，层状结构。碱金属不以非桥氧形式出现， 而是硼氧四面体。“硼氧反常现象”。
5.4是指胶体质点在一定的条件下相互联接所形成的空 间网络结构，其间隙填充满分散介质（液体或气体）。失去了 流动性，具有一定的强度、弹性、屈服值，有分散相及分散介 质两相构成，结构强度有限。
定义与结构特点
• 非晶态（无定形non-crystalline, amorphous） 是相对晶态材料而言，是原子不规则排列的固体 材料的总称。外观上不具有特定的形状，在微观 上内部质点无序排列。远程无序性和亚稳态是非 晶态材料的主要特征。
• 远程有序是指物质结构中原子在三维空间的排列 沿某个点阵方向直线排列，原子有规律的重复， 有周期性。非晶态则没有周期性、但临近原子排 列有一定规律，为短程有序。短程的范围约 1.5nm左右。
n≤5时，聚合物通式为[SinO3n+1]2(n+1)-，为链 状聚合物；
n≥6时，通式为[Sin’O3n’+1]2(n’+1)-.mSiO2, 其 中n’+m=n，结构为链状和网架的混合，还 可能有环状。
5.4.4.2无机玻璃
• 广义的玻璃包括整个固体非晶态物质，在 很多情况下，人们将非晶态与玻璃态等同。 狭义玻璃是指无机玻璃，由熔体过冷硬化 而获得，也称为“过冷液体”，本节所指 为狭义的无机玻璃。