2021-2022學(xué)年高二物理競賽課件：晶格的周期性

1、晶格的周期性簡單晶格：原胞中僅包含1個(gè)原子，所有原子的幾何位置和化學(xué)性質(zhì)完全等價(jià)復(fù)式晶格：包含兩種或更多種等價(jià)的原子(或離子) * 兩種不同原子或離子構(gòu)成：NaCl, CsCl * 同種原子但幾何位置不等價(jià)：金剛石結(jié)構(gòu)、六方密排結(jié)構(gòu)晶格的周期性復(fù)式晶格Na+和Cl-化學(xué)性質(zhì)不同，不等價(jià)所有Na+之間是等價(jià)的，所有Cl-之間也等價(jià)兩種等價(jià)C原子兩個(gè)面心立方晶格沿體對(duì)角線平移1/4簡單晶格 基元是一個(gè)原子復(fù)式晶格 基元是一個(gè)以上原子晶體結(jié)構(gòu) = 點(diǎn)陣（數(shù)學(xué)幾何點(diǎn)） + 基元（物理）晶格的周期性復(fù)式晶格晶格的周期性布拉伐格子(Bravais lattice)簡單晶格中，任意原子的位置均可表示為復(fù)式晶

2、格：任一原子A的位矢為原胞中各種等價(jià)原子之間的相對(duì)位移金剛石晶格中對(duì)角線位移* 碳1位置* 碳2位置晶格的周期性布拉伐格子(Bravais lattice)任意格點(diǎn)均可表示為晶體結(jié)構(gòu) = 點(diǎn)陣（數(shù)學(xué)幾何點(diǎn)） + 基元（物理）晶格的周期性可以用(l1、l2、l3)所有可能取值的集合表示一個(gè)空間格子(也稱點(diǎn)陣)，一組(l1、l2、l3)的取值表示格子中的一個(gè)格點(diǎn)。實(shí)際晶格即在上述空間格子(點(diǎn)陣)上放一組原子 (基元)，它們的相對(duì)位移為ra。該空間格子表征了晶格的周期性，成為布拉伐格子。布拉伐格子是數(shù)學(xué)抽象，是點(diǎn)在空間的周期性排列。布拉伐格子(Bravais lattice)簡立方晶格在實(shí)際晶體中并

3、不罕見（CsCl, NH4Cl,CuZn等）但一般常見的元素不結(jié)晶為簡立方結(jié)構(gòu)。晶格的周期性晶格結(jié)構(gòu)實(shí)例簡單立方為了保證同一層中原子球間的距離等于A-A層之間的距離， 正方排列的原子球并不是緊密靠在一起；由幾何關(guān)系證明，間隙=0.31r0，r0為原子球的半徑。具有體心立方晶格結(jié)構(gòu)的金屬：Li、Na 、Cr、 W、 Fe等.晶格的周期性晶格結(jié)構(gòu)實(shí)例體心立方ABCABC 密堆積方式排布面心立方晶格的堆積比=? 配位數(shù)=？具有面心立方晶格結(jié)構(gòu)的金屬：Au, Ag, Cu等堆積比率：被原子（球）所占據(jù)的可用體積的最大比率。配位數(shù)：最近鄰原子數(shù)。指原子間距最小并相等的原子個(gè)數(shù)晶格的周期性晶格結(jié)構(gòu)實(shí)例面心立方ABAB密排堆垛六方晶格的堆積比=?配位數(shù)=？具有密排六方晶格結(jié)構(gòu)的金屬：Zn，Mg等晶格的周期性晶格結(jié)構(gòu)實(shí)例密排六方 兩套面心立方套構(gòu)而成 第二套4個(gè)原子位于體對(duì)角線1/4處 第二套C原子與4個(gè)第一套C原子形成正四面體 Si, Ge為金剛石結(jié)構(gòu)單胞中的原子坐標(biāo)？晶格的周期性晶格結(jié)構(gòu)實(shí)例金剛石結(jié)構(gòu)Na和Cl分別構(gòu)成面心立方格子，彼此在空間有一個(gè)位移晶格的周期性晶格結(jié)構(gòu)實(shí)例NaCl結(jié)構(gòu)Cs和Cl分別構(gòu)成簡立方格子，彼此在空間有一個(gè)位移注意：CsCl不是體心立方，而是簡立方結(jié)構(gòu)！晶格的周期性晶格結(jié)構(gòu)實(shí)例CsCl結(jié)構(gòu)類似金剛石結(jié)構(gòu)，